W-8 04.12.08r.

WPŁYW ŻYWIENIA NA AKTYWNOŚĆ TARCZYCY

Podwzgórze

TRH OŚ PODWZGÓRZOWO-
PRZYSADKOWO-TARCZYCOWA

Przysadka

TSH

Tarczyca

T4, T3, rT3

Osoczowe białka wiążące - transtyretyna, globulina wiążąca hormony tarczycy,
albumina hormony zwierzęce

hormony wolne

TKANKI DOCELOWE

T4-dejodynazy T3 receptor jądrowy

rT3

• Synteza hormonów tarczycy

1. wychwyt jonów jodkowych i transport do błony apikalnej komórek pęcherzykowych

2. utlenianie jonów jodkowych

3. jodowanie reszt tyrozylowych tyreoglobuliny - powstanie mono- i dijodotyrozyny

4. sprzęganienie jodotyrozyn - powstanie tri i tetrajodotyroniny

• Kluczowym enzymem w syntezie hormonów tarczycy jest tarczycowa peroksydaza jodująca (TPO)

TPO katalizuje utlenianie jonów jodkowych przy wykorzystaniu nadtlenku wodoru, jodowanie reszt tyrozylowych i ich sprzęganie.

• Powstające hormony T₃ i T₄ związane są z cząst. białka, ich odłączenie następuje po pinocytozie przez komórki pęcherzykowe. Następnie enzymy trawią białkowe komórki pęcherzykowe przez co hormony uwalniane są do naczyń krwionośnych znajdujących się obok pęcherzykowych komórek.

• Budowa hormonów

- Trijodotyronina (T₃) - pozbawiony atomów w pozycji 3'

- Tetrajodotyronina (T₄ ) - zawiera wiązanie estrowe

- Rewerstrójjodotyronina - nieaktywna postać

• Intensywna produkcja nadtlenku wodoru w tarczycy stwarza zagrożenie stresem oksydacyjnym.

• Enzymy chroniące tk. tarczycy przed uszkodzeniem oksydatywnym to peroksydazy glutationowe (selenoproteidy) i katalazy.

• Istnieje zależność syntezy hormonów tarczycy od potencjału oksydacyjno-redukcyjnego kom. pęcherzykowych.

• Wzrost stężenia nadtlenków fosfolipidowych powoduje obniżenie aktywności promotora TPO poprzez wpływ na wiązanie czynnika transkrypcyjnego TTF-1 z DNA.

• Wzrost stężenia rodników ponadtlenkowych powoduje znaczący spadek aktywności TPO.

• Miedź w stężeniu fizjologicznym wpływa na aktywność TPO ze względu na ochronę grup tiolowych czynnika TTF-1 przed utlenianiem.

• Jednak wzrost stężenia wewnątrzkomórkowego miedź może hamować ekspresję genu TPO na skutek obniżenia syntezy innego czynnika transkrypcyjnego PAX8.

• Osoczowe białka transportujące hormony tarczycy

- transtyretyna

- globularne wiążące hormony tarczycy

- albumina osoczowa

• Działanie hormonów tarczycy w tkankach docelowych

T₃

T₄

T₃

białko: ATPazy, białka rozprzęgające, receptory adrenergiczne,
lipoproteiny, receptory LDL

• Receptor T₃ ma strukturę tzw. palców cynkowych

Tyronina

• Dejodynazy - selenocysteina w centrum aktywnym

DI

Dejodynacja jodotyronin w pozycji 5' i 5. Wyst.- błona komórkowa - wątroba, nerki, tarczyca, mózg.

Aktywność stymulowana przez T₄ i T₃, insulinę, glukozę.

Degradacja przez rT₃.

DII

Dejodynacja w pozycji 5'. Wyst.- błony mikrosomalne - mózg, tarczyca, przysadka, BAT;

u człowieka - mięsień sercowy, mięśnie naczyń krwionośnych i szkieletowe.

Proteoliza DII jest stymulowana przez T₄ - wysokie stężenie T₄ degraduje enzym.

DIII

Dejodynacja w pozycji 5. Wyst.- błony mikrosomalne - mózg, skóra, łożysko, tk. płodu.

Aktywność proporcjonalna do aktywności tarczycy.

• Efekty hormonów tarczycy:

- wzrost tempa przemiany materii

- wzrost tempa wydatku energetycznego

- wzrost tempa lipolizy

- wzrost tempa metabolizmu cholesterolu

Hamowanie rozwoju miażdżycy i otyłości

• Aktywność tarczycy jest włączona w pętlę sprzężeń łączących spożycie pokarmu z wydatkiem energetycznym.

Spożycie

pokarmu

↑TSH, T₄, T₃ ↓ TSH, T₄, T₃ , ↑rT₃

↑ wydatku energetycznego ↓

• Wpływ poziomu białka i węglowodanów w diecie na aktywność tarczycy.

Na dietach eukalorycznych i izoenergetycznych.

- aktywność DI i stężenie T₃ w osoczu ↑ ze spożyciem węglowodanów

- aktywność TPO i stężenie TSH w osoczu ↑ ze spożyciem białka

- na dietach niskobiałkowych ↑ stężenia globuliny wiążącej hormony tarczycy.

• Wpływ tłuszczu w diecie na aktywność tarczycy

Mechanizmy wpływu kwasów tłuszczowych na akt. tarczycy.

- współzawodnictwo o wiązanie z białkami - transportującymi i receptorem

- interakcje receptorów jądrowych T₃ i Ki

- funkcjonowanie receptorów i enzymów związanych z błonami

• Wzrost poziomu kwasów tłuszczowych w osoczu powoduje wypieranie T₄ z miejsc wiążących na białkach transportujących.

• Wzrost poziomu wolnego T₄ powoduje zwiększenie hamowania wydzielania TSH a skutkiem tego jest obniżenie syntezy hormonów w tarczycy.

• Wpływ kwasów tłuszczowych na różnicowanie komórek tarczycy.

Kwasy tłuszczowe i ich utleniane pochodne - prostanoidy wpływają na ekspresję genów za pośrednictwem receptorów aktywowanych przez proliferatory peroksysomalne

aktywowanie PPAR-α,β,γ

Ligandy PPAR- γ:

naturalne

kwasy eikozapentaenowy i arachidonowy oraz prostaglandyna 15d-PGJ2 (wpływa na syntezę tyreoglobuliny w tyrocytach)

sztuczne

leki stosowane w leczeniu tarczycy np.: roziglitazon, troglitazon, ciglitazon.

Ligandy PPAR-γ: różnicowanie komórek nowotworowych dzięki czemu tracą te komórki rakotwórczość.

• Wpływ kwasów tłuszczowych na aktywność dejodynazy.

Wpływ tłuszczu diety/kwasów tłuszczowych na poziom mRNA receptorów T₃ i kwasu retinowego.

Obniżenie RAR na diecie wysokotłuszczowej.

• Wpływ mikroskładników diety na aktywność tarczycy

JOD - ponieważ prawie cały jod wydalany jest z moczem, stężenie jodu w moczu może służyć do określenia zapotrzebowania.

• Stężenie > 50µg jodu na gram kreatyniny - spożycie jodu uważa się za adekwatne

• Minimalne spożycie adekwatne to 50-70µg/dzień ale biorąc pod uwagę obecność różnych

goitrogenów może być większe.

• Zakres 25-50µg/g - wzrastające ryzyko niedoczynności tarczycy

• Stężenie < 25µg/g - ryzyko endemicznego kretynizmu

Skutki niedoboru:

- obu T₃ i T₄ w osoczu, wzrost stężenia TSH, co prowadzi do przerostu gruczołu (wole)

- spadek tempa przemiany materii, spadek temperatury ciała, nietolerancja zimna, spowolnienie procesów myślowych, suchość skóry, wypadanie włosów.

Istnieje również górny granica zaopatrzenia w jod, powyżej której jod może mieć szkodliwy wpływ na morfologię tarczycy i jej aktywność.

Hamujący wpływ nadmiaru jodu przez wydzielanie hormonów tarczycy - efekt Wolffa i Chaikoffa (1948r.)

Nadmiar jodu spożywanego powoduje hamowanie wiązania jodu przez tyreoglobulinę, redukcję oddysocjowanie cAMP na TSH, redukcję proteolizy tyreoglobuliny, obniżenie syntezy TPO
i tyreoglobuliny, a także hamowanie dokomórkowego transportu aminokwasów.

Poprzez pobudzanie syntezy endoteliny zwężającej w tarczycy naczynia krwionośne jod zmniejsza wychwyt jonów jodkowych z krwi.

SELEN - wchodzi w skład plejodynaz oraz peroksydaz glutationowych chroniących tarczyce przed
uszkodzeniem oksydatywnym.

Niedostateczne spożycie selenu powoduje: obniżenie aktywności dejodynaz i stężenia T₃
w osoczu, uszkodzenie oksydatywne tkanek tarczycy.

Istnieje hierarchia w zaopatrzeniu selenoproteidów w selen widoczna przy niedostatecznym spożyciu selenu.

Szczególnie szkodliwe działanie na morfologię tarczycy ma niedobór selenu połączony z niedoborem jodu.

Skojarzony niedobór jodu i selenu uważany za przyczynę powstawania kretynizmu śluzowatego, obserwowany na obszarach deficytowych pod względem jodu i selenu.

• Mechanizm wpływu niedoboru jodu i selenu na morfologię tarczycy

- niedobór jodu powoduje znaczący spadek wydzielania T₄

- obniżenie stężenia aktywności DI i DII w przysadce, wywoływane niedoborem Se, prowadzącą do wzrostu wydzielania TSH

- wzrost wydzielania TSH powoduje wzrost pobudzania tarczycy i między innymi produkcję nadtlenku wodoru

- H₂O₂ nie wykorzystany do utleniania jodu, nie jest również wystarczająco rozkładany wobec obniżenia aktywności Gpx

- wzrost H₂O₂ poziomu doprowadza do tworzenia wolnych rodników tlenowych, które uszkadzają tkanki tarczycy

- w doświadczeniach przeprowadzonych na szczurach stwierdzono, że niedobór selenu połączony

z niedoborem jodu wywołuje większy niż sam niedobór jodu wzrost ciężaru i objętości tkanki łącznej, a także znaczniejszą martwicę gruczołu

- niedobór selenu utrudnia odbudowę gruczołu po wyrównaniu niedoboru jodu

- podawanie Se bez podawania jodu nie poprawia stanu patologicznego, bo powoduje wzrost aktywności DI w tarczycy i obniża się i tak bardzo niskie wydzielanie T4

- ze względu na to, że osoczowa T4 jest prekursorem mózgowej T4, obniżanie jej stężenia powoduje wzrost uszkodzeń homologicznych

CYNK

- karmienie szczurów dietą zawierającą powyżej 1 ppm Zn znacznie redukuje stężenie T₄ i T₃
w osoczu, poziom TRH w podwzgórzu i w mniejszym stopniu stężenie TSH w osoczu

- zaburzenia syntezy TRH w niedoborze Zn prawdopodobnie wynikają z redukcji aktywności zawierających Zn proteaz: endopeptydazy, karboksypeptydaza H, kt. kataliz. posttranslakcyjne przetwarzanie cząsteczki prepoTRH

- dokładna rola cynku w regulacji metabolizmu hormonów tarczycy nie jest znana

- przypuszcza się, że miejscem działania Zn może być obwodowa dejodynacja T₄

- Zn odgrywa poza tym zasadniczą rolę w działaniu T₃ na tkanki docelowe, wchodzi bowiem w skład receptorów jądrowych T_4, które należą do rodziny receptorów funkcjonujących jako tzw. palce cynkowe

ŻELAZO - rola żelaza w budowie i funkcjonowaniu TPO wynika z obecności hemu w jej

cząsteczce

- grupa hemowa nie bierze udziału w reakcjach katalizowanych przez TPO ale także odgrywa zasadniczą rolę w przemieszczaniu cząsteczki TPO z miejsc w reticulum endoplazmatycznym do miejsc działania - w apikalnej części błony kom. pęcherzykowej

- niedobór żelaza w pożywieniu powoduje zmiany w kinetyce hormonów tarczycy świadczące o obniżeniu tempa syntezy T₄

- mechanizm obserwowanych zmian nie został jeszcze wyjaśniony, wydaje się że może mieć w nich udział zasadniczy związek żelaza z funkcjonowaniem TPO.

1

RXRTR

MO T₃

T₃

JĄDRO

Cytoplazma

T₄

dejodynaza

Dejonizacja pierścienia wewnętrznego - inaktywacja

Dejonizacja pierścienia zewnętrznego - uaktywnienie

---