background image

THYROID HORMONE

s

 & ANTITHYROID 

DRUGS 

The thyroid secretes 2 types of hormones:   

1- Iodine containing amino acids (are important for growth, development and 
metabolism) and these are: triodothyronine, tetraiodothyronine,( thyroxine)   

2- Calcitonin is important in the regulation of calcium level.   

BIOSYNTHESIS, TRANSPORT & PERIPHERAL METABOLISM OF 
THYROID HORMONES:   

  The iodine necessary for the synthesis of T3 & T4 is derived from food or iodine 

supplement. Iodine uptake is an active process. Once taken up by the thyroid gland, 
iodine undergoes a series of enzymatic reactions that convert it into active 
hormone.   

1-  The 1st step is the transport of the iodine into the gland by intrinsic follicle cell 

basement membrane protein called sodiurn/iodine symporter(NIS). This step is 
inhibited by SCN & CLO

4

-

   

2-  Iodide is oxidized by thyroid peroxidase to iodine.   

3-  Iodination of tyrosine residues within the thyroglobulin molecule to form 

monoiodotyrosine (MIT) & diodotyrosine (DIT) this process is called iodide 
organifaction. Thyroidal peroxidase is transiently blocked by high levels of 
intrathyroidal iodide & thioamide drugs.   

4-  Two molecules of DIT combine within the thyroglobulinto form L-thyroxine (T4)' 

One molecule of MIT & one molecule of DIT combine to form T3 

5-  T4, T3, MIT & DIT are released form thyroglobulin by exocytosis & proteolysis of 

thyroglobulin. The DIT & MIT are deiodinated within the gland & the iodine is 
reutilized. This process of proteolysis is blocked by high levels of intrathyroidal 
iodide.   

  The ratio of T4 to T3 within the thyroglobulin is 5:1 so that most of the hormone 

released is thyroxine. Most of circulating T3 in the blood is derived from 
peripheral metabolism of thyroxine.   

 

 


background image

    TRANSPORT   

T3 & T4 in the plasma are reversibly bound to thyroxine binding globulin (TBG) a 
transport protein in the blood.   

    PERIPHERAL METABOLISM   

The primary pathway of peripheral metabolism is deiodination. Deiodination of T4 may 
occur by monoiodination of the outer ring producing 3,5,3 triiodothyronine (T3). 
Alternatively deiodination of the inner ring produces 3,3,5 triiodothyronine (reverse T3 
or rT3) which is inactive.   

Drugs such as ipodate, beta-blockers & corticosteroids and severe illness or starvation 
inhibit the 5-deiodinase necessary for the conversion of    T4 to    T3 resulting in low T3 & 
high rT3.   

CONTROL OF THYROID FUNCTION   

  Hypothalamic cells secrete thyrotrooin releasing hormone (TRH) into the 

capillaries of the pituitary portal system. TRH stimulates the synthesis & release of 
thyroid stimulating hormone (TSH). TSH stimulates an adenylyl cyclase-mediated 
mechanism in the thyroid gland to increase the synthesis& release of T4 & T3·   

  T4 & T3 act in a negative feedback fashion (mechanism) to block the action of 

TRH on the pituitary gland & on the hypothalamus to inhibit the synthesis & 
release of TRH. In Grave's disease; lymphocytes secrete a TSH receptor 
stimulating Ab which binds to the TSH receptor.   

  The thyroid gland also regulates its uptake of iodide & thyroid hormone synthesis 

by intrathyroidal mechanism that are independent of TSH. These mechanisms 
primarily related to the level of iodine in the blood. High concentration of iodide 
inhibits iodide organification, and effect that is useful in the treatment of thyroid 
disease. Inadequate iodine intake results in diffuse enlargement of the thyroid 
(Goitre)   

MECHANISMS OF ACTION OF T4 & T3   

T3 is 10 times more potent than T4 and since T4 is converted to T3 in target cells( the 
liver & kidneys), most of the effect of circulating T4 is probably due to T3.   

Thyroid hormone binds to receptors in the nucleus that control the expression of genes 
responsible for many metabolic processes. These receptors when activated by T3 bind to 
DNA response elements & control synthesis of RNA which codes for specific proteins 
that mediate the action of thyroid hormones.   

 


background image

 

 

The proteins synthesized differ depending on the tissue involved. These proteins include 
Na+/K+ ATPase, specific contractile protein in smooth muscles & the heart, enzymes 
involved in lipid metabolism, important developmental components in the brain .... Etc.   

EFFECTS OF THYROID HORMONE   

  Include normal growth & development of the nervous, skeletal, reproductive 

systems & control of metabolism of fat, CHO, proteins & also metabolism of 
drugs.   

  Thyroid deprivation in early life results in irreversible mental retardation & 

dwarfism (congenital cretinism), thyroid hyperactivity results in thyrotoxicosis. 
Conversely a decrease in thyroid activity results in hypothyroidism (myxedema).   

PHARMACOKINETICS   

  All of the naturally occurring T4 & T3 exist in Levo form (L-isomers}, the Dextro 

form of Thyroxine has only 4% of the biological activity of the L-isomer.   

  Thyroxine is well absorbed from the duodenum & ileum when taken orally; oral 

bioavailability of L- Thyroxine is about 80% absorbed while T3 is almost 
completely absorbed. T4 & T3 can also be given intravenously.   

  In patients with hyperthyroidism, the clearance of T4 & T3 is        & the opposite is 

true in hypothyroidism. Drugs that induce hepatic microsomal enzymes (e.g. 
rifampicin phenytoin & Phenobarbital}      the metabolism of T4 & T3 & patients 
receiving T4 replacement therapy may require modification (      dosage) to 
maintain clinical effectiveness.   

  If TBC binding sites are increased (this is caused by pregnancy, estrogens, oral 

contraceptives) there is an initial shift of the hormone from the free to the bond 
state & α      in the rate of elimination until the normal hormone concentration is 
restored thus the total & bound hormone will increase but the concentration of free 
hormone will remain normal. The reverse occurs when TBG sites are 


background image

 

THYROID PREPARATION   

  These preparations are synthetic 

1.  Levothyroxine (is the best which is T4).   

2.  Liothyronine (T3, is faster acting but has shorter half-life & more expensive).   

3.  Liotrix (is a mixture of Thyroxine & liothyronine. It is never required).   

 

ANTI- THYROID DRUGS 

Reduction of thyroid & hormone effects can be accomplished by agents that 
interfere with the production of thyroid hormones, by agents that modify the tissue 
response to thyroid hormones or by glandular destruction with radiation or 
surgery. The anti-thyroid compounds used clinically include the thioamides, 
iodides & radioactive iodine.   

 

                                                  THIOAMIDES   

                             

 

Methimazole (carbimazole)                                  Propyl thiouracil (PTU)   

  These 2 are the major drugs used in the treatment of thyrotoxicosis {Carbimazoles 

converted to methimazole in vivo).   

  The most important effect of these drugs is to block iodination of tyrosine. Also 

these drugs may block the coupling of DIT & MIT.   

  These drugs are given by oral route. Since the synthesis of thyroid hormones rather 

than release is inhibited, the onset of activity of these drudges is usually slow 
requiring 3-4 weeks for full effect.   

 


background image

 

 

Carbimazole   

Propyl thiouracil ( PTU)   

1- More potent given in a single daily   

Does is 10 times that of Carbimazole   

dose.   

given every 6-8 hrs.   

2-Completely absorbed & readily   

Rapidly absorbed with a bioavailability   

accumulated in thyroid gland.   

of50-80 %   

3-Excreted in urine but slower than PTU.    Excreted in urine within 24 hrs   

4-Has some immunosuppressive action   

 

leading to decrease in serum TSH   

No such effect   

receptor antibodies.   

 

5-Has little effect on conversion of T4 to    It inhibits the peripheral conversion of T4   

T3·   

to T3•   

6-Crosses placenta.   

Crosses placenta less readily Preferable   

in pregnancy   

7-Sufficient quantity is excreted in breast    Not excreted in sufficient quantities to   

milk.   

preclude breast feeding.   

 

ADVERSE EFFECTS OF THIOAMIDES occur in 3-12% of treated patients.   

Most reactions occur early. The most common adverse effect is maculopapular pruritic 
rash, sometimes accompanied by fever.   

RARE ADVERSE EFFECTS INCLUDE:   

1.  Urticarial rash.   

2.  Vasculitis.   

3.  Arthralgia.   

4.  A lupus like reaction   

5.  Cholestatic jaundice.   

6.  Lymphadenopathy.   

7.  Hyperprothrombinemia, aplastic anemia & aqranutocytosis the most dangerous 

complication)   

8.  All these adverse effects are reversible.   

 

 

 


background image

 

IODIDE SALTS AND IODINE:   

  Iodide salts inhibit. organification (iodination of tyrosine) and thyroid hormone 

release. These salts also decrease the size & vascularity of the hyperplastic: 
thyroid gland. Since iodide salts inhibit the release as well as the synthesis of the 
hormone, their onset of action occurs rapidly within 2-7 days. However the 
effect is transient because the thyroid gland escapes from iodide block after 
several weeks of treatment.   

  Iodide salts are used in thyroid storm(severe    thyrotoxicosis) & to prepare the 

patient for surgical resections of the hyperactive thyroid. The usual forms of this 
drug are lugol's solution(iodine & potassium iodide) and saturated solution of 
potassium iodide.   

 

IODINATED CONTRAST MEDIA (IPODATE):   

  It suppresses the conversion of T4 to T3 via 5 deiodinase in the liver, kidney and 

other peripheral tissues. Inhibition of hormone release from thyroid gland may 
also play a part.   

  Ipodate has proved very useful in rapidly reducing T3 concentration in 

thyrotoxicosis (in thyroid storm)   

RADIOACTIVE IODINE 1

st

 (ADMINSITERED ORALLY)   

  It is taken up & concentrated in the thyroid gland. A dose large enough to 

severely damage the gland can be given without endangering other tissues .   

An effective dose of. I

131

 (single) can produce permanent cure of thyrotoxicosis 

without surgery. I

131

 shouldn't be used in pregnancy or nursing mother.   

 

β-blockers:   

Propranolol is used as an effective therapeutic adjuvant in the management of 
thyrotoxicosis. Since many of these symptoms mimic these associated with 
sympathetic stimulation (particularly tachycardia) propranolol ilnhibits 5- deiodinase 
(the conversion of T4 to T3).   


background image

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 19 عضواً و 148 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل