Вплив ожиріння на функцію щитоподібної залози та на хронічну запальну обструкцію дихальних шляхів через зміни кишкових бактеріальних популяцій
DOI:
https://doi.org/10.32782/2415-8127.2024.69.10Ключові слова:
стеатотична хвороба печінки, лептин, гіпотиреоз, кишковий мікробіом, хронічне обструктивне захворювання легеньАнотація
Гіпотиреоз є досить поширеною ендокринною патологією, і, відповідно, впливає на якість життя багатьох людей у загальній популяції, що, зокрема, проявляється у змінах метаболізму та перебігу різноманітних супутніх захворювань, як, приміром стеатотичної хвороби печінки та хронічного обструктивного захворювання легень. Цим можна пояснити вищу поширеність синдрому гіпотиреозу за даних патологій. Метою нашого дослідження було вивчення впливу висококалорійного харчування з незбалансованим вмістом окремих нутрієнтів та участь щитоподібної залози у нейрогуморальній регуляції таких аспектів виникнення як системного, так і локалізованого в дихальних шляхах запального процесу, як зміни кишкового мікробіому та його різноманітних зв’язків з респіраторною бактеріальною флорою. Матеріали і методи. Було проаналізовано 70 літературних джерел, з-поміж них 34 були опубліковані за останні 5 років. Результати дослідження. Участь гормонів щитоподібної залози у запальних процесах може полягати як у своєму основному шляху реалізації своєї функції, а саме геномному, який полягає у зв’язуванні тиреоїдних гормонів з розміщеними у клітинному ядрі рецепторами, і для подальшої участі у регуляції експресії генів останні зв’язуються з рецептором ретиноїду Х, за який можуть конкурувати також рецептори, які активуються проліфератором пероксисом, та печінкові Х-рецептори; так і в другорядних, негеномних, ефектах, які можуть бути спричинені взаємодією з білком цитоплазматичної мембрани інтегрином ανβ3 та дією їх ендогенного катаболіту 3,5-дийодо-L-тироніну на мітохондріальний дихальний ланцюг, яка в експериментальних умовах сповільнювала або навіть зупиняла аліментарне ожиріння, та пов’язані з ним процеси. Було виявлено, що гіпотиреоз відображається на стані кишкового мікробіому: встановлено кремі роди бактерій, які позитивно або негативно корелюють з параметрами аденогіпофізарно-тиреоїдної функції, а також зниження синтезу бактеріями коротколанцюгових жирних кислот, які сприяють бар’єрній функції кишківника, а також справляють імуномодулюючий вплив на респіраторну систему, що було також встановлено і в осіб з хронічним обструктивним захворюванням легень з прозапальним харчовим раціоном. Висновки. Зміни в дієті та кишковому мікробіомі можуть впливати на перебіг гіпотиреозу та ХОЗЛ, як окремо, так і в коморбідності, тож дієтично зумовлену патологію слід також розглядати як негативний предиктор їхнього розвитку, який можна усунути.
Посилання
Chiovato L, Magri F, Carlé A. Hypothyroidism in Context: Where We’ve Been and Where We’re Going. Adv Ther. 2019 Sep;36(Suppl 2):47-58. doi: 10.1007/s12325-019-01080-8.
Mendes D, Alves C, Silverio N, Batel Marques F. Prevalence of Undiagnosed Hypothyroidism in Europe: A Systematic Review and Meta-Analysis. Eur Thyroid J. 2019 Jun;8(3):130-43. doi: 10.1159/000499751.
Strikić Đula I, Pleić N, Babić Leko M, Gunjača I, Torlak V, Brdar D, et al. Epidemiology of Hypothyroidism, Hyperthyroidism and Positive Thyroid Antibodies in the Croatian Population. Biology (Basel). 2022 Mar 2;11(3):394. doi: 10.3390/biology11030394.
Wyne KL, Nair L, Schneiderman CP, Pinsky B, Antunez Flores O, Guo D, Barger B, Tessnow AH. Hypothyroidism Prevalence in the United States: A Retrospective Study Combining National Health and Nutrition Examination Survey and Claims Data, 2009-2019. J Endocr Soc. 2022 Nov 10;7(1):bvac172. doi: 10.1210/jendso/bvac172
Rinella ME, Lazarus JV , Ratziu V , Francque SM , Sanyal AJ , Kanwa F et al.; NAFLD Nomenclature consensus group. A multisociety Delphi consensus statement on new fatty liver disease nomenclature. Hepatology. 2023 Dec 1;78(6):1966-1986. doi: 10.1097/HEP.0000000000000520
Younossi ZGP, Paik J, Henry A, Van Dongen C, Henry L. The global epidemiology of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) and non-alcoholic steatohepatitis (NASH): a systematic review. Hepatology 2023 Apr 1;77(4): 1335–1347. doi: 10.1097/HEP.0000000000000004.
Le MH, Yeo YH, Zou B, Barnet S, Henry L, Cheung R, Nguyen MH. Forecasted 2040 global prevalence of nonalcoholic fatty liver disease using hierarchical bayesian approach. Clin Mol Hepatol. 2022 Oct;28(4):841-850. doi: 10.3350/cmh.2022.0239.
Estes C, Anstee QM, Arias-Loste MT, Bantel H, Bellentani S, Caballeria J et al. Modeling NAFLD disease burden in China, France, Germany, Italy, Japan, Spain, United Kingdom, and United States for the period 2016-2030. J Hepatol. 2018 Oct;69(4):896-904. doi: 10.1016/j.jhep.2018.05.036
Lee BP, Dodge JL, Terrault NA. National prevalence estimates for steatotic liver disease and subclassifications using consensus nomenclature. Hepatology. 2023 Sep 20. doi: 10.1097/HEP.0000000000000604.
Eshraghian A, Hamidian Jahromi A. Non-alcoholic fatty liver disease and thyroid dysfunction: a systematic review. World J Gastroenterol. 2014 Jul 7;20(25):8102-9. doi: 10.3748/wjg.v20.i25.8102.
Mantovani A, Nascimbeni F, Lonardo A, Zoppini G, Bonora E, Mantzoros CS, et al. Association Between Primary Hypothyroidism and Nonalcoholic Fatty Liver Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. Thyroid. 2018 Oct;28(10):1270-84. doi: 10.1089/thy.2018.0257.
Guo Z, Li M, Han B, Qi X. Association of non-alcoholic fatty liver disease with thyroid function: A systematic review and meta-analysis. Dig Liver Dis. 2018;50:1153–1162. doi: 10.1016/j.dld.2018.08.012.
Loosen SH, Demir M, Kostev K, Luedde T, Roderburg C. Incidences of hypothyroidism and autoimmune thyroiditis are increased in patients with nonalcoholic fatty liver disease. Eur J Gastroenterol Hepatol. 2021 Dec 1;33(1S Suppl 1):e1008-e1012. doi: 10.1097/MEG.0000000000002136.
Ruvuna L, Sood A. Epidemiology of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Clin Chest Med. 2020 Sep;41(3):315-327. doi: 10.1016/j.ccm.2020.05.002.
Varmaghani M, Dehghani M, Heidari E, Sharifi F, Moghaddam SS, Farzadfar F. Global prevalence of chronic obstructive pulmonary disease: systematic review and meta-analysis. East Mediterr Health J. 2019 Mar 19;25(1):47-57. doi: 10.26719/emhj.18.014.
GBD 2019 Diseases and Injuries Collaborators. Global burden of 369 diseases and injuries in 204 countries and territories, 1990-2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. Lancet. 2020 Oct 17;396(10258):1204-1222. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30925-9.
Boers E, Barrett M, Su JG, Benjafield AV, Sinha S, Kaye L, et al. Global Burden of Chronic Obstructive Pulmonary Disease Through 2050. JAMA Netw Open. 2023;6(12):e2346598. doi:10.1001/jamanetworkopen.2023.46598
Adeloye D, Song P, Zhu Y, Campbell H, Sheikh A, Rudan I. Global, regional, and national prevalence of, and risk factors for, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in 2019: a systematic review and modelling analysis. Lancet Respir Med 2022; 10(5): 447–58. doi: 10.7189/jogh.12.04052
Ehteshami-Afshar S, FitzGerald JM, Doyle-Waters MM, Sadatsafavi M. The global economic burden of asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Int J Tuberc Lung Dis. 2016 Jan;20(1):11-23. doi: 10.5588/ijtld.15.0472.
Terzano C, Romani S, Paone G, Conti V, Oriolo F. COPD and thyroid dysfunctions. Lung. 2014 Feb;192(1):103-9. doi: 10.1007/s00408-013-9537-6.
Braverman LE, Cooper D, Kopp S, editors. Werner & Ingbar’s The Thyroid: A Fundamental and Clinical Text. 11th ed. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins, 2021. 912p.
Sinha RA, Singh BK, Yen PM. Direct effects of thyroid hormones on hepatic lipid metabolism. Nat Rev Endocrinol. 2018 May;14(5):259-69. doi: 10.1038/nrendo.2018.10.
Giammanco M, Di Liegro CM, Schiera G, Di Liegro I. Genomic and Non-Genomic Mechanisms of Action of Thyroid Hormones and Their Catabolite 3,5-Diiodo-L-Thyronine in Mammals. Int J Mol Sci. 2020 Jun 10;21(11):4140. doi: 10.3390/ijms21114140.
McLean TR, Rank MM, Smooker PM, Richardson SJ. Evolution of thyroid hormone distributor proteins. Mol Cell Endocrinol. 2017 Dec 25;459:43-52. doi: 10.1016/j.mce.2017.02.038.
Angelin B, Rudling M. Lipid lowering with thyroid hormone and thyromimetics. Curr Opin Lipidol. 2010 Dec;21(6):499-506. doi: 10.1097/MOL.0b013e3283402e9c
Lu C, Cheng SY. Thyroid hormone receptors regulate adipogenesis and carcinogenesis via crosstalk signaling with peroxisome proliferator-activated receptors. J Mol Endocrinol. 2010 Mar;44(3):143-54. doi: 10.1677/JME-09-0107.
Kouidhi S, Clerget-Froidevaux MS. Integrating Thyroid Hormone Signaling in Hypothalamic Control of Metabolism: Crosstalk Between Nuclear Receptors. Int J Mol Sci. 2018 Jul 11;19(7):2017. doi: 10.3390/ijms19072017.
Festuccia WT, Oztezcan S, Laplante M, Berthiaume M, Michel C, Dohgu S, et al. Peroxisome proliferator-activated receptorgamma-mediated positive energy balance in the rat is associated with reduced sympathetic drive to adipose tissues and thyroid status. Endocrinology. 2008 May;149(5):2121-30. doi: 10.1210/en.2007-1553.
Ciavarella C, Motta I, Valente S, Pasquinelli G. Pharmacological (or Synthetic) and Nutritional Agonists of PPAR-γ as Candidates for Cytokine Storm Modulation in COVID-19 Disease. Molecules. 2020; 25(9):2076. doi: 10.3390/molecules25092076
Flamant F, Cheng SY, Hollenberg AN, Moeller LC, Samarut J, Wondisford FE, et al. Thyroid Hormone Signaling Pathways: Time for a More Precise Nomenclature. Endocrinology. 2017 Jul 1;158(7):2052-57. doi: 10.1210/en.2017-00250.
Cheng SY, Leonard JL, Davis PJ. Molecular aspects of thyroid hormone actions. Endocr Rev. 2010 Apr;31(2):139-70. doi: 10.1210/er.2009-0007.
Hercbergs A. Clinical Implications and Impact of Discovery of the Thyroid Hormone Receptor on Integrin αvβ3-A Review. Front. Endocrinol. (Lausanne) 2019;10:565. doi: 10.3389/fendo.2019.00565.
Shih A, Zhang S, Cao HJ, Tang HY, Davis FB, Davis PJ, et al. Disparate effects of thyroid hormone on actions of epidermal growth factor and transforming growth factor-alpha are mediated by 3’,5’-cyclic adenosine 5’-monophosphate-dependent protein kinase II. Endocrinology. 2004 Apr;145(4):1708-17. doi: 10.1210/en.2003-0742.
Davis FB, Mousa SA, O’Connor L, Mohamed S, Lin HY, Cao HJ, et al. Proangiogenic action of thyroid hormone is fibroblast growth factor-dependent and is initiated at the cell surface. Circ Res. 2004 Jun 11;94(11):1500-6. doi: 10.1161/01.RES.0000130784.90237.4a.
Davis FB, Tang HY, Shih A, Keating T, Lansing L, Hercbergs A, et al. Acting via a cell surface receptor, thyroid hormone is a growth factor for glioma cells. Cancer Res. 2006 Jul 15;66(14):7270-5. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-05-4365.
Farwell AP, Dubord-Tomasetti SA, Pietrzykowski AZ, Stachelek SJ, Leonard JL. Regulation of cerebellar neuronal migration and neurite outgrowth by thyroxine and 3,3’,5’-triiodothyronine. Brain Res Dev Brain Res. 2005 Jan 1;154(1):121-35. doi: 10.1016/j.devbrainres.2004.07.016.
Morris J.C., Galton V.A. The isolation of thyroxine (T4), the discovery of 3,5,3’-triiodothyronine (T3), and the identification of the deiodinases that generate T3 from T4: An historical review. Endocrine. 2019;66:3–9. doi: 10.1007/s12020-019-01990-1.
Arnold S., Goglia F., Kadenbach B. 3,5-Diiodothyronine binds to subunit Va of cytochrome-c oxidase and abolishes the allosteric inhibition of respiration by ATP. Eur. J. Biochem. 1998;252:325–30. doi: 10.1046/j.1432-1327.1998.2520325.x.
Jonas W, Lietzow J, Wohlgemuth F, Hoefig CS, Wiedmer P, Schweizer U, et al. 3,5-Diiodo-L-thyronine (3,5-t2) exerts thyromimetic effects on hypothalamus-pituitary-thyroid axis, body composition, and energy metabolism in male diet-induced obese mice. Endocrinology. 2015 Jan;156(1):389-99. doi: 10.1210/en.2014-1604.
Giammanco M, Aiello S, Casuccio A, La Guardia M, Cicero L, Puleio R, et al. Effects of 3,5-diiodo-L-thyronine on the liver of high fat diet fed rats. J Biol Res [Internet]. 2016 Jun. 27 [cited 2024 Feb. 9];89(1). Available from: https://pagepressjournals.org/index.php/jbr/article/view/5667
Antonelli A, Fallahi P, Ferrari SM, Di Domenicantonio A, Moreno M, Lanni A, et al. 3,5-diiodo-L-thyronine increases resting metabolic rate and reduces body weight without undesirable side effects. J Biol Regul Homeost Agents. 2011 Oct-Dec;25(4):655-60.
de Lange P, Cioffi F, Senese R, Moreno M, Lombardi A, Silvestri E, et al. Nonthyrotoxic prevention of diet-induced insulin resistance by 3,5-diiodo-L-thyronine in rats. Diabetes. 2011 Nov;60(11):2730-9. doi: 10.2337/db11-0207.
Suriagandhi V, Nachiappan V. Therapeutic Target Analysis and Molecular Mechanism of Melatonin – Treated Leptin Resistance Induced Obesity: A Systematic Study of Network Pharmacology. Front Endocrinol (Lausanne). 2022 Jul 22;13:927576. doi: 10.3389/fendo.2022.927576.
Menendez C, Baldelli R, Camiña JP, Escudero B, Peino R, Dieguez C, et al. TSH stimulates leptin secretion by a direct effect on adipocytes. J Endocrinol. 2003 Jan;176(1):7-12. doi: 10.1677/joe.0.1760007.
Reinehr T. Obesity and thyroid function. Mol Cell Endocrinol. 2010 Mar 25;316(2):165-71. doi: 10.1016/j.mce.2009.06.005
Marzullo P, Minocci A, Tagliaferri MA, Guzzaloni G, Di Blasio A, De Medici C, et al. Investigations of thyroid hormones and antibodies in obesity: leptin levels are associated with thyroid autoimmunity independent of bioanthropometric, hormonal, and weight-related determinants. J Clin Endocrinol Metab. 2010 Aug;95(8):3965-72. doi: 10.1210/jc.2009-2798.
Mazziotti G, Parkes AB, Lage M, Premawardhana LD, Casanueva FF, Lazarus JH. High leptin levels in women developing postpartum thyroiditis. Clin Endocrinol (Oxf). 2004 Feb;60(2):208-13. doi: 10.1046/j.1365-2265.2003.01966.x.
De Rosa V, Procaccini C, Calì G, Pirozzi G, Fontana S, Zappacosta S, et al. A key role of leptin in the control of regulatory T cell proliferation. Immunity. 2007 Feb;26(2):241-55. doi: 10.1016/j.immuni.2007.01.011.
Shivappa N, Steck SE, Hurley TG, Hussey JR, Hébert JR. Designing and developing a literature-derived, population-based dietary inflammatory index. Public Health Nutr. 2014 Aug;17(8):1689-96. doi: 10.1017/S1368980013002115.
Steck SE, Shivappa N, Tabung FK, Harmon BE, Wirth MD, Hurley TG, et al. The Dietary Inflammatory Index: A New Tool for Assessing Diet Quality Based on Inflammatory Potential. The Digest: The Research Dietetic Practice Group of the Academy of Nutrition and Dietetics [Internet]. 2014 [Cited 2024 Feb 7];49:1–9. Available from: https://www.researchgate.net/publication/264554956_The_Dietary_Inflammatory_Index_A_New_Tool_for_Assessing_Diet_Quality_Based_on_Inflammatory_Potential
Ardini W, Bardosono S. Using the Dietary Inflammatory Index for Assessing Inflammatory Potential of Traditional Cuisine from Four Ethnic Groups in Indonesia. Journal of Food and Nutrition Research. 2020; 8(4): 168-71. doi: 10.12691/jfnr-8-4-2
Litwińczuk M, Szydełko J, Szydełko M. The role of gut microbiota in patients with autoimmune thyroid diseases – current status and future perspectives. Journal of Education, Health and Sport. 2019;9(9):816-27. doi: 10.5281/zenodo.3460391
Opazo MC, Ortega-Rocha EM, Coronado-Arrázola I, Bonifaz LC, Boudin H, Neunlist M, Bueno SM, Kalergis AM, Riedel CA. Intestinal Microbiota Influences Non-intestinal Related Autoimmune Diseases. Front Microbiol. 2018 Mar 12;9:432. doi: 10.3389/fmicb.2018.00432.
Shidlovskyi VO, Pankiv VI, editors. Avtoimunnyi tyreoidyt u novii realnosti (intryhuiucha khvoroba cherez stolittia pislia pershoho opysu). Ternopil : Ukrmedknyha; 2021. 277 p. [In Ukrainian].
Su X, Zhao Y, Li Y, Ma S, Wang Z. Gut dysbiosis is associated with primary hypothyroidism with interaction on gut-thyroid axis. Clin Sci (Lond). 2020 Jun 26;134(12):1521-35. doi: 10.1042/CS20200475.
Zhao F, Feng J, Li J, Zhao L, Liu Y, Chen H, et al. Alterations of the Gut Microbiota in Hashimoto’s Thyroiditis Patients. Thyroid. 2018 Feb;28(2):175-86. doi: 10.1089/thy.2017.0395.
Li R, Li J, Zhou X. Lung microbiome: new insights into the pathogenesis of respiratory diseases. Sig Transduct Target Ther 9, 19 (2024). doi: 10.1038/s41392-023-01722-y
Invernizzi R, Lloyd CM, Molyneaux PL. Respiratory microbiome and epithelial interactions shape immunity in the lungs. Immunology. 2020 Jun;160(2):171-82. doi: 10.1111/imm.13195.
Bowerman KL, Rehman SF, Vaughan A, Lachner N, Budden KF, Kim RY, et al. Disease-associated gut microbiome and metabolome changes in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Nat Commun. 2020 Nov 18;11(1):5886. doi: 10.1038/s41467-020-19701-0.
Shanahan ER, Shah A, Koloski N, Walker MM, Talley NJ, Morrison M, et al. Influence of cigarette smoking on the human duodenal mucosa-associated microbiota. Microbiome. 2018 Aug 29;6(1):150. doi: 10.1186/s40168-018-0531-3.
Sze MA, Tsuruta M, Yang SW, Oh Y, Man SF, Hogg JC, et al. Changes in the bacterial microbiota in gut, blood, and lungs following acute LPS instillation into mice lungs. PLoS One. 2014 Oct 21;9(10):e111228. doi: 10.1371/journal.pone.0111228.
Wang G, Hu YX, He MY, Xie YH, Su W, Long D, et al. Gut-Lung Dysbiosis Accompanied by Diabetes Mellitus Leads to Pulmonary Fibrotic Change through the NF-κB Signaling Pathway. Am J Pathol. 2021 May;191(5):838-56. doi: 10.1016/j.ajpath.2021.02.019.
Lewis G, Wang B, Shafiei Jahani P, Hurrell BP, Banie H, Aleman Muench GR, et al. Dietary Fiber-Induced Microbial Short Chain Fatty Acids Suppress ILC2-Dependent Airway Inflammation. Front Immunol. 2019 Sep 18;10:2051. doi: 10.3389/fimmu.2019.02051.
Jang YO, Kim OH, Kim SJ, Lee SH, Yun S, Lim SE, et al. High-fiber diets attenuate emphysema development via modulation of gut microbiota and metabolism. Sci Rep. 2021 Mar 26;11(1):7008. doi: 10.1038/s41598-021-86404-x.
Wood LG. Omega-3 polyunsaturated fatty acids and chronic obstructive pulmonary disease. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2015 Mar;18(2):128-32. doi: 10.1097/MCO.0000000000000142.
Liu H, Tan X, Liu Z, Ma X, Zheng Y, Zhu B, et al. Association Between Diet-Related Inflammation and COPD: Findings From NHANES III. Front Nutr. 2021 Oct 18;8:732099. doi: 10.3389/fnut.2021.732099.
Yu W, Pan L, Cao W, Lv J, Guo Y, Pei P, et al. Dietary Patterns and Risk of Chronic Obstructive Pulmonary Disease among Chinese Adults: An 11-Year Prospective Study. Nutrients. 2022; 14(5):996. doi: 10.3390/nu14050996
Chen C, Yang T, Wang C. The Dietary Inflammatory Index and Early COPD: Results from the National Health and Nutrition Examination Survey. Nutrients. 2022; 14(14):2841. doi: 10.3390/nu14142841
Salari-Moghaddam A, Milajerdi A, Larijani B, Esmaillzadeh A. Processed red meat intake and risk of COPD: A systematic review and dose-response meta-analysis of prospective cohort studies. Clin Nutr. 2019 Jun;38(3):1109-16. doi: 10.1016/j.clnu.2018.05.020.
Wypych TP, Wickramasinghe LC, Marsland BJ. The influence of the microbiome on respiratory health. Nat Immunol. 2019 Oct;20(10):1279-90. doi: 10.1038/s41590-019-0451-9.
