Tarczyca reguluje wzrost mięśni i redukcję tłuszczu?

Przez wiele lat myślano, iż tarczyca wpływa głównie na metabolizm, a przede wszystkim na redukcję tkanki tłuszczowej. Tymczasem okazało się, iż hormony tarczycy regulują np. pracę serca, ale nie tylko, bo poprzez białka regulatorowe (miozyna 7, 2, 1 oraz 4) mają wpływ na szybkość skurczu mięśni, a nawet metabolizm tkanki mięśniowej.

Okazało się, iż hormony tarczycy pośrednio: [11]

• mogą zmniejszać ekonomiczność skurczu mięśni poprzez większe zużycie ATP związane z przepływem Na+/K+oraz Ca2+ w trakcie wysiłku i w spoczynku,
• mają wpływ na receptory GLUT4 (transportery glukozy),
• mogę zwiększać potencjał glikolityczny prowadząc do zwiększonego wytwarzania ATP,
• poprzez PGC1 α indukują zwiększenie gęstości mitochondriów, co wpływa na zwiększone wytwarzanie ATP,
• mogą zmniejszać efektywność energetyczną mitochondriów poprzez szlak UCP3, mGPDH.

Inni badacze odkryli, iż gruczoł tarczowy ma wpływ na rozwój intelektualny, ale też na np. zaburzenia ze strony OUN, układu oddechowego: „u dzieci z wrodzoną niedoczynnością tarczycy częściej, niż w populacji ogólnej (10% vs 3%) występują inne wrodzone wady rozwojowe, głównie wady serca, […] a także zespół Downa. Opisano zespoły chorobowe, w których wrodzonej niedoczynności tarczycy towarzyszą objawy zaburzeń ze strony OUN, układu oddechowego lub cechy dysmorfii”. [9]

Schemat osi podwzgórze-przysadka-tarczyca:

podwzgórze => tyreoliberyna => przysadka mózgowa => TSH, hormon tyreotropowy, tyreotropina => T4/T3 w tarczycy (dodać należy, iż większość T3 powstaje w tkankach obwodowych, w wyniku odjodowania T4).

Ogólnie wzrost stężenia TSH odnotowuje się:

• w pierwotnej niedoczynności tarczycy,
• przy zwiększonej aromatyzacji (estradiol wpływa pobudzająco na TSH),
• w okresie zdrowienia po ciężkich chorobach,
• przy marskości wątroby,
• w pierwotnej niedoczynności kory nadnerczy,
• przy zespołach nieadekwatnego wydzielania tyreotropiny (np. gruczolak przysadki wydzielający tyreotropinę),
• w zespołach oporności na hormony tarczycy.

Spadek TSH może oznaczać:

• pierwotną nadczynność tarczycy (uwaga: podkliniczna nadczynność tarczycy, zwana także subkliniczną lub utajoną, jest to stan bezobjawowy lub skąpo-objawowy, który charakteryzuje się obniżonym stężeniem hormonu tyreotropowego (TSH, w surowicy, wobec prawidłowych stężeń wolnej tyroksyny oraz trijodotyroniny)), [21]
• choroby podwzgórza i przysadki (wtórna i trzeciorzędowa niedoczynność tarczycy),
• ciężkie ostre i przewlekłe choroby,
• stany niedoborów żywieniowych (czasem również przy restrykcyjnych dietach, patrz dalej),
• podeszły wiek,
• stosowanie leków i hormonów (np. amiodaron, glikokortykoidy, somatostatyna; somatostatyna pośrednio hamuje TSH poprzez wpływ na TRH); TSH obniża dopamina oraz często nadużywana przez kulturystów bromokryptyna czy kabergolina (działają, jako agoniści dopaminy; często są stosowane przy obniżaniu patologicznie podwyższonej prolaktyny na cyklu SAA).

Na podstawie: „Pierwotne, wtórne i jatrogenne zaburzenia czynności tarczycy”

W ostatnich latach odkryto, iż do normalnego rozwoju mięśni, utrzymania ich homeostazy i regeneracji, konieczne jest przyłączenie T3 (trijodotyroniny) do receptorów jądrowych. [11] Transporterami hormonów tarczycy są MCT8 i MCT10. Dodatkowo odkryto, iż lokalnie w mięśniach występują enzymy konwertujące hormony tarczycy (DIO2 i DIO3). Są to dejodynazy typu 2 i 3. Wychwyt T3 następuje także w mięśniu sercowym. Niestety ramy tego opracowania nie pozwalają mi na szczegółowe opisanie zależności między restrykcjami kalorycznymi, aktywnością fizyczną, a ekspresją dejodynaz w różnych tkankach. Napiszę w skrócie, iż wyniki są niejednoznaczne, a ekspresja genów mRNA DIO2 w mięśniach spada, aktywność DIO pozostaje bez zmian, a w niektórych badaniach nie stwierdzano zmian. Z kolei DIO3 – aktywność w mięśniach szkieletowych jest wyższa lub taka sama, jak w grupie kontrolnej. Bardzo szczegółowe opracowanie na ten temat jest dostępne za darmo tutaj: https://phmd.pl/api/files/view/282078.pdf. [12]

Aktywność tarczycy a redukcja tłuszczu

70% trijodotyroniny (T3) jest związane z białkami (TBG, prealbuminami i albuminami). Z kolei T4 (tyroksyna) jest związane z TBG, prealbuminami i albuminami aż w 99%. [6] Tylko wolna tyroksyna jest aktywna metabolicznie. Należy pamiętać, iż ostatecznie „efekty biologiczne wywołują wolne frakcje hormonów tarczycy w surowicy krwi, które stanowią tylko niewielki odsetek ich stężeń - 0,025% całkowitej T4 i 0,35% całkowitej T3.” [10] Dlatego też zaburzenia osi podwzgórze => przysadka mózgowa => tarczyca są tak groźne dla zdrowia. Im mniej potrzeba danej substancji w ustroju, tym z reguły ma silniejsze oddziaływanie.

Znane są liczne przykłady osób, u których utrata wagi zależała od aktywności tarczycy, a wyższe stężenia T4 oraz T3 były predyktorem większej utraty wagi ciała w trakcie redukcji. [2] Wykazano, iż w trakcie redukcji możliwe są duże spadki ilości całkowitego T4, wolnego T4, całkowitego T3 i wolnego T3 oraz TSH (największe spadki odnotowywano w pierwszych 6 miesiącach, później często praca tarczycy odbijała się od dna i odnotowywano wzrost stężeń T4, T3). Powiązano odkładanie się tkanki tłuszczowej z niższymi stężeniami wolnego T4 oraz podwyższonym TSH (u osób mających lekką nadwagę, ale przy normalnie funkcjonującej tarczycy). [3]

Inne powiązania:

• niskie stężenia wolnej tyroksyny (T4) przy niewielkim wzroście całkowitego lub wolnego T3 (trijodotyroniny) były wykazywane u osób otyłych, [4]
• progresywne odkładanie się tłuszczu powiązano z jednoczesnym wzrostem TSH oraz stężeń wolnego T3, niezależnie od wrażliwości insulinowej, innych parametrów metabolicznych,
• powiązano proporcje wolnego T3 do wolnego T4 z obwodem w pasie oraz BMI u osób otyłych,
• subkliniczną (łagodną) niedoczynność tarczycy rozpoznaje się, jeżeli stężenie w surowicy obwodowych hormonów tarczycy jest prawidłowe, natomiast stężenie hormonu tyreotropowego (TSH) nieznacznie podwyższone. Stan taki występuje u 3-8% populacji. Stwierdza się go częściej u kobiet, a chorobowość zwiększa się wraz z wiekiem. U 80% pacjentów z subkliniczną niedoczynnością tarczycy stężenie TSH nie przekracza 10 mIU/l, [5]
• otyłość i niedoczynność tarczycy często występują razem. W jednym z badań wykazano, iż wśród osób otyłych 33% miało jawną, a 11% subkliniczną (łagodną) niedoczynność tarczycy,
• otyłość częściej występowała przy jawnej (46%), a nie łagodnej niedoczynności tarczycy (34%), [3]
• im dłuższa i „ostrzejsza” redukcja, tym większego spadku T4 i T3 można się spodziewać (np. dieta 800 kcal dziennie doprowadza do spadku TSH, T4, T3, z kolei w innych badaniach odnotowano spadek T3, a T4 pozostało bez zmian). [12] W badaniach Hulmi JJ i wsp. [8] uzyskano 12% spadek wagi ciała oraz 35-50% redukcję tkanki tłuszczowej. W efekcie panie straciły 7.5 kg tłuszczu w 4 miesiące. Średnio 1.875 kg miesięcznie. Miało to wysoką cenę: u 5 z 27 pań poziomy T3 były poniżej progu referencyjnego (2.6-6 pmol/L) jeszcze przed wejściem na redukcję, w trakcie wprowadzenia restrykcji kalorii aż u 20 z 27 pań T3 spadło poniżej minimalnego progu. Nawet 3-4 miesiące bez restrykcji kalorycznych nie wystarczyły, by przywrócić funkcjonowanie tarczycy! Odnotowano też spadek TSH, [8]
• w jednym z badań wykazano 7-8% zmianę metabolizmu spoczynkowego po pojedynczej dawce lewotyroksyny, co oznacza utlenienie dodatkowo ~ 10 g tłuszczu (70-90 kcal) [7] (dlatego nic dziwnego, iż kulturyści, zawodniczki fitness i coraz częściej osoby trenujące rekreacyjnie sięgają po syntetyczne leki imitujące hormony tarczycy).

Uwaga: słowo do osób stosujących wyniszczające organizm diety 1200-1500 kcal. Mniejsza już o to, iż są bezsensowne, traci się 50% efektów diety w ciągu 1 miesiąca przy zwiększonej podaży energii. U zwierząt restrykcje energetyczne przekraczające 40% prowadzą do zwłóknienia i apoptozy komórek serca oraz nasilenia w nich stresu oksydacyjnego, a także wydłużenia fazy skurczowej i rozkurczowej lewej komory serca. Upośledzenie relaksacji mięśnia sercowego jest wynikiem nagromadzenia w sarkoplazmie kardiomiocytów jonów wapnia. [12]

Czy duża nadwyżka kaloryczna jest potrzebna do budowania mięśni?

Wydawałoby się, że to bezsensowne pytanie. Odpowiedź brzmi: „oczywiście!” i możemy zapomnieć o temacie. Niestety to wcale nie takie proste i łatwe. Przede wszystkim kalorie to pewien model, który niezbyt się sprawdza w rzeczywistości. Czy 1 g białka jest równy jednemu gramowi węglowodanów? Tylko na papierze. Jeszcze gorzej wypada zestawienie teoretycznie tych samych wartości energetycznych pochodzących z tłuszczy, etanolu i protein. A więc po pierwsze liczy się to, co tworzy nadwyżkę, a nie tylko fakt istnienia nadwyżki kalorycznej. Poza tym znane są przypadki osób, które nawet dostarczając ogromną nadwyżkę kaloryczną wcale nie uzyskiwały wzrostu wagi ciała (i często można to wyjaśnić właśnie nadczynnością tarczycy, co znacząco zwiększa wydatek energetyczny)! Pewna dziewczyna miała patologiczną niedowagę, ważyła mniej, niż 44 kg.

Pomimo spożywania 3000 kcal dziennie przez 10 pierwszych dni zmiana w wadze ciała była znikoma. Włączono terapię metanabolem: początkowo 20 mg dziennie przez 10 dni, następnie 15 mg dziennie przez kolejne 10 dni, następnie 10 mg dziennie przez 8 dni, następnie 5 mg dziennie przez 8 dni. Ogółem na dopingu była przez 34 dni. Przez pierwsze 10 dni, gdy nie stosowano metanabolu jej bilans azotowy był znikomy, po zastosowaniu metanabolu wzrósł trzykrotnie i utrzymał się przez okres 34 dni na podwyższonym poziomie. Od włączenia metanabolu do zejścia ze steroidu dziewczyna zwiększyła wagę ciała o 10 kg! [1] To nie dotyczy tylko wzrostu masy, ale niestety także redukcji tkanki tłuszczowej. I mógłbym tu pisać godzinami o osobach, które doprowadziły swój metabolizm do takiego punktu, iż mimo głodowych racji żywnościowych wcale nie pozbywały się tkanki tłuszczowej (z pewnością duże znaczenie ma w tym kontekście właśnie tarczyca).

Jak duża nadwyżka wpłynie na pracę tarczycy?

W jednym z badań podawano albo:

• dietę w rozkładzie 10% białka, 35% węglowodanów, 55% tłuszczy,
• dietę w rozkładzie 35% białka, 35% węglowodanów, 30% tłuszczy.

Pobierano próbki krwi przed i po 8 dniach na diecie. Odnotowano duży spadek T3 po diecie wysokotłuszczowej, niskobiałkowej w porównaniu do diety wysokobiałkowej, o średniej zawartości węglowodanów i tłuszczy. Wyjściowo T3 wynosiło 198 mcg/dL, po diecie wysokobiałkowej spadło do 138 mcg/Dl, po wysokotłuszczowej do 113 mcg/dL. Nie odnotowano wpływu żadnej z diet na tyroksynę, Rt3. Przy obu wariantach diety odnotowano spadek TSH. [22]

Diety, które mogą zniszczyć tarczycę!

Pewna 45-latka doprowadziła do bardzo poważnych powikłań zdrowotnych jedząc m.in. bogate w jod wodorosty. [13] Zawierają one średnio do 1500 µg jodu w 1 g suszonego produktu. Normalnie gruczoł tarczowy wytwarza do 50 µg jodu dziennie, zalecana podaż w diecie wynosi 150-200 µg jodu dziennie. Rozwinęła się u niej nadczynność tarczycy. Duża podaż jodu może prowadzić do nadczynności lub niedoczynności tarczycy. [15] U osób otyłych po normalizacji wagi ciała stężenie TSH z reguły obniża się (czyli zmniejsza się niedoczynność tarczycy). Kobietę wiele miesięcy musiano leczyć hormonami tarczycy pod ścisłym nadzorem.

Ciągłe uczucie głodu: hormony tarczycy vs leptyna

W normalnych okolicznościach i ustroju zdrowego człowieka leptyna reguluje łaknienie. Z jednej strony podawanie SAA wpływa hamująco na leptynę i może zwiększać łaknienie, z drugiej estrogeny (których duże stężenie pojawia się przy stosowaniu aromatyzujących SAA) zwiększają wydzielanie leptyny w ustroju, czyli hamują łaknienie. Ponadto zwykle kulturyści dostarczają dużo węglowodanów, co ma wpływ na zwiększenie ilości leptyny.

Co zwiększa wydzielanie leptyny? [18]

• glikokortykosteroidy,
• estrogeny,
• cytokiny zapalne, TNF-alfa, interleukina 1 (IL-1), IL-6,
• insulina,
• nadmierny pobór pokarmów.

Co ogranicza wydzielanie leptyny? [18]

• androgeny (np. testosteron, DHT)
• hormony tarczycy (ale nie wskazują na to wszystkie badania; „Stężenie leptyny w surowicy pacjentów z niedoczynnością tarczycy (28,4 ± 4,1 ng / ml) okazało się istotnie wyższe, niż w grupie kontrolnej (19,1 ± 3,2 ng / ml), natomiast pacjenci z nadczynnością tarczycy mieli niższe stężenia leptyny (10,7 ± 1,2 ng / ml)”, [19]
• hormon wzrostu,
• obniżenie stężenia insuliny,
• chłód,
• post (powstrzymanie się od jedzenia), [16]
• zwiększenie się ilości wewnątrzkomórkowego cAMP,
• pobudzenie receptorów beta3-adrenergicznych, [17]
• agoniści aktywujący receptor γ-proliferatora peroksysomów (PPAR-γ),
• ekspozycja na wolne kwasy tłuszczowe (WKT, FFA).

W badaniach [20] stężenie leptyny w surowicy znacznie wzrosło przy przejściu z niedoczynności tarczycy do subklinicznego stanu nadczynności tarczycy z wyraźniejszym wzrostem stężeń leptyny stwierdzonym u kobiet, niż u mężczyzn. Ogólnie w tym przypadku badacze doszli do wniosku, iż tylko stężenie FT4 koreluje ze stężeniami leptyny w ustroju. Z kolei Debmalya Sanyal i wsp. [3] twierdzą, iż leptyna wpływa na transkrypcję TRH oraz ma wpływ na oś TRH -> TSH (podwzgórze => tyreoliberyna => przysadka mózgowa => TSH).

Podsumowanie

Należałoby zadbać, aby stężenie TSH, T4, T3 mieściło się w normie. Zarówno zbyt niska, jak i zbyt wysoka aktywność tarczycy jest szkodliwa dla kulturysty. W pierwszym przypadku łatwo o nabieranie tkanki tłuszczowej, a w drugim ciężko jest budować masę mięśniową (zwiększony wydatek energetyczny). Jeśli masz problem z redukcją tkanki tłuszczowej to obok estradiolu, glikemii na czczo (2 osobne pomiary), glikemii w ostatnich 3 miesiącach (HBA1C) i testosteronu obowiązkowo sprawdziłbym co najmniej TSH (o ile nie pełny profil hormonalny).

Referencje:

1. Professor V. WYNN “METABOLIC EFFECTS OF ANABOLIC STEROIDS” Alexander Simpson Laboratory for Metabolic Research, St. Mary's Hospital Medical School, London, W.2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1859219/

2. Liu G1,2, Liang L3, Bray GA4, Qi L1,5,6, Hu FB1,6, Rood J4, Sacks FM1,6, Sun Q1,6. “Thyroid hormones and changes in body weight and metabolic parameters in response to weight loss diets: the POUNDS LOST trial” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28138133

3. Debmalya Sanyal and Moutusi Raychaudhuri1 “Hypothyroidism and obesity: An intriguing link” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4911848/

4. Tagliaferri M, Berselli ME, Calò G, Minocci A, Savia G, Petroni ML, et al. Subclinical hypothyroidism in obese patients: Relation to resting energy expenditure, serum leptin, body composition, and lipid profile. Obes Res. 2001;9:196–201.

5. Vahab Fatourechi, MD “Subkliniczna niedoczynność tarczycy: uaktualnienie wiadomości dla lekarzy pierwszego kontaktu” https://podyplomie.pl/medycyna/27087,subkliniczna-niedoczynnosc-tarczycy-uaktualnienie-wiadomosci-dla-lekarzy-pierwszego-kontaktu

6. Kathleen Deska PAGANA, Timothy J. PAGANA „Testy laboratoryjne i badania diagnostyczne w medycynie”

7. al-Adsani H, Hoffer LJ, Silva JE. Resting energy expenditure is sensitive to small dose changes in patients on chronic thyroid hormone replacement. J Clin Endocrinol Metab. 1997;82:1118–1125.

8. Hulmi JJ1, Isola V2, Suonpää M3, Järvinen NJ2, Kokkonen M4, Wennerström A5, Nyman K6, Perola M7, Ahtiainen JP2, Häkkinen K2. “The Effects of Intensive Weight Reduction on Body Composition and Serum Hormones in Female Fitness Competitors.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28119632

9. Małgorzata Kumorowicz-Czoch „Wrodzona niedoczynność tarczycy. Przyczyny, objawy kliniczne i leczenie” https://www.podyplomie.pl/wiedza/pediatria/640,wrodzona-niedoczynnosc-tarczycy-przyczyny-objawy-kliniczne-i-leczenie

10. Izabela Karwacka, Piotr Wiśniewski, Krzysztof Dworczak „Stany nagłe w tyreologii cz. I” https://journals.viamedica.pl/forum_medycyny_rodzinnej/article/viewFile/17962/14163

11. Domenico Salvatore, Warner S. Simonides, Monica Dentice, Ann Marie Zavacki, and P. Reed Larsen „Thyroid hormones and skeletal muscle — new insights and potential implications” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4037849/

12. Katarzyna Lachowicz, Ewelina Pałkowska-Goździk, Danuta Rosołowska-Huszcz „Aktywność osi podwzgórze-przysadka-tarczyca (HPT) i funkcjonowanie mięśnia sercowego w warunkach deficytu energetycznego” https://phmd.pl/api/files/view/282078.pdf

13. Tiziana Di Matola,1 Pio Zeppa,2 Maurizio Gasperi,3 and Mario Vitale2 „Thyroid dysfunction following a kelp-containing marketed diet” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4216876/

14. Katarzyna Krekora-Wollny „Niedoczynność tarczycy a otyłość”

15. Joanna Karpińska1, Bożena Kryszałowicz1, Anna Błachowicz1, Edward Franek „Pierwotne, wtórne i jatrogenne zaburzenia czynności tarczycy”

16. Boden G, Chen X, Mozzoli M, Ryan I. Effect of fasting on serum leptin in normal human subjects. J Clin Endocrinol Metab. 1996;81:3419–3423.

17. Gettys TW, Harkness PJ, Watson PM. The beta 3-adrenergic receptor inhibits insulin-stimulated leptin secretion from isolated rat adipocytes. Endocrinology. 1996;137:4054–4057.

18. Bogda Skowrońska, Marta Fichna, Piotr Michna „Rola tkanki tłuszczowej w układzie dokrewnym” http://www.kzf.ump.edu.pl/Lekarski%20I%20rok/Rola%20tkanki.pdf

19. Oge A1, Bayraktar F, Saygili F, Guney E, Demir S. „TSH influences serum leptin levels independent of thyroid hormones in hypothyroid and hyperthyroid patients”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15863950

20. Hsieh CJ1, Wang PW, Wang ST, Liu RT, Tung SC, Chien WY, Lu YC, Chen JF, Chen CH, Kuo MC. „Serum leptin concentrations of patients with sequential thyroid function changes.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12100066

21. Helena Jastrzębska „Podkliniczna nadczynność tarczycy -aspekty diagnostyczne i terapeutyczne” https://journals.viamedica.pl/choroby_serca_i_naczyn/article/viewFile/12162/10040

22. Ullrich IH, Peters PJ, Albrink MJ. „Effect of low-carbohydrate diets high in either fat or protein on thyroid function, plasma insulin, glucose, and triglycerides in healthy young adults”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3900181