甲状腺激素代谢系统的发育

甲状腺激素的代谢需要脱碘酶的参与。脱碘酶可以从T4的外环（酚环）或者内环（酪氨酰环）移除一个碘原子，而分别使T4激活或者失活。脱碘酶一共有3种，分别为1型脱碘酶（Type 1 Deiodinase， D1）、2型脱碘酶（D2）以及3型脱碘酶（D3）。D1和D2作用于外环，使T4转化为具有活性的T3，而D3的作用靶点位于内环，可以使T4转化为无活性的rT3，或者使T3进一步转化为无活性的T2。D1也可以作用于T3的内环，使其转化为无活性的二碘酪氨酸。正常情况下，3种脱碘酶协同作用，可以为组织提供充足的T3，而同时也避免组织暴露于过量的甲状腺激素环境中[9]。

在以肝脏为主的大多数组织中，T4经脱碘作用产生T3和rT3，然后迅速从组织间液扩散至血浆中。正常情况下，成人体内T3和rT3以相近的速率合成。甲状腺可以合成、分泌大量T3，却仅能合成少量的rT3。循环中70%～90%的T3来自于外周组织对T4的转化，10%～25%来自于甲状腺。而96%～98%的rT3源自外周组织，只有2%～4%源自甲状腺。(https://www.daowen.com)

与成人的情况相反，胎儿通常具有较高的rT3水平，直到妊娠30～35周时开始减低；同时，维持较低的T3水平，而在妊娠31周后开始缓慢升高[10]。妊娠期间，胎儿肝脏D1活性较低，仅有成人水平的24%，围产期开始D1活性逐渐提高；而妊娠期D3活性却高达成人的10～15倍，并直到围产期才逐渐减低。胎儿大脑皮质的D2活性在妊娠13～20周时提高，而小脑的D2活性则在妊娠后半程才开始升高。甲状腺功能减退患者胎儿脑组织的D2活性提高，而肝脏的D1活性下降，这使得T4相对地向中枢神经系统和其他组织中聚集，并主要通过D2作用转化为T3。大多数在胎儿期高度依赖T3的组织，诸如大脑、垂体、耳蜗、棕色脂肪组织、角化细胞等，通过这种方式获得T3的供应。肝脏D1活性通常在妊娠最后几周和产后升高。胎儿期以D3作用为主，尤其在胎盘、肝脏和肾脏，这使得胎儿循环rT3水平升高。另一方面，有研究观察到早产儿在产后数周内依然能够维持较高水平的rT3，提示胎盘外组织的D3活性可能也参与对rT3水平的维持。此外，胎盘和子宫均表达D2和D3，而绒毛膜、羊膜上则被证实表达D3活性。总的来说，妊娠期胎儿脱碘酶作用以D3为主，导致其rT3水平较高而T3水平相对低平，这使得发育中的胎儿能够免于组织产热和高代谢状态，有利于机体对胎儿生长发育的精细调控[11]。

同样地，与成人不同的是，无活性的硫酸碘甲状腺原氨酸（Sulfated Iodothyronines）[12]是胎儿期甲状腺激素主要的代谢产物。动物实验中观察到，妊娠晚期胎羊T4合成率大约是40μg/（kg·d），显著高于成年个体，而rT3以及硫酸化产物T4S、rT3S和T3S的合成率分别是5、10、12、2μg/（kg·d）。胎儿生命早期，便能在胎盘以及胎儿肝脏、肺和脑组织中检测到硫酸基转移酶活性。而碘甲状腺原氨酸酚羟基团的硫酸化是脱碘作用的必要步骤。胎儿循环中具有较高的硫酸碘甲状腺原氨酸水平。这是因为，硫酸碘甲状腺原氨酸是D1的底物，而恰恰在整个胎儿期中D1活性均保持较低的水平；其次，胎儿期硫酸化代谢产物增加直接提高了硫酸碘甲状腺原氨酸。此外，T2S、T1S同样是胎儿甲状激素重要的代谢产物，但其生物学意义尚不明确。