T4 (L-Thyroxin) ist mit 90% das Hauptprodukt der Schilddrüse. Nur zu 10% wird das hochaktive T3 produziert. T4 ist praktisch nicht wirksam, es wird erst dadurch aktiviert, dass ein Jodatom abgespalten wird, wodurch das aktive T3 entsteht. Dies geschieht entweder sofort in der Schilddrüse oder später – bei Bedarf – in der Peripherie.

• T4 ist die Speicherform: Es hat vier Jodatome, ist im Blut extrem stabil und ist erst nach 4 Wochen aus dem Blut verschwunden. Es ist aber als Hormon praktisch nicht wirksam. T3 ist die Arbeitsform: Es hat nur drei Jodatome, dockt aber mit sehr hoher Bindungskraft an die Rezeptoren im Zellkern an und ist für nahezu alle Wirkungen verantwortlich.

Die Umwandlung von T4 zu T3 geschieht durch die Abspaltung eines einzigen Jodatoms am äußeren Ring des Moleküls. Dies geschieht durch spezialisierte, selenabhängige Enzyme: die Dejodasen. Es gibt drei Typen:

Typ-1-Dejodase (DIO1): Sitzt vor allem in der Leber aber auch der Schilddrüse selbst. Sie ist die Hauptquelle für das zirkulierende T3 im gesamten Blutkreislauf.

Typ-2-Dejodase (DIO2): Sitzt lokal in Geweben wie dem Gehirn (ZNS), der Hypophyse, dem Skelettmuskel und im braunen Fettgewebe. DIO2 stellt sicher, dass diese empfindlichen Organe immer exakt die Menge an T3 bekommen, die sie gerade lokal für sich selbst brauchen – unabhängig davon, wie viel T3 sich im restlichen Blut befindet.

Typ-3-Dejodase (DIO3): Sie scheint T4 zu inaktivieren. Im Hunger schont sie die Energiereserven. Sie spaltet ein Jodatom am inneren Ring ab. Dadurch entsteht das reverse T3 (rT3). Seine Bedeutung ist nicht vollständig geklärt. Man weiß aber, dass die für die Hirnentwicklung essentiellen Parvalbuminneurone beim Fötus nur entsehen, wenn rT3 anwesend ist.

Der Ablauf in der einzelnen Zelle:

1. Das freie T4 (fT4) wird über Transportproteine aktiv in das Zellinnere (Zytoplasma) geschleust. Im Zytoplasma trifft das T4 auf die dort verankerten Enzyme DIO1 oder DIO2. Diese „knipsen“ ein Jodatom ab. Das frisch entstandene T3 wandert weiter in den Zellkern, bindet an die dortigen TR-alpha- oder TR-beta-Rezeptoren und kurbelt die Proteinproduktion an.

Da dieser Prozess von Enzymen gesteuert wird, kann er auch blockiert werden. Bei Nährstoffmangel (z. B. Selen- oder Eisenmangel), chronischem Stress (hohes Cortisol), strengen Diäten oder schweren Lebererkrankungen werden die Dejodasen vom Typ 1 und vom Typ 2 deaktiviert. Die Dejodase vom Typ 3 arbeitet in diesen Fällen vermehrt.

Die Folge: Obwohl genug T4 (Speicherform) vorhanden ist, wird zu wenig in aktives T3 konvertiert bzw. T4 wird in inaktives rT3 verwandelt. Die Zellen „hungern“ nach T3 trotz normaler T4-Werte im Blut, was auch zu den Symptomen einer Hypothyreose führt.