Резюме

Заден план

През последните години връзката между стимулиращия хормон на щитовидната жлеза (TSH) и затлъстяването е широко обсъждана. Не е ясно обаче как концентрациите на щитовидните хормони са свързани с телесното тегло и неговото въздействие върху маркерите за метаболитен риск. Това проучване има за цел да оцени как функцията на щитовидната жлеза е свързана с поднормено тегло, наднормено тегло или затлъстяване и маркери на метаболитен риск при възрастни.

Методи

В това проучване са включени общо 16 975 субекта на възраст между 18 и 80 години, които са посещавали Центъра за здравен мениджмънт на болница Tongji, Ухан, Китай. Бяха събрани и анализирани антропометрични и лабораторни данни.

Резултати

Съотношението на серийния свободен трийодтиронин (fT3) и fT3/свободен тироксин (fT4) (fT3/fT4) са положително свързани с индекса на телесна маса (ИТМ) (P

Заден план

Тиреоидните хормони играят важна роля в регулирането на термогенезата и метаболизма на глюкозата и липидите, което ги превръща в ключов фактор, регулиращ динамичния енергиен баланс на бозайниците [1]. Ефектите от хипо- или хипертиреоидизъм върху телесното тегло са наблюдавани отдавна. Ниските концентрации на тиреоидни хормони, които характеризират хипотиреоидизма, са свързани с по-ниски енергийни разходи [2] и задържане на течности [3], докато хипертиреоидизмът често е свързан с увеличаване на енергийните разходи и загуба на тегло. Връзката между функцията на щитовидната жлеза в рамките на нормалното и телесното тегло обаче не е напълно характеризирана.

Двадесет процента от тежко затлъстелите хора имат субклиничен хипотиреоидизъм [4], който се определя от наличието на висока концентрация на тиреоид стимулиращ хормон (TSH), но нормална концентрация на тироксин (T4) или свободен тироксин (fT4) [5]. Някои учени се опитват да отдадат затлъстяването на субклиничния хипотиреоидизъм [6]. Проучванията обаче показват, че при пациенти със затлъстяване, освен високата концентрация на TSH, има и високи концентрации на свободен трийодтиронин (fT3) [7, 8] и fT4 [7], което контрастира със субклиничния хипотиреоидизъм, през който серумният fT4 и fT3 концентрациите са в долния край на нормалния диапазон. Това противоречи на субклиничния хипотиреоидизъм, който е причина за затлъстяването и следователно връзката между функцията на щитовидната жлеза и телесното тегло изисква допълнително проучване.

Няколко проучвания са оценили връзката между затлъстяването и функцията на щитовидната жлеза при възрастни с еутиреоидни [9,10,11,12]. Muscogiuri и сътр. [10] съобщават, че затлъстяването е положително свързано с концентрацията на TSH, докато други изследователи не са открили връзка между затлъстяването и TSH [11, 12], трийодтиронин (T3) [11, 12] или fT4 [11]. В педиатрични кохортни проучвания е доказано, че концентрацията на TSH е положително свързана с индекса на телесна маса (ИТМ) и мастната маса [6, 13,14,15]. Jin et al. [6] съобщават за отрицателна връзка между fT4 и BMI, но Lundback et al. [13] не откри никаква връзка между затлъстяването и fT3 или fT4. Тези проучвания обаче са на относително малки проби, което може да обясни техните контрастни заключения. Следователно са необходими по-мащабни изследвания на връзката между секрецията на TSH, fT3 и fT4 с телесно тегло в общата популация.

Съобщава се, че концентрациите на TSH в рамките на нормата са свързани с метаболитни рискови фактори при деца със затлъстяване [6, 13] и при възрастни [16]. Jin et al. [6] показват, че серумният TSH е свързан с липидния профил при затлъстели деца и юноши, докато Rahbar et al. [16] не откриха значителни разлики между група с висок TSH и нисък TSH по отношение на серумните триглицериди (TG), общия холестерол (TC) и концентрациите на липопротеин-холестерол (HDL-C) с висока плътност при възрастни с еутиреоидна жлеза. Тези различия показват липса на яснота в литературата по отношение на това дали TSH и хормоните на щитовидната жлеза регулират метаболизма при пациенти със затлъстяване.

Целта на това проучване беше да се изяснят връзките между концентрациите на щитовидните хормони в рамките на нормалното и телесното тегло, включително при лица с наднормено тегло, затлъстяване и поднормено тегло, и метаболитен статус в общата популация, като се използва голяма проба. Откритията следователно представляват моментна снимка на нормалната физиология и не може да се направи извод за причинно-следствена връзка.

Методи

Участници в проучването

Това беше изследване в напречно сечение, проведено между 1 януари и 31 декември 2017 г. в Центъра за управление на здравето на болница Tongji, Ухан, Китай. Всички участници, подложени на здравен преглед през 2017 г., бяха подложени на проверка за правото им да се запишат в това проучване. Всички те бяха подложени на рутинен медицински преглед, бяха направени антропометрични измервания и предоставиха кръвни проби на гладно през нощта и информация относно тяхната медицинска история като част от здравния преглед. Избрахме субекти на възраст 18–80 години, при които концентрациите на хормони на щитовидната жлеза бяха измервани и бяха в нормалните граници. Участниците, които са били лекувани поради разстройство на щитовидната жлеза или които в момента са употребявали лекарства, за които е известно, че влияят на функцията на щитовидната жлеза, включително литий, амиодарон, естроген и кортикостероиди, са изключени. Освен това бяха изключени участниците с диабет, сърдечно-съдови заболявания, хронични белодробни заболявания, рак, бъбречна недостатъчност, автоимунно заболяване, възпаление, бременност или други заболявания, които могат да повлияят на концентрацията или метаболизма на щитовидната жлеза. Диаграма на потока, описваща стратегията за подбор, е показана на фиг.

индекс

Диаграма на потока, описваща стратегията за подбор. Участниците бяха на възраст 18–80 години. Референтни граници за тиреостимулиращ хормон (TSH): 0,35–4,94 μIU/ml, свободен трийодтиронин (fT3): 1,71–3,71 pg/ml, свободен тироксин (fT4) 0,7–1,48 ng/dl =

След като участниците бяха изключени въз основа на критериите, изброени по-горе, бяха включени общо 16 975 субекта и те предоставиха писмено информирано съгласие преди участие. Протоколът за проучване е одобрен от Комитета по етика на болница Тонджи, Медицински колеж Тонджи, Университет за наука и технологии Хуачжун.

Антропометрични измервания

Височината и телесната маса на участниците бяха измерени с помощта на стадиометър, при липса на палто и обувки. ИТМ се изчислява като телесна маса (kg), разделена на квадратен ръст (m 2), а участниците са категоризирани като поднормено тегло (BMI 2), нормално тегло (18,5 kg/m 2 ≤ BMI 2), наднормено тегло (24,0 kg/m 2 ≤ ИТМ 2) или със затлъстяване (ИТМ ≥28 kg/m 2), съгласно насоките на Работната група по затлъстяването в Китай от 2003 г. (WGOC) [17]. Кръвното налягане се измерва в седнало положение след 10 минути почивка с помощта на електронен сфигмоманометър (HBP-9020; Omron, Dalian, Китай).

Биохимични измервания

Взети са кръвни проби след гладуване за една нощ и са извършени рутинни биохимични анализи (TSH, fT3, fT4, TC, TG, липопротеин-холестерол с ниска плътност [LDL-C] и HDL-C) в акредитирани болнични лаборатории. Референтните граници бяха: TSH 0,35–4,94 μIU/ml, fT3 1,71–3,71 pg/ml, fT4 0,7–1,48 ng/dl, TC

Резултати

Характеристика на участниците

В това проучване бяха включени общо 16 975 лица с еутиреоидна жлеза от 118 540 души, посещаващи Центъра за здравен мениджмънт на болница Tongji. Средната им възраст е 41,7 ± 10,5 години и 9523 (56,1%) са мъже. Участниците бяха класифицирани в четири групи (поднормено тегло, нормално тегло, наднормено тегло или затлъстяване). Базовите характеристики на участниците във всяка група са представени в Таблица 1. Независим студент т-тестовете показват, че има значителни разлики между групата с нормално тегло и другите групи с тегло в повечето антропометрични и лабораторни показатели. От тях систоличното кръвно налягане (SBP), диастолното кръвно налягане (DBP), fT3, съотношението fT3/fT4, кръвната глюкоза на гладно (FBG), хемоглобин A1c (HbA1c), TG, TC, LDL-C и хомоцистеин са по-високи в групите с по-високо тегло, докато fT4 и HDL-C са по-високи в групите с по-ниско тегло (Таблица 1).

Връзки между параметрите на щитовидната жлеза и метаболитните индекси

Според корелационния анализ на Pearson, показателите за функцията на щитовидната жлеза не са били линейно корелирани с повечето метаболитни рискови фактори, като се има предвид, че тези значими стр стойностите не правят корелациите клинично значими. Мултивариативният регресионен анализ, коригиран за възрастта и пола, не показва значими корелации между TSH и ИТМ, но fT3 и fT3/fT4 са положително корелирани с ИТМ и fT4 е отрицателно корелиран с ИТМ (всички P Таблица 2 Асоциации на функцията на щитовидната жлеза с компонентите на метаболитния синдром

Рискове от поднормено тегло, наднормено тегло, затлъстяване или дислипидемия

Според логистичните регресионни анализи, квартили 2 до 4 от серумната концентрация на fT4 са свързани с по-висок риск от поднормено тегло в сравнение с квартил 1 (ORs за квартили 2-4 са съответно 2,526, 2,499 и 1,770), след корекция за възрастта и пола. По-високите концентрации на TSH (квартили 2-3), fT3 (квартили 3-4) и fT4 (квартили 2-4) са свързани с по-висок риск от наднормено тегло. В допълнение, по-високите квартили на TSH (квартили 2–4) и fT3/fT4 (квартили 2–4) са свързани с по-висок риск от затлъстяване. ORs от 1,71 и 4,14 са получени съответно за най-високите TSH и fT3/fT4 квартили, когато са сравнени с най-ниските квартили за прогнозиране на затлъстяването (Таблица 3).

Таблица 4 показва параметрите на щитовидната жлеза, разделени на квартили, при наличие на дислипидемия. Дислипидемията е класифицирана като хиперхолестеролемия, хипертриглицеридемия, смесена хиперлипидемия или ниска концентрация на HDL-C въз основа на китайските насоки за профилактика и лечение на дислипидемия при възрастни [18]. Най-високият квартил на TSH е свързан с по-висок риск от хиперхолестеролемия (OR, 1.39; 95% CI, 1.07–1.81), хипертриглицеридемия (OR, 1.35; 95% CI, 1.11–1.63) и смесена хиперлипидемия (OR, 1.68; 95 % CI, 1.19–2.36). Най-високият fT3 квартил прогнозира хипертриглицеридемия с OR от 1,64 (95% CI, 1,10–2,46), долните квартили на fT4 са свързани с по-висок риск от хипертриглицеридемия и нисък HDL-C, а по-високите квартили на fT3/fT4 са свързани с по-висок риск от нисък HDL-C.

Дискусия

Добре известно е, че хормоните на щитовидната жлеза регулират производството на топлина; наистина около 30% от топлината, генерирана за поддържане на телесната температура, зависи от действието на хормоните на щитовидната жлеза [19]. Връзката между телесното тегло и оста хипоталамус-хипофиза-щитовидна жлеза (ос HPT) е интригуваща; например някои изследователи са открили, че малките промени в функцията на щитовидната жлеза могат да причинят значителни промени в теглото при пациенти с наднормено тегло, за които често се смята, че са със затлъстяване поради дисфункция на щитовидната жлеза [20, 21].

Няколко проучвания са изследвали връзката между затлъстяването и TSH при деца с еутиреоидни заболявания [6, 13], като са установили, че ИТМ е положително корелиран със серумната концентрация на TSH и отрицателно корелиран със серумната концентрация на fT4 след корекция на възрастта [6], или обратно няма значителни връзки между fT3 или fT4 и ИТМ [13]. Освен това други педиатрични проучвания не откриват връзка между fT4 и ИТМ [21,22,23]. Поради тези противоречиви констатации, ние предприехме настоящото проучване, използвайки голяма извадка от 16 975 пациенти като допълнение към цялостен здравен преглед, използващ стандартни процедури. За да разберем по-добре специфичната роля на функцията на щитовидната жлеза в регулирането на теглото, сравнихме индексите на функцията на щитовидната жлеза при участници с поднормено тегло, нормално, наднормено тегло и затлъстяване.

В настоящото проучване, висока концентрация на fT3 и ниска концентрация на fT4 са свързани с висок риск от наднормено тегло. Освен това, високата концентрация на TSH и fT3/fT4 са свързани с по-висок риск от затлъстяване, което предполага, че разликите в оста на HPT при затлъстяване не представляват чисто обостряне на разликите в наднорменото тегло. В групата с поднормено тегло серумната концентрация на TSH е подобна на тази при участниците с нормално тегло, но концентрацията на fT3 и fT3/fT4 са по-ниски и fT4 е по-висока. Освен това пациентите от първия квартил на fT4 са имали по-малък риск от поднормено тегло в сравнение с останалите участници.

Съобщава се, че лептинът е ключов компонент на сложната физиологична регулация на оста на HPT [24], а серумният лептин е свързан с концентрацията на TSH [25]. При затлъстяване концентрацията на лептин се увеличава и той преминава кръвно-мозъчната бариера, за да регулира ендокринната система чрез действия в дъгообразното ядро ​​на хипоталамуса [26]. Доказано е също така, че сигналът за лептин е необходим за поддържане на експресията на тиротропин-освобождаващ хормон (TRH) в паравентрикуларното ядро ​​на хипоталамуса [27]. Няколко епидемиологични проучвания са установили положителна връзка между серумните TSH и концентрациите на лептин при хора [25]. И обратно, TSH рецепторите, разположени върху мембраните на мастните клетки, регулират пролиферацията на адипоцити [28], което може отчасти да обясни връзката между високата концентрация на TSH и по-високия риск от наднормено тегло или затлъстяване. По-голямата секреция на TRH и TSH от хипоталамуса и хипофизата води до секрецията на повече тиреоиден хормон, който би имал компенсаторен ефект за увеличаване на метаболизма и енергийната консумация в периферията. Това увеличаване на енергийните разходи в покой може да представлява адаптивна реакция на наддаване на тегло.

В допълнение, TSH увеличава дейодиназната активност и следователно преференциалното производство на Т3 в тироидни клетъчни култури [29, 30]. Последните проучвания показват, че поне в рамките на нормалния диапазон на функцията на щитовидната жлеза TSH за предпочитане увеличава серумния fT3 пред fT4 [31], което може поне отчасти да обясни по-високите fT3 и fT3/fT4 заедно с по-високия TSH в групите с наднормено тегло и затлъстяване, при липса на подобна разлика във fT4.

Анализът на връзките между ниското тегло и концентрациите на TSH и хормоните на щитовидната жлеза не показва разлика в оста на хипоталамус-хипофиза (ос H-P) от групата с нормално тегло, докато концентрациите на тиреоидни хормони показват обратна разлика на тази при групите с наднормено тегло или затлъстяване. TSH и fT3 показват зависима промяна в групата с наднормено тегло или с наднормено тегло, но не и в групата с поднормено тегло, което предполага, че разликите в активирането на оста на HPT при поднормено тегло не са просто обратни на тези, идентифицирани при наднормено тегло или затлъстяване. Механизмът на връзката между поднорменото тегло и функцията на щитовидната жлеза обаче изисква допълнително проучване.

Добре известно е, че хормоните на щитовидната жлеза могат да повлияят на концентрацията на серумен холестерол [32]. Тук изследвахме връзката между TSH и хормоните на щитовидната жлеза и серумните концентрации на липиди и установихме, че хората в по-високите квартили на концентрацията на TSH имат по-висок риск от хиперхолестеролемия, хипертриглицеридемия и смесена хиперлипидемия, независимо от ефекта на ИТМ Концентрацията на fT3 е положително свързана с концентрацията на LDL-C, долните квартили на fT4 са свързани с хипертриглицеридемия и нисък серумен HDL-C, а високият fT3/fT4 е свързан с по-висок риск от ниска концентрация на HDL-C. По този начин TSH и хормоните на щитовидната жлеза, дори в нормалните граници на серумните концентрации, могат да повлияят на липидния метаболизъм. Това отразява чувствителността на липидите в кръвта към незначителни промени в активността на оста на HPT, но трябва да се проведат повече изследвания за изследване на механизма, лежащ в основата на връзката между липидите в кръвта и хормоните на щитовидната жлеза.

Функцията на щитовидната жлеза се свързва и с други метаболитни/сърдечно-съдови параметри, като кръвното налягане и метаболизма на глюкозата. Резултатите показаха, че SBP корелира положително с fT3, а DBP корелира с fT4. Предишно проучване на Roos et al. [33] откри корелация между нивото на fT4 и кръвното налягане и предположи, че серумните fT3 и fT4 са рискови фактори за сърдечно-съдови заболявания, а не серумен TSH. Ефектът на функцията на щитовидната жлеза върху кръвното налягане е сложен и механизмът не е добре разбран. Добре известно е, че заболяванията на щитовидната жлеза могат да повлияят на сърдечния дебит, периферното съдово съпротивление, бъбречната хемодинамика, натриевата хомеостаза, съдовата ендотелна функция, ренин-ангиотензин-алдостероновата система и много други аспекти. Това проучване също така установи, че FBG е отрицателно корелиран с TSH и положително корелиран с fT4, а високият HbA1c е свързан с нисък серумен fT4 и висок fT3/fT4. Тиреоидните хормони са важни фактори, определящи хомеостазата на глюкозата. Съответните проучвания показват, че хипотиреоидизмът и субклиничният хипотиреоидизъм могат да причинят инсулинова резистентност и дори високият TSH в нормалните граници е в положителна корелация с инсулиновата резистентност [34, 35].

Взаимовръзката между функцията на щитовидната жлеза и неалкохолната мастна чернодробна болест (NAFLD) напоследък получава голямо внимание [36,37,38]. Съобщава се, че в еутиреоидната популация концентрациите на fT3 и TSH са положително свързани с риска от NAFLD [37] и Bril et al. установи, че ниският плазмен fT4 е свързан с високо разпространение на NAFLD [36]. Въпреки че нямахме достъп до данни, с които да направим пълна оценка на степента на риск от NAFLD, препоръчваме на лекарите да обърнат внимание на функцията на щитовидната жлеза при хора с наднормено тегло или затлъстяване, за да се предотвратят неблагоприятните ефекти от дисрегулацията на HPT върху метаболизма и черния дроб.

Настоящото проучване имаше редица силни и слаби страни. Проучихме голям набор от данни, в който всички участници бяха подложени на стандартизирани антропометрични и биохимични измервания, като по този начин минимизират ефектите от грешката на измерването. Ние обаче не можем да направим извод за причинно-следствената връзка, тъй като това беше ретроспективно проучване на напречното сечение. Освен това не успяхме да отчетем редица объркващи фактори, включително тютюнопушене, алкохол, диета и физическа активност, информация за която не беше записана при здравните проверки.

Заключения

В сравнение с индивидите с нормално тегло, хората с наднормено тегло са по-склонни да имат високи серумни концентрации на fT3 и ниски концентрации на fT4; затлъстелите индивиди са по-склонни да имат високи концентрации на TSH и fT3/fT4; и хората с поднормено тегло са по-склонни да имат високи концентрации на fT4 и ниски концентрации на fT3. Наблюдавани са и връзки между параметрите на щитовидната жлеза и метаболитните рискови фактори, което предполага, че функцията на щитовидната жлеза е един фактор, който влияе върху телесното тегло и развитието на съпътстващи заболявания при затлъстяване. Необходими са по-нататъшни надлъжни проучвания, за да се определи дали това са причинно-следствени връзки, и са необходими повече изследвания, за да се определи дали трябва да се препоръчат интервенции за намаляване на неблагоприятните ефекти от дисрегулацията на оста на HPT при затлъстяване.

Наличност на данни и материали

Данните в подкрепа на констатациите от това проучване са достъпни при поискване от съответния автор Yongman Lv. Данните не са направени публично достъпни, тъй като съдържат информация, която може да наруши поверителността или съгласието на участниците в проучването.