Тиреоидные гормоны и система дыхания

Определение "Тиреоидные гормоны и система дыхания" в ЭБНБ

Среди главных эффектов, оказываемых тиреоидными гормонами на систему дыхания можно выделить их влияние на развитие легких плода и новорожденного и влияние на систему внешнего дыхания взрослого, как систему обслуживания клеточного дыхания. Влияние тиреоидных гормонов на систему дыхания многопланово и включает в себя как непосредственное влияние на процессы дыхания, так и влияние на ответные реакции системы дыхания, наблюдаемые при изменении состояния функций других систем организма, обслуживающих метаболизм. Примером такой реакции может быть изменение дыхания в ответ на нарушение функции сердечнососудистой системы.

Одной из предпосылок выраженного влияния гормонов на систему дыхания является то, что легкие содержат Т3 в более высокой концентрации нежели другие ткани, что, возможно, обусловлено относительно высоким содержанием и активностью дейодиназы, Ядра альвеолоцитов II-го типа содержат большое число высокоаффинных мест связывания Т3.

Гормоны щитовидной железы играют роль в образовании и развитии альвеол, дифференцировке и формировании функции альвеолоцитов II-го типа у плода, развитии легочной ткани. Введение новорожденным крысятам пропилтиоурацила сопровождается ухудшением показателей развития дыхательной функции легких: уменьшается общая площадь поверхности газообмена, величина отношения дыхательная поверхность/объем. Введение экзогенного Т4 увеличивает содержание в смывах легких общих фосфолипидов, фосфатидилхолина и величину отношения фосфатидил- холин/сфингомиелин. Под действием тиреоидных гормонов увеличиваются размеры альвеолоцитов II-го типа, диаметр и число ламиллярных телец, а также содержание сурфактанта. По-видимому, недостаток тиреоидных гормонов, может иметь значение в патогенезе респираторного дистресс-синдрома у новорожденных и, в особенности, у недоношенных. Действительно, у родившихся недоношенными (ранее 33-37 недель) с дистресс-синдром, концентрация общих Т4, Т3 и свободного Т3 ниже, чем у недоношенных того же срока, родившихся без дистресс-синдрома.

Прирост уровня ТТГ после рождения у родившихся с дистресс- синдромом был ниже, чем у родившихся в срок. Введение в амниотическую жидкость Т4 в дозе 200 мкг матерям, у которых имелся высокий риск рождения детей с респираторным дистресс-синдромом, улучшало показатели развития легких. Увеличивалось содержание и изменялся состав липидов амниотической жидкости. В большинстве случаев введением Т4 предупреждалось развитие дистресс-синдрома. Внутривенное введение матери тиротропин-рилизинг гормона в дозе 200 мкг оказывало стимулирующий эффект на функцию гипофиза плода, что приводило к повышению уровней ТТГ и общего Т4 в крови сосудов пуповины, ТРГ и глюкокортикоиды, вводившиеся беременным женщинам, у которых имелись факторы риска преждевременных родов и развития респираторного дистресс-синдрома, понижали смертность от респираторных осложнений у родившихся недоношенными.

Являются ли эффекты тиреоидных гормонов на процессы развития легких и их функцию у плодов и новорожденных результатом их собственного влияния или они опосредованы участием тиреоидных гормонов в других механизмах, пока не совсем ясно.

Известно, например, что образование сурфактанта альвеолоцитами II-го типа ускоряется под действием глюкокортикоидов. При сочетанном применении стероидных и тиреоидных гормонов (или ТРГ) они оказывали аддитивное действие на образование сурфактанта, его секрецию, на рост и дифференцировку эпителия легких.
Агонисты β-адренорецегтторов стимулируют всасывание жидкости из альвеол перед рождением, в то время как после тиреоидэктомии естественный процесс резорбции альвеолярной жидкости замедляется.

Таким образом, становится очевидно, что тиреоидные гормоны в физиологических условиях могут оказывать свое влияние на рост и развитие легких и их функций с помощью различных механизмов и, в частности, выполняя роль пермиссивного фактора в адренергических механизмах, потенцируя действие глюкокортикоидов, а также фибробласт-пневмоцитарного фактора.

Наиболее частыми субъективными ощущениями у людей при тиреотоксикозе являются одышка и затруднение дыхания при физической нагрузке. Затруднение дыхания могут быть обусловлены множеством причин. При их анализе необходимо исходить из того, что главной функцией внешнего дыхания, как и сердечно-сосудистой системы, является обслуживание потребностей клеточного дыхания и метаболизма. При повышении уровня тиреоидных гормонов, стимулирующих метаболизм, даже в состоянии покоя потребности организма в доставке O₂ и удалении CO₂ возрастает.

Уже отмечалось, что в ответ на возросшие потребности метаболизма при гипертиреоидизме возрастает частота сокращений сердца, его ударный объем, минутный объем кровотока. Усиление кровотока достигается весьма напряженной работой сердца. Внешнее дыхание, механизмы регуляции которого тесно сопряжены с механизмами регуляции кровообращения, рефлекторно, за счет центральных механизмов усиливают свою активность; увеличиваются частота и, возможно, глубина дыхания. В результате возрастает минутный объем альвеолярной вентиляции.

Таким образом, достигается одно из важнейших условий для эффективной доставки O₂ в кровь - сопряжение функций внешнего дыхания и кровообращения, или соответствие величин вентиляции альвеол и перфузии кровью сосудов малого круга в легких.

Повышение уровня тиреоидных гормонов уже в состоянии покоя обусловливает работу в напряженном режиме не только сердца, но и аппарата внешнего дыхания, Известно, что работа внешнего дыхания выполняется дыхательными мышцами, которые, как и другие поперечно-полосатые мышцы, снижают свои функциональные свойства при гипертиреоидизме. Очевидно, что в условиях физического напряжения, когда внешнее дыхание, как и сердце, должно было бы усилить свою активность, в силу слабости дыхательной мускулатуры не могут развиться резервные возможности вентиляции, которые характерны для здоровых людей. Слабость дыхательных мышц является одной из главных причин развивающегося у более чем 50% пациентов состояния одышки.

Выявляемые у части больных тиреотоксикозом снижение растяжимости легочной ткани, уменьшение жизненной емкости легких, снижение диффузионной способности аэрогематического барьера, понижают эффективность газообменной функции легких. Эти изменения свойств легочной ткани еще более усугубляют состояние функции внешнего дыхания и ускоряют развитие одышки.
В дыхательных мышцах при тиреотоксикозе обнаружено понижение эффективности гликолиза, окисления жирных кислот и ферментов цикла трикарбоновых кислот.

На практике трудно дифференцировать, что является ведущей причиной изменения легочных объемов и показателей внешнего дыхания - слабость дыхательных мышц или потеря эластичности легочной ткани. Если имеет место потеря эластичности соединительнотканных волокон легких, она влечет за собой ухудшение растяжимости легких и, следовательно, дополнительное увеличение затраты мышечной энергии на внешнее дыхание. Очевидно, что возрастание в этих условиях нагрузки на дыхательные мышцы будет вести к более быстрому развитию их усталости. Снижение растяжимости ткани легких, наблюдающееся в условиях гипертиреоидизма, оказывает еще большую нагрузку на дыхательные мышцы, в особенности, если гипертиреоидизм и тиреотоксикоз развиваются на фоне уже имеющейся патологии легких.

Несмотря на возможность снижения растяжимости легких и развитие слабости дыхательных мышц, центральные механизмы регуляции дыхания при тиреотоксикозе обеспечивают развитие усиленной ответной реакции дыхательного центра на гиперкапнию и гипоксию. Активация дыхательным центром внешнего дыхания не блокируется введением пропранолола, что свидетельствует о невовлечении адренергических механизмов в эту реакцию. Механизм действия самих тиреоидных гормонов, усиливающих дыхание при гиперкапнии и (или) гипоксии остается неясным. Очевидно, что местами действия гормонов могут быть как структуры дыхательного центра, так и хеморецепторы рефлексогенных зон, чувствительные к PO₂, PCO₂ и pH, а возможно, и взаимодействие центра и периферии в сложной системе регуляции дыхания.

Независимо от механизмов действия тиреоидных гормонов усиление вентиляции в ответ на гиперкапнию, гипоксию и понижение pH при физической нагрузке может способствовать формированию субъективных ощущений затруднения дыхания и одышки. Как минутный объем дыхания, так и минутный объем кровотока при тиреотоксикозе превышают нормальные значения показателей дыхания и кровообращения для всех уровней потребления кислорода организмом и скоростей образования CO₂. Показатели дыхания и кровообращения при этом коррелируют с уровнем тиреоидных гормонов.

Диффузионная способность легких, отношение объема мертвого пространства к дыхательному объему у части людей с тиреотоксикозом уменьшаются при выполнении физической нагрузки, а усиление работы сердца и увеличение скорости кровотока уменьшают время пребывания крови в легочных капиллярах и могут препятствовать достижению полного равновесия газов между кровью и альвеолярной газовой смесью. Исходя из меньшей скорости диффузии кислорода через аэрогематический барьер по сравнению с углекислым газом, можно было бы ожидать нарушений обмена кислорода в легких. Однако, на этом фоне не наблюдается существенных изменений насыщения кислородом смешанной венозной крови.

В ряде случаев при гипертиреоидизме и тиреотоксикозе обнаруживается гипертензия сосудов малого круга, усиливающаяся при физической нагрузке. При значительной продолжительности этого состояния, усиленная работа миокарда правого желудочка сердца может сопровождаться признаками его гипертрофии.

У страдающих гипотиреоидизмом также понижаются диффузионная способность легких и легочные объемы: общая емкость, жизненная емкость легких, функциональная остаточная емкость и в особенности резервный объем выдоха. У части из них может отмечаться повышение P₂CO₂ и гипоксемия в состоянии покоя. Однако, эти изменения чаще имеют место при сочетании гипотиреоидизма с ожирением. Состояние гипотиреоидизма у некоторых людей может сопровождаться уменьшением жизненной емкости легких, небольшим уменьшением обмена кислорода и понижением P₂O₂. Причины этих изменений точно не известны.

Многие из пациентов, страдающих гипотиреоидизмом, жалуются на утомляемость и невозможность выполнения существенной физической нагрузки. Среди множества различных причин повышенной утомляемости и пониженной работоспособности центральное место отводится снижению резервов сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также снижению силы и сократимости скелетных мышц. При гипотиреоидизме значительно понижены максимальное потребление кислорода, достигаемая мощность выполняемой работы, увеличена скорость прироста содержания лактата в крови. В дыхательных мышцах увеличена активность ферментов гликолиза, цикла трикарбоновых кислот и окисления жирных кислот; в процессе мышечного сокращения быстрее используются запасы гликогена. В отличие от состояния гипертиреоидизма, в 34% случаев гипотиреоидизма вентиляторный ответ на гиперкапнию и гипоксию ослаблен.

Одной из причин, объясняющей нарушения дыхания при гипотиреоидизме, может быть изменение функции нервно-мышечного аппарата, гипотиреоидная миопатия дыхательных мышц и, в частности, диафрагмы. Снижение сократимости и силы этих мышц может приводить к гиповентиляции, легкой утомляемости и ухудшению функциональных показателей дыхания: дыхательных объемов, потоковой скорости выдоха, увеличения P₂CO₂ и других. Не исключается, что в некоторых случаях при нарушениях дыхания может иметь место изменение функции дыхательного центра. У людей, с сопутствующим гипотиреоидизму ожирением, кроме гиповентиляции, по-видимому, может развиваться синдром остановки дыхания во время сна. Причины этого синдрома не совсем ясны, но ими могут быть обструктивные процессы и (или) нарушения функции нервно- мышечного аппарата.

Обструктивные процессы также могут иметь отношение к гипотиреоидизму. Это могут быть увеличение размеров и длины языка, как мышечного органа, увеличение размеров других поперечнополосатых мышц гортани. В механизмах развития остановки дыхания во время сна не исключается нарушение функции дыхательного центра гипотиреоидного происхождения.