ISSN:
1573-5168
Keywords:
salmonids
;
trout
;
thyroid hormones
;
iodothy ronines
;
deiodinase
;
T3 homeostasis
;
thyroidal status
;
regulation
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Biology
Description / Table of Contents:
Abstract The trout thyroid secretes L-thyroxine (T4) which undergoes enzymatic deiodination in liver and other tissues. Based on mammalian studies, T4 outer-ring deiodination (ORD) or T4 inner-ring deiodination (IRD) could generate respectively 3,5,3′-triiodo-L-thyronine (T3) or 3,3′,5′-T3(rT3), while subsequent T3ORD or T3IRD could generate respectively 3,5-diiodo-L-thyronine (T2) or 3,3′-T2, and rT3ORD or rT3IRD could generate respectively 3,3′-T2 or 3′,5′-T2. In practice, T4 in trout undergoes hepatic ORD to produce T3 but negligible IRD to produce rT3, and T3 in turn undergoes negligible ORD but modest IRD to produce 3,3′-T2. T4ORD, which is particularly important in converting T4 to the biologically more potent T3, also occurs in gill, muscle and kidney. At least two isozymes are involved: i) a high-affinity, propylthiouracil (PTU)-sensitive T4ORD which displays ping-pong kinetics, requires thiol as a cofactor, and is present in liver, gill and muscle, and ii) a low-affinity, PTU-insensitive T4ORD with sequential kinetics with a thiol cofactor, and is present in liver and kidney. Receptor-bound T3 is derived primarily from the plasma for kidney, mainly from intracellular sources for gill and about equally from both plasma and intracellular sources for liver. Thus, the high-affinity T4ORD may produce T3 for local intracellular use while the low-affinity 5′-monodeiodinase may produce T3 for systemic use. T4ORD activity responds to nutritional factors and the physiologic state of the fish. Furthermore, T3 administered orally for either 6 weeks or 24h reduces the functional level (Vmax) of hepatic T4ORD, and T3 added to isolated hepatocytes also reduces activity, indicating direct T3 autoregulation of T4ORD to maintain hepatocyte T3 homeostasis. However, T3 administration also induces T4IRD to produce biologically inactive rT3 and induces T3IRD to produce 3,3′-T2. Thus, the trout liver has several iodothyronine deiodinase systems which in a coordinated manner regulate tissue T3 homeostasis in the face of a T3 challenge. It does this by decreasing formation of T3 itself, by diverting T4 substrate to biologically inactive rT3 and by increasing the degradation of T3. These deiodinases differ in many respects from any mammalian counterparts.
Notes:
Résumé La thyroîde de truite sécrète la L-thyroxine (T4) qui subit des désiodations enzymatiques dans le foie et d'autres tissus. D'après les études réalisées chez les mammifères, la désiodation du cycle externe de la T4 (DCE) ou cell du cycle interne (DCI) pourrait conduire, respectivement, à la 3,5,3′-triiodo-L-thyronine (T3) ou à la 3,3′,5′-T3 (rT3). Ensuite, la T3DCE ou la T3DCI pourrait générer, respectivement, la 3,5-diiodo-L-thyronine (T2) ou la 3,3′-T2, tandis que la rT3DCE ou la rT3DCI pourrait générer la 3,3′-T2 ou la 3′,5′-T2. Pratiquement chez la truite, la T4 est soumise à une DCE hépatique pour donner la T3, mais à une DCI (donnant de la rT3) négligeable. La T3, elle, subit une DCE négligeable mais une DCI modeste pour donner de la 3,3′-T2. La T-4DCE, particulièrement importante dans la conversion de T4 en T3 biologiquement plus active, existe aussi dans la branchie, le muscle et le rein. Deux isoenzymes, au moins, sont impliquées: i) une T4DCE, de haute affinité et sensible au propyle-thio-uracile (PTU), présentant une cinétique de type pingpong et nécessitant un thiol comme cofacteur; elle est trouvée dans le foie, la branchie et le muscle, ii) une T4-DCE de faible affinité et insensible au PTU, présentant une cinétique de type séquentielle et nécessitant également un thiol comme cofacteur, elle est trouvée dans le foie et le rein. La T3 susceptible de se lier à son récepteur provient essentiellement du plasma sanguin pour le rein, principalement de sources intracellulaires pour la branchie, et, de manières à peu près équivalentes, du plasma et de sources intracellulaires pour le foie. Ainsi, la T4DCE de forte affinité peut produire de la T3 pour une utilisation locale intracellulaire, tandis que la T4DCE de faible affinité peut produire de la T3 pour une utilisation locale intracellulaire, tandis que influencée par les facteurs nutritionnels et l'état physiologique du poisson. Par ailleurs, la T3 administrée par voie orale, pendant 6 semaines ou 24h, réduit le niveau fonctionnel (Vmax) de la T4-DCE hépatique, et la T3, ajoutée à des hépatocytes isolés, réduit également cette activité, indiquant l'existence d'une autorégulation directe de la T3 sur la T4-DCE pour maintenir l'homéostasie en T3 des hépatocytes. Toutefois, l'administration de T3 induit aussi une activité T4-DCI pour produire de rT3), biologiquement inactive, et une activité T3-DCI pour produire la 3,3′-T2. Ainsi, le foie de truite possède plusieurs systèmes de désiodases de l'iodothyronine, qui, de manière coordonnée, régulent l'homéostasie de la T3 face à une stimulation par la T3. Cela se fait par une réduction de la synthèse de T3, elle même, via une conversion de la T4 (substrat) en en rT3 biologiquement inactive, et par une augmentation de la dégradation de la T3. Ces désiodases diffèrent, par plusieurs aspects, de leurs homologues mammaliennes.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00004580
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