Белок регулирует уровень тиреоидных гормонов в зависимости от температуры тела

Новое исследование показывает, что гормон щитовидной железы тироксин, контролирующий нашу повседневную активность и ранее считавшийся постоянным в крови, на самом деле колеблется из-за белка, который изменяет высвобождение гормона в зависимости от температуры тела. Исследование опубликовано 29 января в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Гормон тироксин регулирует метаболизм у всех млекопитающих, включая человека. Его избыток приводит к гиперактивности, а недостаток — к вялости. Этот важнейший гормон переносится и хранится в крови белком тироксин-связывающим глобулином (TBG). Ранее считалось, что уровень гормона постоянен. Однако новое исследование под руководством Робина Каррелла, заслуженного профессора гематологии Кембриджского университета, показало, что при повышении температуры тела сродство TBG к тироксину снижается, что приводит к увеличению доступного гормона и последующему ускорению метаболизма. Если температура тела падает, например, при впадении животного в спячку, сродство TBG к тироксину увеличивается, что снижает доступность гормона и замедляет метаболизм.

Эти результаты проливают свет на изменения во время лихорадки, когда организм ускоряет метаболизм для борьбы с инфекцией и воспалением. Исследование показывает, что TBG имеет встроенный «бустер», который вызывает всплеск высвобождения тироксина при повышении температуры тела выше 37ºC. Было обнаружено, что температура тела 39ºC приводит к увеличению концентрации тироксина в крови на 23% — временно достигая уровня, наблюдаемого у пациентов с гипертиреозом.

Профессор Каррелл заявил: «Влияние температуры на уровень тироксина в значительной степени упускалось из виду, поскольку большинство измерений гормона проводят, когда кровь находится при комнатной температуре. В результате образцы крови, взятые у пациентов с гипотермией или тепловым ударом, или у младенца с лихорадкой, не покажут изменения свободного тироксина в крови».

Генетическая адаптация у австралийских аборигенов

Значимость этого всплеска тироксина во время лихорадки демонстрируется уникальным образом — экологической адаптацией у коренных австралийцев. Исследователи обнаружили, что генетическая модификация у австралийских аборигенов перенастраивает эффект белка TBG во время лихорадки, отменяя вызванное лихорадкой ускорение метаболизма.

Исследователи полагают, что хотя такое ускорение полезно как защитный механизм в умеренном климате, оно является потенциальным недостатком в засушливом климате центральной Австралии. Там историческим риском для выживания была не столько сама инфекция, сколько обезвоживание и тепловое истощение, сопровождающие дизентерию и другие распространенные детские болезни. Две генетические мутации закрепились в ДНК примерно 40% аборигенов Западной Австралии, что вдвое уменьшает всплеск метаболической активности, который в противном случае происходил бы при лихорадке.

Объяснение фебрильных судорог и чувства эйфории

Исследование также проливает свет на фебрильные судороги у младенцев — судорожные эпизоды, часто сопровождающие резкое повышение температуры в раннем детстве. Исследователи полагают, что частью причины этих судорог может быть особая чувствительность мозга к тироксину — его повышение приводит к увеличению мозговой активности, гипервозбудимости и, в крайних случаях, к судорожным припадкам.

Кроме того, ученые считают, что их открытие помогает объяснить эйфорическое чувство, которое некоторые люди испытывают после посещения сауны или джакузи. Профессор Каррелл добавил: «В повседневной жизни ускоренное высвобождение тироксина, которое происходит при повышении температуры тела до 39ºC в сауне или джакузи, способствует усилению активности тела и разума: эйфории и случайным озарениям! Старые образные выражения — "горячая голова" и "лихорадочное воображение" — теперь можно считать имеющими научную основу».