甲状腺ホルモンは「トリヨードサイロニン（以下T3）」「遊離トリヨードサイロニン（以下FT3）」「サイロニン（以下T4）」「遊離サイロニン（以下FT4）」など、さまざまな種類があります。
これらの違いは理解していても、甲状腺ホルモンが作られた後に、どのような過程でホルモンとして作用を発揮するかはイメージしにくいのではないでしょうか？
例えば、「甲状腺から分泌されたT4は、どのようにしてT3へ変換されるか？」といったことは、非常に難しいです。
ただ、甲状腺ホルモンが働くまでの過程を理解しておけば、甲状腺ホルモンに問題が生じたときに、原因を追究できるようになります。
そこで今回は、「甲状腺ホルモンの作用機序」について解説します。
T3、FT3、T4、FT4の違いについてわからないのであれば「甲状腺ホルモンに関する基礎知識：T3、T4とFT3、FT4の違い」を先に見てください。
甲状腺ホルモンの作用機序に関するまとめ
・FT4とFT3のうち、細胞内で作用を発揮するのは主にFT3
・FT4は細胞内に入るとT3へ変換されて甲状腺ホルモンとして作用する
・血液中のT3は、全体の20％が甲状腺から分泌されて、残りの80％はFT4が肝臓や腎臓、腸でT3に変換されたもの
・T4からT3へ変換されるためには、「チロキシン-5-デヨージナーゼ（iodothyronine deiodinase：以下D）」と呼ばれる酵素が必要
・甲状腺ホルモンが細胞で働くまでには、酵素やさまざまな臓器が関与している
甲状腺ホルモン（Th）が働くまでの過程
甲状腺ホルモンが作用を発揮するためには、T4ではなくT3に変換される必要があります。
ただ、甲状腺で作られる甲状腺ホルモンの多くはT4です。そのため、甲状腺ホルモンは甲状腺から分泌された後に、複雑な過程を経てT3となって甲状腺ホルモンとして働くのです。
そこで以下に、甲状腺ホルモンが働くまでの過程について記します。
甲状腺から血液中へ
脳からTRH、TSHが作られた後は、甲状腺から血液中にT4とT3が分泌されます。そして、甲状腺から放出されたT4とT3の大半はタンパク質と結合します。
具体的には、血液中にあるT4の約65パーセント、T3の約75パーセントがタンパク質と結合しているのです。
そして、タンパク質と結合していないわずかなFT3とFT4は、そのまま細胞内に入って甲状腺ホルモンとして働きます。
T4からT3が作られる過程
甲状腺から分泌されるT3は、血液中に存在するT3全体の約20パーセントです。残りの80パーセントは、T4から変換されて血液中に放出されます。
具体的には、肝臓と腎臓、腸の3部位でT4がT3へ変換されます。
また、FT4が細胞内に入ってT3へ変換される経路もあります。
このように、甲状腺で作られたT4は、さまざまな過程を経てT3へ変換されるのです。
*血液中でT3、T4からタンパク質が外れてFT3とFT4になる反応もあります。
なぜ肝臓と腎臓でT3が作られるのか？
ここまで述べたように、T3の大半は肝臓と腎臓で作られます。それでは、なぜ他の臓器ではなく肝臓と腎臓でT3が作られるのでしょうか？
それは、肝臓と腎臓にT4をT3へ変換するための「酵素」が存在するためです。酵素とは、体内で起こる反応を速める物質になります。つまり、必要な酵素が存在することで、スムーズに反応が起こるのです。
T4からT3に変換される反応が起こるときには、「D（チロキシン-5-デヨージナーゼ：iodothyronine deiodinase）1、2」という酵素が必要になります。D1、2が存在して、初めてT4がT3へ変換されるのです。
肝臓と腎臓には、D1がたくさんあります。そのため、血液中から肝臓や腎臓にT4が入ると、T3へ変換されるのです。
ちなみに、D2は脳や下垂体、心臓、筋肉、脂肪、甲状腺に存在しています。そのため、酵素によってT4がT3へ変換されるイメージとしては以下の図のようになります。
このように、肝臓と腎臓にはT4をT3へ変換する酵素が存在するために、T3が作られるのです。
肝臓内でT4がT3へ変換される過程
中でも、肝臓における甲状腺ホルモンの変換は重要になります。
ここからは、少し細かい話になりますが肝臓内におけるT4からT3への変換過程について解説します。
既に述べたように、血液中のFT4は肝臓に入ってT3へ変換されます。
ただ、肝臓内での変換は、図に記しているように単純ではないのです。
具体的には、肝臓に入ったT4の60パーセントは、そのままT3へ変換されます。ただ、残りの40パーセントは、半分が「rT3（不活性型の甲状腺ホルモン）」に変換されて体外へ排泄され、残りの半分は腸を介してT3へ変換されるのです。
図中にあるrT3やT3S、T3ACは、T4のように不活性型の甲状腺ホルモンになります。ただ、rT3は体外へ排出されますが、T3S、T3ACは腸内でT3へ変換されて甲状腺ホルモンとしての役割を果たすのです。
このように、T3の産生には肝臓や腎臓だけでなく、腸の働きも関係しています。
D3が活性化されるとLowT3になる
T4に関わる酵素には、D1.2だけでなく、D3も存在します。D1.2がT4をT3へ変換するのに対して、D3はT4を「rT3」にするのです。
既に述べたように、rT3とは不活性型の甲状腺ホルモンであり、甲状腺ホルモンとしての役割を果たしません。つまり、D3によってrT3が多くなると「甲状腺では甲状腺ホルモンが作られているのに、ホルモンとしての作用が発揮されていない」という状態になるのです。
そうなると、血液検査でT4は正常値（甲状腺でT4は作られるため）なのにT3だけが低値となってしまいます。
こうした状態を「LowT3症候群」といいます。LowT3症候群になると、TSHやT4の値は正常なのに体温の低下や倦怠感、脱毛など、甲状腺機能低下症の様な症状が出現してしまうのです。
このように、D3が活性化されてrT3が増えると、LowT3症候群と呼ばれる状態になります。
＜関連記事＞
・LowT3症候群とは？LowT3症候群の原因から症状、対処法まで全て解説
今回述べたように、甲状腺ホルモンが細胞で作用を発揮するまでには、酵素や複数の臓器が関与しているのです。甲状腺ホルモンについて考えるときには、こうしたことまで知っておくと、より深く理解できるようになります。
