Im Blutplasma kommt Jod als negativ geladenes Jodid-Ion vor, und zwar nur in Spuren. Die Zellen der Schilddrüse reichern genau dieses Ion trotzdem um ein Vielfaches gegenüber dem Plasma an. Durch bloßes Hineinsickern ließe sich ein solcher Unterschied nicht aufbauen; die Zelle muss dafür Arbeit aufwenden.
Enstatitys begleitet ein einzelnes Jodid-Ion durch eine Follikelzelle: hinein über die Membran, die an die Kapillare grenzt, hinaus über die gegenüberliegende Membran in den Hohlraum des Follikels, dann an ein großes Speicherprotein und schließlich in ein fertiges Hormonmolekül. Für jeden dieser Schritte ist ein benanntes Protein bekannt.
Nach gängigen Lehrbuchangaben liegt der größere Teil des gesamten Körperjods eines Erwachsenen in diesem einen Organ. Das macht die Schilddrüse zum naheliegenden Ort, um zu verstehen, wozu der Organismus dieses Halogen überhaupt heranzieht.
Enstatitys · Schilddrüsenbiochemie
Das Element selbst und drei Proteine, an denen sich sein Weg durch die Zelle festmachen lässt. Der zugelassene EU-Wortlaut steht beim Element.
Ein Halogen mit der Ordnungszahl 53. Im Körper begegnet es fast nur in zwei Zuständen: als freies Jodid-Ion in den Körperflüssigkeiten und kovalent gebunden am aromatischen Ring der Aminosäure Tyrosin.
Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012
Er sitzt in der Membran, die zur Kapillare zeigt, und nimmt zwei Natrium-Ionen zusammen mit einem Jodid-Ion auf. Die Antriebskraft liefert das Natriumgefälle, das die Natrium-Kalium-Pumpe unter ATP-Verbrauch aufrechterhält.
Ein Enzym mit Hämgruppe, verankert in der Membran zum Follikelinneren. Es entzieht dem Jodid Elektronen, verbraucht dabei Wasserstoffperoxid und setzt das reaktive Jod an ausgewählte Tyrosine.
Ein Glykoprotein von rund 660 Kilodalton, das den Follikel ausfüllt. Es ist Gerüst und Lager in einem: Die Hormone entstehen innerhalb seiner Kette und bleiben dort gebunden, bis die Zelle das Protein wieder aufnimmt und zerlegt.
Die Kurzporträts oben nennen die Beteiligten. Die folgenden Abschnitte zeigen, in welcher Reihenfolge sie zusammenarbeiten und an welcher Stelle das Jodid chemisch verändert wird.
Der NIS gehört zur Proteinfamilie SLC5. Bei jedem Durchgang nimmt er zwei positiv geladene Natrium-Ionen und ein negativ geladenes Jodid-Ion mit, sodass netto eine positive Ladung in die Zelle gelangt. Weil außerhalb der Zelle deutlich mehr Natrium vorliegt als innen, „zieht“ das Natrium das Jodid gewissermaßen mit. Das Gen für diesen Symporter wurde 1996 von der Arbeitsgruppe um Nancy Carrasco kloniert.
Im Labor lässt sich der NIS durch Anionen ähnlicher Größe wie Perchlorat oder Thiocyanat ausbremsen, die mit dem Jodid um die Bindungsstelle konkurrieren. Diese Befunde haben wesentlich dazu beigetragen, den Aufnahmemechanismus zu entschlüsseln.
Auf der gegenüberliegenden Seite verlässt das Jodid die Zelle wieder und gelangt in das Kolloid, die zähe Füllung des Follikels. Beschrieben sind dafür unter anderem der Anionenaustauscher Pendrin und der Kanal Anoctamin-1. Direkt an dieser Membran erzeugt das Enzym Dual-Oxidase 2 (DUOX2) Wasserstoffperoxid, und zwar dort, wo es gebraucht wird.
Die Thyreoperoxidase nutzt dieses Wasserstoffperoxid, um Jodid zu oxidieren. Das aktivierte Jod bindet an den Ring bestimmter Tyrosinreste des Thyreoglobulins. Trägt ein Ring ein Jodatom, spricht man von Monojodtyrosin (MIT), trägt er zwei, von Dijodtyrosin (DIT). Fachleute nennen diesen Einbau in ein Protein Organifizierung. Er ist der biochemische Hintergrund des Satzes, den die EU für Jod zugelassen hat:
„Jod trägt zu einer normalen Produktion von Schilddrüsenhormonen und zu einer normalen Schilddrüsenfunktion bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012
Noch am Thyreoglobulin verknüpft die Thyreoperoxidase zwei jodierte Tyrosine miteinander. Aus zwei DIT-Resten entsteht Thyroxin (T4) mit vier Jodatomen, aus einem MIT- und einem DIT-Rest Trijodthyronin (T3) mit drei. Die fertigen Hormone hängen dabei weiter an der Proteinkette und werden im Kolloid gelagert.
NIS, Pendrin, DUOX2 und Thyreoperoxidase kommen im Verordnungstext nicht vor. Sie zeigen, an welcher Stelle ein Jodid-Ion gebraucht wird; die zugelassene Angabe beschreibt dagegen nur das Ergebnis im Normalfall und nennt kein Plus gegenüber diesem Normalfall.
Die Stationen des Jodids in der Follikelzelle, jeweils mit beschrifteter Skizze, einer Tabelle der beteiligten Proteine und den Literaturangaben zu den Originalarbeiten.
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Enstatitys erklärt biochemische Abläufe in allgemeiner Form. Eine Diagnose, eine Therapieentscheidung oder das Gespräch mit Ihrer Ärztin oder Ihrem Arzt ersetzen diese Texte nicht; Fragen zur eigenen Schilddrüse gehören in die fachliche Sprechstunde.
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