1 доц. Проф., Специалист по медицинска биохимия, Университет по здравни науки, Медицински факултет, Катедра по медицинска биохимия, Истанбул, Турция

2 Диетолози, Университет по здравни науки, Медицински факултет, Катедра по медицинска биохимия, Истанбул, Турция

3 докторска степен по медицинска биохимия, Университет по здравни науки, Медицински факултет, Катедра по медицинска биохимия, Истанбул, Турция

4 Специалист по медицинска биохимия, Университет по здравни науки, Медицински факултет, Катедра по медицинска биохимия, Истанбул, Турция

Резюме

Получено на 10 декември 2018 г .; Приет на 07 януари 2019 г .; Публикувано на 09 януари 2019 г .;

Академичен редактор:Кингсли Апия, Технически университет Кумаси, Гана.

Проверено за плагиатство: Да

Преглед от:Единична щора

Конкуриращи се интереси

Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Цитат:

Въведение

Основната роля на мастната тъкан е да съхранява енергия. Той изпълнява тази роля, като съхранява мазнини, транспортирани през липопротеини, или чрез синтезиране на мастна киселина от глюкоза 5. В допълнение, физическото запазване, както и съхранението на мастноразтворими витамини (витамин А, D, Е и К) и осигуряването на хемостаза на телесната температура са другите роли на мастната тъкан.

Синтез и ефекти на адипокините в адипоцитите

Мастните тъкани са съставени от адипоцити, фибробласти, левкоцити и макрофаги клетки. В тялото има два вида мастна тъкан: бяла мастна тъкан и кафява мастна тъкан. Фактът, че лептинът от адипокини е открит за първи път през 1994 г., показва, че бялата мастна тъкан също е ендокринен орган 6. Оттогава е установено, че бялата мастна тъкан освобождава много адипокини, имащи няколко функции. Интерлевкин 6 (IL-6) и фактор на туморна некроза алфа (TNF-α), секретиран от макрофаги в мастната тъкан, също са отчетени сред адипокините. Установено е, че IL-6 има регулиращ ефект върху други адипокини и съобщава, че намалява нивата на адипонектин 7. По същия начин е установено, че TNF-α има регулаторен ефект върху други адипокини (намалява нивата на адипонектин и увеличава нивата на лептин). С намалено развитие на затлъстяване и намалени нива на инсулин и лептин са докладвани при проучвания върху животни, при които ефектът на TNF-α е блокиран 8, 9 .

Потреблението на енергия при затлъстяване и връзката с щитовидния хормон

Известно е, че TRH, TSH и T3 участват активно в регулирането на освобождаването на тиреоидни хормони (Фигура 1). Доказано е също, че оста на хипоталамус-хипофиза-щитовидна жлеза (HPT) се регулира от зависимия от мастната тъкан лептин и хранителния статус 18, 28, 29. В такъв регламент, след като се разгледа регулаторният ефект на щитовидната жлеза върху термогенезата, се предполага, че хормоните на щитовидната жлеза могат да бъдат ефективни за предотвратяване на развитието на затлъстяване 18, 30. Известно е, че TSH е важен за енергийния метаболизъм, особено при 3,5-дийодо-1-тиронин (3,5-Т2), Т3 и Т4 нива 30, 31. Необходими са обаче убедителни доказателства за неговия принос за инхибиране на затлъстяването.

Фигура 1. Синтез на тиреоидни хормони. Синтезът на тиреоидни хормони започва с хипоталамусна стимулация. Повишеното ниво на хормоните Т4 или Т3 потиска базалните нива на TSH чрез отрицателна обратна връзка и инхибира отговора на TSH към TRH.

принос

Основните фактори, които определят енергийните нужди на тялото, включват основна метаболитна активност в покой, физически процеси, ИТМ, честота на хранене и пол 32. Тази основна скорост на метаболизма, важен параметър на енергийните нужди, е свързана значително с хормоните на щитовидната жлеза. Освен това има доказателства, разкриващи, че енергийната нужда, зависима от щитовидната жлеза, е свързана с адаптивна термогенеза 30, 33. Въпросната адаптивна термогенеза тук определя баланса между топлинните загуби и печалбата. Изискването за топлина в това равновесие е свързано с окислително фосфорилиране, свързано с локално произведени хормони на щитовидната жлеза в кафява мастна тъкан, което е по-силно изразено при някои животни (като мечката). Нещо повече, хормоните на щитовидната жлеза са частично ефективни върху енергийните нужди на скелетните мускули 34. Фактът, че хормоните на щитовидната жлеза насърчават увеличения разход на енергия по време на почивка, може да се счита за функция, предотвратяваща съхраняването на енергия като мазнина. Откриването, че адаптивната термогенеза, дължаща се на хормоните на щитовидната жлеза, влияе на енергийните разходи по време на почивка 35, 36, засилва тази идея. Тази връзка между затлъстяването и функциите на щитовидната жлеза допринася за напредъка на изследванията в тази посока.

Дейност на дейодиназата при затлъстяване и хронични заболявания

Фигура 2. Ензимната активност на 5 ’и 5-дейодиназата при затлъстяване, продължително гладуване и хронични заболявания.

Важно за енергийния метаболизъм на щитовидните хормони

Известно е, че хормоните на щитовидната жлеза играят важна роля в енергийния метаболизъм и променят функциите на други жлези с вътрешна секреция. Ефектът на тиреоидните хормони върху функцията на секреция на инсулин на панкреаса все още не е известен, но се установява връзката му с диабета. Изследвания върху хормоните на щитовидната жлеза, фокусирани върху разграждането на мазнините, окисляването на глюкозата и ускоряването на окислителното фосфорилиране и други метаболитни ефекти. По-специално, силно подчертани са медиираните от хормоните на щитовидната жлеза повишен енергиен метаболизъм и инсулиновата функция. Последните проучвания показват, че хормоните на щитовидната жлеза играят важна роля в островната патология на диабета и имат негеномни ефекти върху киназите или калмодулина, Са + 2 -АТФазата, аденилат циклазата и глюкозните транспортери. Предполага се обаче, че Т3 показва най-важния си ефект чрез регулиране на тироидни рецептори, медиирани чрез целевата генна транскрипция, намираща се в ядрото 46, 47, 48. Проучвания при възрастни плъхове показват, че Т3 играе важна роля в координираното регулиране на липогенезата и липолизата, основната консумация на кислород и съхранението на мазнини 49, 50. Поради всички тези причини използването на тиреоидни хормони при лечението на затлъстяване и диабет продължава да бъде актуална тема.

Въпреки че има проучвания, които показват, че има повишени нива на лептин успоредно с маслените съотношения при хипотиреоидни плъхове и че хормоните на щитовидната жлеза влияят на серумните концентрации на лептин, няма убедителни доказателства, обясняващи механизма на връзката между лептина и хипер/хипотиреоидизма, 54, 55 .

Много проучвания съобщават, че се наблюдават повишените нива на лептин при плъхове с хипотиреоидизъм и хормоните на щитовидната жлеза влияят на серумните концентрации на лептин. Няма обаче убедителни доказателства, определящи механизма на връзката между лептина и хипер/хипотиреоидизма.

Нива на тиреоиден хормон при затлъстяване и приносът му към консумацията на АТФ

В нашето проучване, проведено при пациенти със затлъстяване, забелязахме, че има силна връзка между тежестта на неалкохолната мастна чернодробна болест (NAFLD) и инсулиновата резистентност (IR) и нивата на TT3, fT3 и адипонектин в кръвта. В това проучване тежестта на IR и NAFLD се увеличава, особено нивата на fT3 намаляват и след това се увеличават. Ние разгледахме възможната причина за това последно увеличение, тъй като защитният механизъм на организма срещу тежка патология 56. В скорошно проучване 34, съобщаващо за умерено повишаване на TSH (Т3 е нормално или малко над нормалното) при затлъстели лица, подкрепя нашето откритие.

Клиничните проучвания показват, че има много причини за умерено повишаване на TSH при затлъстели хора. Тези причини; а) субклиничен хипотиреоидизъм, дължащ се на йоден дефицит или автоимунен тиреоидит, б) дисфункция на хипоталамо-хипофизната ос, в) тиреоидна хормонална резистентност и г) процес на адаптация към повишена консумация на енергия 57, 58, 59, 60, 61. В широкомащабно кохортно проучване са установени умерени нива на повишаване на TSH при много пациенти със затлъстяване без никакво заболяване на щитовидната жлеза, но се съобщава, че някои от затлъстелите деца и възрастни, участващи в проучването, са имали автоимунен тиреоидит 62, 63 .

Освобождаването на Т4 и нивата на Т4 в кръвта бързо се потискат по време на гладуване. Това потискане допринася за адаптивното намаляване на скоростта на метаболизма, като помага за запазване на енергията и засилване на оцеляването. Механизмът, лежащ в основата на този отговор, е свързан с драстичното намаляване на циркулиращия лептин по време на гладуване. Предотвратяване на намаляването на нивата на хормоните на щитовидната жлеза, свързани със системно приложение на лептин по време на гладуване 64, 65, това потвърждава връзката.

Като се вземат предвид ефектите на тиреоидните хормони върху метаболизма, връзката между затлъстяването и тиреоидния хормон ще бъде по-добре разбрана. Тоест ефектът на Т3 върху Na +/K + -ATPase е добре известен 66 и T3 увеличава консумацията на АТФ чрез ускоряване на активността на Na +/K + -ATPase в почти всички тъкани. Ускоряването на окислителното фосфорилиране води до използването на енергия като топлина, вместо да се превръща в АТФ, както и до синтеза на АТФ. Следователно, консумацията на O2 и скоростта на метаболизма ще се увеличат 67. По този начин ще бъде гарантирано, че излишната енергия се консумира, вместо да се съхранява като мазнина.

Тиреоидните хормони повишават чувствителността на β-адренергичните рецептори към катехоламини и след това стимулират дишането, сърдечната честота и систолата (Фигура 3). За да се постигне това, скоростта на метаболизма на глюкозата чрез гликогенолиза и глюконеогенеза ще се увеличи. При проучвания с животни се съобщава, че продължителното приложение на Т3 стимулира експресията на GLUT4 и транспорта на глюкоза в скелетните мускули 68. Смята се, че хормоните на щитовидната жлеза могат да регулират метаболизма на глюкозата и това се постига чрез глюкозния транспортер (GLUT-4) чрез Т3-чувствителната контролна точка. В клинично проучване се съобщава, че TCA цикълът (без да променя скоростта на синтеза на АТФ) се ускорява чрез краткосрочно приложение на Т3 на здрави индивиди, ускорявайки транспорта на глюкоза в скелетните мускули чрез Т3-ефективно отделяне 69 .

Фигура 3. Специфични функции на хормоните на щитовидната жлеза върху целевите органи.

При нормални условия тиреоидните хормони стимулират синтеза на протеини (Фигура 3). При наличие на излишен хормон на щитовидната жлеза синтезът на протеини се забавя и се наблюдава отрицателен азотен баланс 70. Докато хормоните на щитовидната жлеза стимулират синтеза на липиди по подобен начин на протеините, той също така съобщава, че увеличава активността на хормоночувствителната липаза едновременно. Намалява мастните депа чрез увеличаване на окисляването на мастните киселини, за да образува АТФ за използване в термогенезата 71. Свръхпроизводството на хормони на щитовидната жлеза е свързано с хипертермия, тахикардия, изпотяване и хипертония. Въпреки това, забавянето на пулса, сънливост, наддаване на тегло, запек, високо ниво на холестерол, забавяне на скоростта на базалния метаболизъм, непоносимост към студ и психо-соматични разстройства се дължат на намаленото производство на хормони на щитовидната жлеза 72 .

Заключение

Подобно на поведението на лептин, по този начин се разбира, че хормоните на щитовидната жлеза се увеличават в напреднал стадий на затлъстяване и увеличават консумацията на енергия в покой. Счита се, че ускоряването на окислителното фосфорилиране със синтеза на АТФ е използването на енергия, която не се трансформира в АТФ като топлина, така че може да се консумира, вместо да се съхранява излишната енергия като мазнина. В допълнение, Т3 хормонът в скелетните мускули, без да променя скоростта на синтеза на АТФ на транспорта на глюкоза и TCA цикъла за установяване, че щитовидните хормони могат да бъдат ефективно средство за противопоставяне на затлъстяването. Съобщаването обаче, че активността на 5’-йодиазата се потиска при хронични заболявания, причинява безпокойство относно ефикасността на хормоните на щитовидната жлеза при затлъстяване. Нарастващата тенденция към хормоните на щитовидната жлеза в напредналите стадии на затлъстяването вероятно е спасителен механизъм за повишаване на ефективността на потиснатите хормони на щитовидната жлеза.

В резултат на това в напредналите стадии на затлъстяването повишеното съдържание на хормони на щитовидната жлеза спомага за повишаване на енергийната консумация на тялото чрез увеличаване на енергийната нужда по време на почивка, като по този начин предлага алтернативен спасителен начин на тялото срещу риска от затлъстяване. Тази ситуация представлява приспособим принос на спасителя, подобен на ефекта, който лептинът, който корелира с количеството мастна тъкан при затлъстяване, инхибира храненето, като въздейства върху центъра за ситост.

Разкриване

В тази статия няма потенциален конфликт на интереси на авторите. Авторите не са получили финансова подкрепа за това проучване.