Роль тироидных гормонов

Гормоны щитовидной железы T4, T3 и rT3 и активирующий их секрецию тиреотропный гормон гипофиза (ТТГ), часто опускаются при обсуждении вопросов адаптаций к тренировке выносливости потому, что их концентрация в крови обычно имеет низкие величины или демонстрирует противоречивый отклик на аэробные упражнения с интенсивностью между 60% и 80% от МПК различной длительности (Caralis et al., 1977; Kraemer et al., 2003; O'Connell et al., 1979; Terjung & Tipton, 1971).

При длительных, истощающих энергетические субстраты упражнениях, падает концентрации T3 и увеличиваются титры rT3, так как гормоны щитовидной железы очень чувствительны к отрицательному энергетическому балансу (O'Connell et al., 1979). Несмотря на явное отсутствие связи между изменениями в концентрации гормонов щитовидной железы в крови и тренировкой выносливости, можно ожидать, что они играют определенную роль в адаптации к этому тип адаптации по трем причинам:

- гормоны щитовидной железы играют ключевую роль в ремоделировании контрактильных элементов миокарда в направлении увеличения силы их сокращения;

- из-за их вклад в улучшение сосудистых реакций;

- из-за их сильного стимулирующего влияния на митохондриальный биогенез.

Скорость и сила сокращения миокарда зависит от свойств изоформ тяжелых цепей миозина: быстрых aMHC и медленных βMHC. В течение некоторого времени считалось, что гормоны щитовидной железы контролируют переход к βMHC изоформам во время патологической гипертрофии, которая возникала в ответ на хроническую гипертензию. В настоящее время имеются данные, указывающие, что гормон щитовидной железы участвует в переходе к изоформе aMHC во время физиологической гипертрофии левого желудочка в ответ на регулярные тренировки на выносливость (Gupta, 2007).

Гормоны щитовидной железы связываются как ядерными, так и митохондриальными рецепторами. В своей ядерной деятельности комплекс гормон+рецептор (тироидных гормонов) в организме человека действует как фактор транскрипции путем привязки к элементу тироидного отклика (TRE) в регионе промоутера 5' ядерных генов MHC, на хромосоме 14. После связывания с рецептором быстрой изоформы миозина (продуктом протоонкогена c геном рецепторов тиреоидного гормона (c-erbA)), гормоны щитовидной железы вызывают экспрессию aMHC генов и подавляют экспрессию βMHC генов в желудочках, но не в предсердиях сердца. Когда они привязываются к тироидному рецептору TRβ, то подавляют βMHC промоутер. Содействуя преобразованию медленных изоформ в быстрые в сердечной мышце, гормоны щитовидной железы вступают в антагонизм  с кальценерином (Cn), который контролирует преобразование быстрых изоформ в медленные изоформы MHC (Bigard et al., 2008;). В дополнение к их способности изменить экспрессию изоформ MHC, гормоны щитовидной железы могут стимулировать гипертрофию миокарда путем активизации PKB-Akt-mTOR и кальций–кальмодулин (Ca-CaM) сигнальных путей (Ojmaa, 2010). Гормоны щитовидной железы снижают периферическое сосудистое сопротивление,  смягчая вазоконстрикторный эффект катехоламинов (Pappas et al., 2009). Когда T4 вводят вместе с β-агонистами, ослабление вазоконстрикции,  вызванной активацией адренэргических рецепторов (AdR),  не является синергетической. Предполагается, что гормоны щитовидной железы уменьшают сопротивление сосудов путем усиления β- адренергической реакции.

Известной функцией гормонов щитовидной железы является их способность регулировать обмен веществ, воздействуя на митохондрии в сердце, мышцах, печени, белой и бурой жировой ткани (WAT and BAT). В этих тканях гормоны щитовидной железы могут стимулировать как биогенез митохондрий, так и модулировать транскрипционную активность генов ферментов, участвующих в окислительном фосфорилировании – двух основных направлений тканевой адаптации к аэробной тренировке (Marfn-Garcia, 2010). Гормоны щитовидной железы также отвечают за активацию (апрегуляцию) не связанных (свободных) протеинов в ответ на холодовое воздействия, во время восстановления от упражнения и при стимуляции метаболизма в ответ на прием пищи (постпрандиальная стимуляция метаболизма).

Стимуляция биогенеза митохондрий является ответом на:

-  относительную клеточную гипоксию;

- генерацию свободных радикалов (ROS) митохондриями;

- недостаточный потенциал митохондрий для окислительного фосфорилирования (Marfn-Garcia, 2010).

Взаимообусловленность и однонаправленность действия системных гормонов и внутриклеточных факторов в отношении биогенеза митохондрий становиться очевидной из взаимодействия главного транскрипционного регулятора PGC-1а и активации этого процесса (биогенеза) гормоном щитовидной железы. Активация мышечным сокращением PGC-1а, вызывает появление дейодиназы 2, которая локально преобразует T4 в биологически активный T3. В дополнение к их действию в ядре, T3 может действовать на митохондриальную ДНК, так как митохондрии обладают усеченной версией тироидных рецепторов TRa.

Наряду со стимулированием биогенеза митохондрий гормоны щитовидной железы облегчают бета-окисление жирных кислот в результате апрегуляции ферментов окислительного фосфорилирования (Marfn-Garcia, 2010). Это действие опосредовано через регуляторные факторы альфа-пероксисом пролифераторные рецепторы (Peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPAR-alpha)), и ретиноевой X рецептор А (альфа), оба из которых реагируют на гормоны щитовидной железы также как и PGC-1а.

 Наконец, длительная аэробная нагрузка приводит к истощению гликогена и других субстратов, что вызывает снижение секреции и эффектов гормонов щитовидной железы. Глобальный нейроэндокринной ответ на отрицательный энергетический баланс, который может быть получен или истощающей нагрузкой, или путем ограничениями в питании, включает в себя снижение ТТГ, гормонов щитовидной железы и S-стимулирование метаболизма, а также изменения в секреции лептина, инсулина и ИЛ-6 (IL-6). Эти сигналы энергетического дефицита приводят к уменьшению расходов метаболической энергии (снижению основного обмена) (Kelly, 2000; Steinacker et al., 2005).