Тиреоидные гормоны. Щитовидная железа
Тиреоидные гормоны (щитовидной железы) – известный регулятор липидного метаболизма.
При помощи приведенной свежей статьи в Nature хочется более подробно взглянуть на эту тему. Речь пойдет преимущественно о процессах в печени
Т3 и Т4 обладают прямыми [и непрямыми] эффектами на холестерин и синтез жировых кислот. Повышенные уровни LDL и HDL могут быть ассоциированы с гипотиреозом, а сниженные – с гипертиреозом. Высокие дозы Т3 ранее использовали для похудания , но пришлось прекратить из-за серьезных нежелательных явлений. Сейчас левотироксин иногда используется офф-лейбл для похудания.
Способы воздействия щитовидных гормонов на метаболизм жиров:
- Транскрипторная регуляция;
- Пост-трансляционная модификация (PTM);
- Влияние на концентрацию метаболитов;
- Влияние на энергетический статус в клетке
Транскрипторная регуляция (ядро) подразумевает наличие рецепторов (THR) где-то в ядре. Благо гидрофобность гормонов позволяет позволяем им проникать в ядро клетки. Гормоны щитовидной железы могут не ограничиваться «профильными» рецепторами, могут связываться и с другими рецепторами (например, с FOXO1, forkhead box protein O1), могут связываться с другими белками (в том числе ферментами), могут участвовать в сигнальных клеточных каскадах.
Рецепторы имеют две изоформы: THRα и THRβ. Обе присутствуют в большинстве тканей, но THRβ в большей степени выражен в печени, а THRα в сердце.
Тиреоидные гормоны стимулируют липолиз из запасов жира в белой жировой ткани (WAT) и пищевых источников для создания свободных жировых кислот, которые являются основным источником липидов для печени. Также щитовидные гормоны оказывают влияние на мембранные транспортные белки (FATPs, L-FABPs, CD36), через которые жировые кислоты попадают в печень. Транспортные белки вполне успешно регулируются TH-рецепторами.
De novo липогенез – это создание триглицеридов из пирувата (продукт гликолиза) при избытке глюкозы в диете. Также липогенез (но уже не de novo) может начинаться с циркулирующих и внутриклеточных жировых кислот. Тиреоидные гормоны способствуют de novo липогенезу (из глюкозы).
Противоречие «одновременной» стимуляция липогенеза и липолиза (мы знает, что одновременно организм такого не даст сделать, это «пустой» метаболический цикл) поясняется на рисунке выше. При избытке углеводов в диете (лето), растет Т3, что логично связано с задачей запасания жира на период зимнего голода/спячки. Зимой же щитовидные гормоны стимулируют липолиз и кетогенез, как следствие доставку энергии до тканей/мозга в виде VLDL и кетонов.
Не смотря на стимуляцию липогенеза, во время гипертиреоза мы получаем похудание даже на высоко углеводной диете. Так как метаболический уровень превышает синтез триглицеридов.
Тиреоидные гормоны стимулируют липофагию и аутофагию в печени .
Щитовидные гормоны ап-регулируют число и активность пероксисом (органеллы, которые «откусыывают» по 2 углерода от длинноцепочных жировых кислот и «справляются» с образовывающимися в процессе реактивными видами кислорода).
Переходя к митохондриям, очевидно, что тиреоидные гормоны склоняют наши энергостанции к оксидативному метаболизму. За счет активации PGC-1α и (ненапрямую) SIRT1 мы задействуем ось PGC- α1 > NRF1 > mtTFA . Таким образом гормоны щитовидной железы активируют бета-оксидацию как на уровне ДНК, так и на уровне мтДНК .
Ограничивающий скорость бета-оксидации фермент карнитин O-палмитоилтрансфераза 1 (CPT1) (еще точнее его печеночная изоформа CPT1- L α) стимулируется щитовидной .
Тиреоидные гормоны «объединяют» (couple) реакции липофагии с аутофагием митохондрий, поврежденных реактивными видами кислорода .
Активация бета-оксидации означает кроме всего прочего две вещи: активацию синтеза холестерина (для создания гормонов же) и активацию синтеза кетонов (как условно конечно продуктов бета-оксидации жиров).
В тоже время периферийный холестерин (LDL) конвертируется в HDL и возвращается в печень через так называемый reverse cholesterol pathway. Последим этапом «возврата» периферийного холестерина будет секреция желчи. Таким образом, тиреоидные гормоны обладают механизмом снижения холестерина в крови.
Выводы:
- Щитовидные гормоны стимулируют бета-оксидацию, аутофагию (в том числе липофагию и митофагию), синтез холестерина в печени, утилизацию периферийного холестерина, увеличивают количество пероксисом, активируют CPT1;
- В периоды высоко-углеводной диеты тиреоидные гормоны способствуют запасанию жира, а на высоко жировой диете способствуют липолизу;
- Современные аналоги/миметики гормонов щитовидной железы я намеренно не рассматривал, чтобы не провоцировать спорные эксперименты;
- Нормальная функция щитовидной железы, как видим, очень важна для кето-диеты.
P.S. Следующая тема: фотомодуляция функции щитовидной железы (на работах ученых из Гарварда, чтобы сложнее было считать это баснями) – и, если достану достаточно информации, то как это сделать в домашних условиях.
Представляет собой одним из важнейших механизмов регуляции, не менее важным, чем головной мозг. выделяют гормоны, имеющие тропность к клеткам-мишеням (всем тканям, за исключением семенников и селезёнки).
То есть влияет на абсолютно все обмены веществ и оказывает огромное влияние на формирование человека.
Тиреоидные гормоны, производящиеся щитовидной железой, помогают в правильном физическом и умственном развитии детей, дают энергию и обеспечивают обмен веществ взрослым людям. Производство таких секретов управляется нервной системой, а если точнее, то рилизинг-факторами, которые находятся в гипоталамусе и активными веществами гипофиза головного мозга. В целом можно сказать, что подобные гормоны всегда имеют один уровень в клетках крови и повышаются в том случае, когда у организма появляются индивидуальные требования. Если же они резко снижаются, тогда это может свидетельствовать о том, что щитовидная железа работает не на полную мощность или в теле появился недостаток йода.
Что такое тиреоидные гормоны?
Тиреоидные гормоны – это в настоящее время единственные известные науке биологически активные вещества, включающие йод. Они крайне нужны растущему организму, прежде всего центральной нервной системы, у взрослых же людей они отвечают за метаболизм и действуют абсолютно на все органы и ткани. Щитовидная железа содержит самое большое количество тиреоидных гормонов. Их метаболизм расположен главным образом в печени, но также проходит и в так называемых тканях-мишенях, таких, как головной мозг. Уровень этих секретов корректируется аденогипофизом при помощи ТТГ с деятельностью механизмов отрицательной обратной связи.
Функции гормонов щитовидной железы
Секрет щитовидной железы воздействует практически на все клетки нашего организма. Он воздействует на белковый синтез, катализирует обмен веществ, вместе с гормоном роста регулирует развитие длинных костей, отвечают за формирование нейронов и улучшает восприимчивость человеческого организма к адреналину и другим катехоламинам. Вообще все гормоны щитовидной железы помогают правильно развиваться организму и дифференцировать все клетки человеческого организма. Они управляют жировым, белковым, углеводным обменами за счёт прямого влияния на энергетические соединения клеток. Помимо этого, они активизируют витаминный метаболизм. Патологические и физиологические факторы очень влияют на синтез гормонов щитовидки.
Ещё тиреоидные гормоны помогают телу выделять тепло. При этом же применение тиронаминов способно вызвать внезапное понижение температуры тела.
Роль тиреоидных гормонов в организме
Какая же щитовидной железы? Она даже не одна:
- увеличивается сердечный выброс;
- частота сердечных сохранений увеличивается;
- вентиляция увеличивается по интенсивности;
- обмен веществ ускоряется;
- симпатическая активность повышается;
- развитие мозга усиливается;
- у женщин насыщается эндометрий;
- метаболизм белков и углеводов ускоряется.
Как регулируется работа щитовидной железы?
Регулируют функции щитовидной железы и . Гипоталамус контролирует нервную и эндокринную системы организма. Гипофиз выделяет необходимое количество сложных секретов. Совместная работа гипофиза и гипоталамуса взаимодействует наподобие элементов с обратной связью.
Иначе говоря, если гормоны в щитовидке снижаются, определённые рецепторы реагируют на это и доставляют информацию прямиком в гипоталамус. А он начинает вырабатывать либерины, которые, в свою очередь, действуют на гипофиз. А он уже производит выработку тиреоидных гормонов, а точнее, тиреотропный секрет, который заставляет щитовидную железу активно производить трийодтиронин и тетрайодтиронин. И обратно, если их становится больше положенного, гипоталамус отдаёт команду гипофизу затормозить активное выделение гормонов. Они с помощью гипофиза и гипоталамуса вызывают постоянное поддержание на должном уровне гормонов в крови, то есть это есть процесс саморегуляции организма.
К чему приводят отклонения от норм гормонов?
Рассмотрим следствия отклонений, вызванных или переизбытков гормонов.
Нехватка гормонов
Нарушается равновесие функций всех органов и систем, и из-за этого возникает гипотиреоз. Он имеет следующие свойства:
- бледный или жёлтый цвет лица;
- вялость;
- понижение умственных способностей;
- склероз;
- облысение;
- депрессия и её периодические приступы;
- гипертония;
- ожирение;
- увеличение печени;
- тахикардия;
- исчезновение половой функции.
Переизбыток гормонов
При этом развивается . Это заболевание развивается, если в кровь активно вбрасываются тиреоидные гормоны из щитовидки, затем этот выброс становится полностью неконтролируемым, а в кровотоке уровень гормонов резко и сильно поднимается. У тиреотоксикоза такие клинические симптомы:
- зоб щитовидной железы;
- тремор;
- дистрофия печени;
- изменение в миокарде;
- пучеглазие;
- диарея;
- психические нарушения;
- резкая потеря веса;
- изменения половой системы у обеих половин;
- стенокардия.
Лечение болезней
На сегодняшний день есть эффективные методы лечения как недостатка, так и избытка тиреоидных гормонов. На самом деле способ недостатка гормонов довольно очевиден – это заместительная терапия. Избыток гормонов лечат несколькими способами. Для этого назначают антитиреоидные препараты, которые уменьшают синтез и секрецию этих гормонов, до полного разрушения щитовидной железы при лечении радиоактивным йодом или её полного удаления хирургическим путём. Практически во всех случаях лечение оказывается полностью эффективным и позволяет полностью излечиться или достичь длительной ремиссии.
Лечение народными средствами
Гипотиреоз можно вылечить с помощью таких средств:
- сбор из девясила, ромашки и шиповника;
- сбор из мяты, зверобоя, ромашки, спорыша, черники и листьев берёзы;
- фейхоа с сахаром;
- инжир;
- салат из морской капусты, творога, грецкого ореха и чеснока;
- салат из гречки с морской капустой и куркумой.
- крапивный настой;
- женьшень;
- смесь мёда, лимона и семян льна;
- смесь соков свёклы, моркови и картофеля;
- медуница;
- компресс на горло из отвара дубовой коры.
Тиреотоксикоз лечится большим разнообразием всевозможных настоек, отваров, водных настоев и иных вариаций народных средств.
Щитовидная железа - это важнейший орган человеческого организма. Любые заболевания этой железы могут стать причинами нарушений в работе многих других органов или систем человека. Для предотвращения многих серьёзных заболеваний очень важно своевременно и как можно быстрее диагностировать любые патологии и изменения в функционировании щитовидной железы. Основным способом диагностики в этом случае будет проведение гормонального анализа крови. Это наиболее современный и точный метод диагностики, который способен определить малейшие колебания количественного уровня гормонов при проведении анализа крови и определить нарушения в работе или ранние стадии болезней этого органа.
Гормоны щитовидной железы
Щитовидная железа человека состоит из двух видов клеток. Это фолликулярные клетки, постоянно производящие гормоны Т3 (трийодтиронин) и Т4 (тетрайодтиронин) и парафолликулярные клетки, вырабатывающие ещё один вид гормонов - кальцитонин. Трийодтиронин и тетрайодтиронин получаются в процессе синтеза из аминокислоты тирозина при активном участии соединений йода, который является связующим звеном. Сформированные таким образом йодотиронины потоком крови траспортируются и переносятся белками. В паре Т3 и Т4 основным биологическим эффектом обладает трийодтиронин, а тетрайодтиронин в данном случае служит прогормоном, который уже в тканях организма преобразуется в трийодтиронин (Т3).
Таким образом, тиреоидные гормоны можно определить как производимые щитовидной железой йодные производные аминокислот тирозина, у которых схожие физиологические свойства.
Процесс регулирования работы щитовидной железы человека
Главными регуляторами функционирования щитовидной железы выступают гипоталамус и гипофиз. Гипоталамус мозга, или так называемый координационный центр, контролирует всю работу нервной и эндокринной системы человеческого организма. Функции гипофиза заключаются в выделении определённого количества сложных по своему строению гормонов. Синхронная и слаженная работа гипоталамуса и гипофиза в данном случае очень важна, так как они являются элементами и звеньями одной цепи и взаимодействуют как элементы с обратной связью.
Таким образом, если общий уровень гормонов в железе падает, то специфические рецепторы определяют это и доставляют сведения в гипоталамус. Гипоталамус начинает вырабатывать либерины, задача которых оказать воздействие уже на гипофиз. Он начинает выделять ТТГ или тиреотропный гормон, принуждающий щитовидную железу усиленно вырабатывать Т3 и Т4. При обратной ситуации, когда гормонов в кровотоке становится больше необходимого, гипоталамус передаёт в гипофиз затормаживающие процесс вещества статины. Подобный процесс саморегуляции позволяет поддерживать постоянный и оптимальный для всех тканей и органов уровень гормонов в крови.
Процесс синтезирования тиреоидных гормонов
Синтез тиреоидных гормонов - это главная функция щитовидной железы. Именно она играет определяющую роль в метаболизме йода для организма человека. Йод извлекается щитовидной железой из крови, аккумулируется в ней и используется в синтезе гормонов.
Фазы синтеза гормонов
Сам процесс синтеза этих гормонов можно разбить на пять основных фаз.
- Синтезирование тиреоглобулинов.
- Накопление йодидов в тиреоидной клетке.
- Окисление йодидов и превращение их в органические йодистые соединения.
- Получение в итоге йодтиронинов, которые и представляют собой тиреоидные гормоны.
- Поступление в кровь гормонов Т3 и Т4, выделяемых из тиреоглобулина в результате процесса протеолиза.
Основные функции гормонов Т3 и Т4 в организме человека
Трийодтиронин и тетрайодтиронин непосредственно связаны и активно воздействуют на работу человеческого организма в целом. Именно от них зависит уменьшение или усиление образования тепла, теплопродуктивность организма, активность захвата всеми органами кислорода. Тиреоидные гормоны щитовидной железы поддерживают на оптимальном уровне дыхательные функции, воздействуя непосредственно на центр дыхания, стимулируют функциональность миокарда, моторику кишечной области, инициируют формирование эритроцитов.
Кроме этого, нормальный уровень этих гормонов влияет на формирование и рост белков во всём организме. Поэтому без тиреоидных гормонов отсутствует рост и правильное развитие абсолютно всех тканей и органов человека.
Тиреоидные гормоны: норма
Общее количество Т3 и Т4 зависит в основном от сбалансированной работы эндокринной системы в целом, от количественного состава йода и тиреоглобулина.
Лабораторные нормы количественного уровня тиреоидных гормонов следующие:
- свободного Т3 в норме должно быть от 1,2 до 4,2 пкМоль/л;
- общего Т4 в норме должно быть от 60 до 120 нМоль/л;
- свободного Т4 в норме должно быть от 10 до 25 пкМоль/л.
Для более точного лабораторного определения уровня гормонов данного вида в крови применяются и такие показатели, как уровни тиреоглобулина и тиреотропного гормона; наличие антител к тиреоглобулину; ТСГ; соотношение Т4 к тиреотропному гормону.
Последствия отклонений от норм тиреоидных гормонов
При явной нехватке гормонов в крови и соответственно в тканях и органах человека, когда нарушается оптимальный баланс функционирования систем и органов, развивается такое заболевание, как гипотиреоз. Гипотиреоз характеризуется такими признаками, как заторможенность, облысение, бледный или жёлтый оттенок лица, склероз, снижение интеллектуальных способностей, частые приступы депрессии, набор массы тела, гипертония, тахикардия, увеличение размеров печени, угасание половой функции.
Другое заболевание, связанное с повышенным уровнем гормонов Т3 и Т4, тиреотоксикоз. Он развивается в случае активного выброса в кровь гормонов из железы, когда этот процесс становится неуправляемым, и уровень гормонов в кровотоке резко возрастает (т. н. гипертиреоз). Тиреотоксикоз клинически проявляется такими симптомами, как зоб щитовидной железы, пучеглазие, психические отклонения, тремор, резкое похудание, стенокардия и изменения в миокарде, дистрофия печени, диарея, изменения в половой системе, как у мужчин, так и у женщин.
Текст: Ольга Ким
Тиреоидные гормоны вырабатываются щитовидной железой. Обязательной составляющей этих гормонов является йод. Тиреоидные гормоны необходимы для нормального роста и развития организма. И, как и с любыми гормонами, их переизбыток или недостаток отрицательно влияет на здоровье человека.
Тиреоидные гормоны: для чего они нужны?
Тиреоидные гормоны очень важны не только для роста, но и хорошей умственной активности. К ним относятся: к свободный трийодтиронин (сТ3), свободный тироксин (сТ4), общий трийодтиронин (Т3), общий тироксин (Т4), тиреоглобулин (ТГ), тироксинсвязывающий глобулин (ТСГ).
Тиреоидные гормоны контролируют нормальную теплопередачу в организме, поддерживают работу дыхательных органов, стимулируют работу сердечно-сосудистого тракта, ускоряют поглощение кислорода клетками, следят за механизмом переваривания в желудочно-кишечном тракте, синтезируют белок в организме.
Также тиреоидные гормоны стимулируют умственную и физическую деятельность, способствуют нормальному метаболизму, способствуют созданию эритроцитов и замедляют отложение жира.
Тиреоидные гормоны: как проявляется их переизбыток и недостаток в организме?
При недостатке тиреоидных гормонов возникает аутоиммунный тиреоидит. Он связан с нарушениями работы щитовидной железы. Когда организму недостает тиреоидных гормонов может возникнуть гиперхолестеринемия, гиперлипидемия, что в конечном итоге приводит к ишемической болезни сердца. Также возникают проблемы с желудочно-кишечным трактом, запоры, дисфункция печени и щитовидной железы грозят такими заболеваниями, как атеросклероз, желчнокаменная болезнь, и даже рак. Нехватка тиреоидных гормонов затрагивает также вегетативную нервную систему и повышает чувствительность к стрессам.
Тиреоидные гормоны в переизбытке нарушают баланс половых гормонов и, оказывая влияние на фолликулостимулирующий гормон, вмешиваются в работу яичников, серьезно влияют на работу сердечно-сосудистой системы. В частности, у людей с тиреотоксикозом (переизбытком тиреоидных гормонов) наблюдается тахикардия, одышка и нарушение динамики пульса. К тому же, избыток тиреоидных гормонов вмешивается в работу надпочечников, увеличивает секрецию глюкокортикоидов.
Для тиреотоксикоза характерны внешние признаки, такие как потливость, жар, влажность кожи, отеки век, слабость мышц. Также у больных с тиреотоксикозом ярко выражен «волчий аппетит» при явной потере веса, при этом наблюдается постоянная жажда, увеличивается мочеиспускание и не редки приступы поноса. Тиреоидные гормоны в большом количестве снижают запасы кальция в организме, из-за чего возникают остеопороз и опасность переломов.
Так как тиреоидные гормоны содержат в себе атомы йода, то и их переизбыток или недостаток связаны именно с ним. Поэтому, чтобы контролировать уровень йода в организме, полезно знать, из каких продуктов его можно получить. К йодосодержащим продуктам относятся: морская капуста, морепродукты, рыба, молоко, яйца. Определить уровень тиреоидных гормонов можно с помощью анализа крови на Т3, Т4 и ТТГ. Если вы замечаете за собой характерные для нарушения выработки тиреоидных гормонов, срочно обращайтесь к врачу - последствия дисфункции работы щитовидки весьма опасны, а лечение их занимает месяцы, а то и годы.
Главным эффектом гормонов щитовидной железы является активация транскрипции большого количества генов в ядре. Под влиянием тиреоидных гормонов практически во всех клетках организма начинает синтезироваться большое количество ферментов, структурных и транспортных белков и прочих веществ. В итоге во всем организме повышается функциональная активность.
Большая часть синтезируемого щитовидной железой тироксина преобразуется в трийодтиронин. Прежде чем тироксин окажет влияние на геном, повышающее транскрипцию генов, он претерпевает структурные изменения, заключающиеся в отдаче одного иона йода практически всеми молекулами тироксина, что превращает его в трийодтиронин. Внутриклеточные рецепторы имеют большое сродство к трийодтиронину. В результате более 90% гормонов щитовидной железы, связывающихся с рецепторами, являются трийодтиронином.
Гормоны щитовидной железы активируют рецепторы в ядре. Рецепторы гормонов щитовидной железы прикреплены к нитям ДНК либо расположены поблизости от них. Рецептор тиреоидного гормона обычно образует гетеродимер с ретиноидХ-рецептором на специфическом фрагменте реагирования тиреоидного гормона на ДНК. Связываясь с тиреоидным гормоном, рецепторы становятся активными и инициируют процесс транскрипции.
В результате образуются большие количества различных типов информационных РНК ; в последующие несколько минут или часов они расходуются на процессы трансляции с помощью РНК на рибосомах, приводящие к образованию сотен новых внутриклеточных белков.
Влияние тиреоидных гормонов на метаболизм
Тиреоидные гормоны увеличивают метаболическую активность практически всех тканей организма. На фоне повышенной секреции гормонов уровень основного обмена может возрастать на 60-100%. Резко возрастает использование различных веществ в энергетических процессах. В то же время, несмотря на стимуляцию тиреоидными гормонами синтеза белка, скорость его распада также увеличивается. Отмечено существенное увеличение скорости роста у молодых людей.
Повышается мозговая активность
, а также активность большинства существующих эндокринных желез.
Тиреоидные гормоны
увеличивают количеаво и активность митохондрий. На фоне введения тиреоидных гормонов у животных в большинстве клеток увеличиваются как количество, так и размеры митохондрий. Более того, почти прямо пропорционально увеличению скорости метаболизма животного возрастает площадь поверхности мембран митохондрий, поэтому одной из основных функций тироксина является увеличение количества и активности митохондрий, приводящее к образованию аденозинтрифосфата - источника энергии клетки.
Однако увеличение количества и активности митохондрий , отмечаемое на фоне повышенной концентрации тироксина в плазме, может быть как следствием возросшей активности клетки, так и причиной этой активности.
Тиреоидные гормоны увеличивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны. Одним из ферментов, увеличивающих свою активность под влиянием тиреоидных гормонов, является Na+/K+-АТФ-аза. Это в итоге увеличивает транспорт ионов натрия и калия через мембраны клеток в некоторых тканях. Поскольку этот процесс использует энергию и увеличивает рассеивание тепла организмом, предположили, что обеспечение функционирования этого механизма может быть одной из причин увеличения скорости обменных процессов.
Действительно, метаболические повышают проницаемость мембран большинства клеток для натрия, активирующую Na+/K+-нaсос, что опосредованно приводит к увеличению продукции тепла.