Щитовидная железа инкретирует тиреоидные гормоны — тироксин и трийодтиронин.
Паренхима щитовидной железы состоит из фолликулов, которые представляют ее основные структурную и функциональную единицы. Стенки фолликулов образуются одиночным слоем эпителиальных клеток (тиреоцитов), а их полости наполнены густой массой — коллоидом, в который погружены микроворсинки эпителиальных клеток. Коллоид в основном представляет тиреоглобулин — йодсодержащий белок с молекулярной массой 660000.
Эта железа имеет важное значение в метаболизме йода. Она активно концентрирует йодид из циркулирующей крови и преобразует его в органически связанный йод и тиреоидные гормоны, а также служит депо для упомянутых гормонов. Тироксин и трийодтиронин в виде тиреоглобулина хранятся в коллоиде фолликулов железы. Под регулирующим влиянием тиротропина гипофиза тиреоглобулин при протеолизе высвобождает гормоны, которые поступают в кровь.
Основными йодированными компонентами щитовидной железы являются производные аминокислоты тирозина — монойодтирозин (МИТ) и дийодтирозин (ДИТ), а также производные аминокислоты тиронина—тироксин, или тетрайодтиронин (Т4), и 3, 5, 3′— трийодтиронин (Т3). Йодированные тирозины (МИТ и ДИТ) не являются гормонами щитовидной железы и не обладают гормональной активностью, но они служат субстратом для удержания йода в щитовидной железе и для синтеза тиреоидных гормонов. МИТ и ДИТ находятся в щитовидной железе в связанном виде в составе белка как часть молекул тиреоглобулина. Основным гормоном щитовидной железы является тироксин (тетрайодтиронин), содержащий много йода (65%). В значительно меньшем количестве (около 5% от количества тироксина), но более активным гормоном щитовидной железы является трийодтиронин. Его функциональная активность в 5 раз выше, чем тироксина.
В крови циркулирует небольшое количество свободного йода, а главная масса его находится в составе тироксина и других соединений, которые в связанном виде с белками, альбуминами и альфа-глобулинами образуют связанный с белком йод (СБЙ) крови. В СБИ крови тироксин составляет основное количество (80— 90%). Уровень СБЙ крови служит одним из показателей гормональной активности щитовидной железы. Некоторая часть тироксина (около 0,1 %) содержится в крови в свободном состоянии (но находится в подвижном равновесии со связанным с белками Т4) и определяет эффект его действия. Внутрь клеток из крови проникают только свободные Т3 и Т4, которые захватываются специфическими йодтиронинсвязывающими белками. В клетках эти гормоны подвергаются химическим превращениям. Во внутриклеточном метаболизме тироксина первым звеном является отщепление одного атома йода и образование трийодтиронина, обладающего значительно более сильным физиологическим эффектом. Считают, что Т4 представляет собой транспортную форму тиреоидных гормонов, а Т3 является их активной внутриклеточной формой.
В основе физиологического действия тиреоидных гормонов лежит регуляция интенсивности дыхания клеток, их непосредственное влияние на поглощение кислорода митохондриями и другими частями клеток, усиление окислительных реакций и основного обмена в организме. Они оказывают значительное воздействие на активность ферментов и генный аппарат клеток.
Тиреоидные гормоны — тироксин и трийодтиронин оказывают регулирующее влияние на рост и дифференцировку тканей организма, что обусловлено суммарным эффектом их воздействия на множество биохимических процессов в клетках и тканях. При избыточном поступлении с кормом белков тироксин ускоряет процессы диссимиляции, а при их нормальном поступлении усиливает процессы синтеза. Следовательно, он регулирует обмен белков путем поддержания равновесия между анаболическими и катаболическими процессами, обеспечивающими рост животных. Увеличение содержания в крови Т4 сопровождается усилением инкреции СТГ. Гормоны щитовидной железы стимулируют рост хрящей и окостенение эпифизов трубчатых костей. В отличие от соматотропина, тиреоидные гормоны стимулируют не только рост тканей и органов, но и их дифференцировку.
Тиреоидные гормоны ускоряют всасывание глюкозы в желудочно-кишечном тракте, участвуют в регуляции содержания сахара в крови и синтеза гликогена в печени. Они ускоряют синтез липидов, в частности фосфолипидов и холестерина. Под действием тиреоидных гормонов резко возрастает окисление жирных кислот в митохондриях. Эти гормоны усиливают секрецию молока и содержание в нем жира. Они принимают участие в метаболизме большого числа минеральных элементов и воды. На обмен минеральных веществ гормоны воздействуют через кору надпочечников и инкрецию минер алокортикоидов, а также путем изменения функциональной активности задней доли гипофиза. Тиреоидные гормоны рефлекторно или непосредственно оказывают влияние также на клетки центральной нервной системы, в особенности промежуточного мозга и аденогипофиза, и через них на периферические органы и ткани. Они влияют на вегетативную иннервацию органов, повышают инкрецию кортикостероидов, особенно в присутствии АКТГ.
Парафолликулярные клетки щитовидной железы синтезируют гормон кальцитонин. Он состоит из 32 аминокислот, имеет молекулярную массу 3600. Кальцитонин стимулирует функцию остеобластов и отложение кальция в костях, в связи с чем уменьшается его концентрация в крови.
В регуляции функции щитовидной железы важное место занимает гипофиз. Тиротропин, выделяемый аденогипофизом, регулирует инкрецию тиреоидных гормонов по принципу обратной отрицательной связи. В свою очередь тиротропная функция гипофиза находится под воздействием центральной нервной системы. В гипоталамусе вырабатывается тиротропин-рилизинг-гормон (ТРГ), стимулирующий инкрецию ТТГ гипофизом. Нервная система оказывает также прямое регулирующее влияние на щитовидную железу, минуя гипоталамо-гипофизарный путь. На активность щитовидной железы оказывают влияние также гормон роста, АКТГ, эстрогены. Активность щитовидной железы зависит от воздействия факторов внешней и внутренней среды. В частности, при понижении температуры окружающей среды продукция тиреоидных гормонов увеличивается и ее функциональная активность повышается. На интенсивность синтеза тиреоидных гормонов влияют наличие йода в кормах, воде и другие факторы.
В животноводстве и ветеринарии применяют синтетический тирозин и другие препараты, а чаще при дефиците тироксина в организм вводят йод, что обеспечивает биосинтез тироксина. С целью профилактики и лечения эндемического зоба у животных в рацион вводят йодированную поваренную соль.