Azioni degli ormoni nel muscolo

Produzione giornaliera di ormoni tiroidei
Tiroide
80 µg/die
T4
extratiroidea
10 µg/die
25 µg/die
T3
extratiroidea
5’-deiodasi
Tiroxina
Triiodotironina
80µg
TBG
frazione libera < 0.1%
(FT4)
T4
10µg
25µg
T3
(attiva)
(5’)
rT3
(inattiva)
(5)
TBG
frazione libera 0.3%
(FT3)
Trasporto in circolo
T4
T3
TBG
++++
++
TBPA
++
+
ALB
++
+
Libera:
0.05%=4 ng/100 ml
0.30%=0.5 ng/100 ml
TRH
T3- T4
TSH
Eutiroidismo
Apporto iodico normale
Apporto iodico ridotto
ipofisi
ipofisi
ipofisi
Ormone tireotropo
Ormone tireotropo
iodio
iodio
iodio
normale produzione
di ormoni tiroidei
ridotta produzione di
ormoni tiroidei
normale produzione di
ormoni tiroidei
Ormone tireotropo
PREVALENZA IN ETA’ ADULTA
DI TIREOPATIA NODULARE
Maschi
Femmine
Whickham
Study
0.8%
5.3%
Framingham
Study
1.5%
6.4%
10 ANNI DI PROFILASSI CON SALE
IODURATO IN GARFAGNANA
(Vagli, Lucca)*
ioduria (µg/l)
prevalenza di gozzo (%)
100
200
80
150
1B/2
1A
60
100
40
50
0
20
1981
1991
* Nella popolazione scolare
0
1981
1991
PREVALENZA DI NODULI TIROIDEI
(Dati ottenuti da vari studi internazionali)
60
50
40
% 30
20
10
0
•
• • •
•
•
• •
• •
• •
•
• • ••
•
•
• •••
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Età (anni)
•
•
Ultrasonografia
Palpazione
Azioni metaboliche generali
degli ormoni tiroidei
-aumento consumo di O2 e substrati
-aumento produzione e utilizzo ATP
-aumento produzione calore
aumento fabbisogno energetico
aumento dispersione di calore
aumento lavoro cardiaco a riposo
Principali effetti degli ormoni tiroidei
sul metabolismo intermedio
+
+
Pentosi
Glucosio
Glicogeno
+
+
+
Lattato/Piruvato
Trigliceridi
+
+
+
FFA
Acetil CoA
+
CO2 + H2O
Aminoacidi
Proteine
+
AZIONI DEGLI ORMONI TIROIDEI
SUL CUORE
• Dirette
– regolazione geni specifici
– regolazione canali del calcio
• Indirette
– sensibilizzazione alle catecolamine
– vasodilatazione periferica
– aumento volemia
Principali geni modulati direttamente
dagli ormoni tiroidei nei cardiomiociti
• Isoforma alfa della catena pesante della
miosina
• Ca2+ATPasi del reticolo sarcoplasmatico
• Adrenorecettore β1
Effects of thyroid hormones on cardiac contractility
(evaluated by the preejection period)
Preejection period (ms)
140
P<0.0001
110
80
50
Hyperthyroid
Subclin.
Hyperthyroid
Control
Subclin.
Hypothryroid
Hypothyroid
Kahaly and Dillmann, Endocr Rev 2005
Ormoni tiroidei
ed esercizio fisico
Gli ormoni tiroidei controllano la produzione di
energia e numerosi aspetti della fisiologia
dell’unità neuromuscolare (modulazione sintesi
proteine contrattili, regolazione flussi ionici
transmembrana).
L’esercizio fisico sembra esercitare modeste
influenze sull’asse ipotalamo-ipofisi-tiroide.
Azioni degli ormoni tiroidei
a livello muscolare
• regolazione sintesi catene pesanti miosina
aumento isoenzima alfa e riduzione isoenzima beta
(prevalenza fibre tipo II, ad elevata attività ATP-asica
ed efficienza contrattile)
• aumento Ca-ATPasi
(potenziamento uptake del calcio nel reticolo
sarco-plasmatico con aumento contrattilità)
• aumento Na/K-ATPasi
(aumento efflusso cellulare di sodio con potenziamento
contrazione e aumento consumo O2 e termogenesi)
Prevalenza alterazioni funzione
tiroidea
Femmine
Maschi
Ipertiroidismo
2
0.2
Ipotiroidismo
6
0.8
Effetti avversi delle disfunzioni tiroidee
sull’apparato osteo-muscolare
Ridotta tolleranza allo sforzo
Osteoporosi (ipertiroidismo)
Miopatia (ipotiroidismo)
Manifestazioni cliniche dell’ipotiroidismo
correlate all’attività fisica
Debolezza, astenia
Dispnea da sforzo
Intolleranza all’esercizio fisico
Pseudoipertrofia muscolare
Cause di ridotta efficienza
muscolare nell’ipotiroidismo
• ridotta riserva cardio-vascolare
riduzione VO2 max
riduzione gittata cardiaca
aumento lattato
• alterazioni metaboliche
riduzione capacità di ossidazione substrati
• ridotta riserva polmonare
• alterata distribuzione flusso sanguigno
• miopatia
Meccanismi di ridotta efficienza
muscolare nell’ipotiroidismo
aumento fibre lente (tipo I)
alterata funzione ossidativa mitocondriale
riduzione ATP
riduzione fosfocreatina
diminuzione pH intracellulare
precoce esaurimento glicogeno
Manifestazioni cliniche
cardiovascolari dell’ipertiroidismo
- tachicardia sinusale
- ipertensione sistolica
- aritmie sopraventricolari
- dispnea da sforzo
CONSEGUENZE FUNZIONALI
DELL'IPERTIROIDISMO
Aumento di:
- velocità flusso sanguigno
- output cardiaco a riposo
Diminuzione di:
- efficienza utilizzo O2
- soglia anaerobica
- riserva contrattile
- capacità di lavoro
Manifestazioni cliniche dell’ipertiroidismo
correlate all’attività fisica
- tachicardia a riposo
- ridotta tolleranza allo sforzo
- debolezza muscolare (specie muscoli
prossimali ed estensori)
- riduzione masse muscolari
Meccanismi di ridotta efficienza
muscolare nell’ipertiroidismo
-
aumento frequenza cardiaca a riposo
aumento gettata cardiaca a riposo
aumento frequenza respiratoria e ventilazione
aumento contrattilità del muscolo
aumento consumo ossigeno (non coordinato con
contraz.)
- ridotta efficienza estrazione e consumo
ossigeno
- aumento tendenza all’ipoglicemia nell’esercizio
protratto
Parametri emodinamici nell’ipertiroidismo prima e dopo terapia
Frequenza
b/min
120
p<0.05
100
p<0.05
8
l/min x m2
140
80
60
55
Indice cardiaco
7
6
p<0.005
5
n.s.
4
3
riposo
p<0.05
esercizio
p<0.05
Indice di gettata sistolica
2
prima
dopo terapia
55
riposo
p<0.05
esercizio
p<0.05
Frazione di eiezione
ml/ m2
n.s.
50
50
45
% 45
n.s.
p<0.005
40
40
p<0.005
35
riposo
n.s.
esercizio
p<0.05
35
riposo
n.s.
esercizio
n.s.
Machill e Scholz, 1994
n.s.
3200
2800
Hyperthyroid
2400
Control
2000
100
Riduzione della capacità di esercizio
a parità di lavoro cardiaco!
p=0.0001
140
Work load (watt)
Rate Pressure Product
(bpm x mmHg)
Rate-pressure product (top), as a parameter of cardiac work,
and work load at maximal exercise (bottom) in hyperthyroidism
180
Modified from Kahaly et al, Chest 1996
Ipertiroidismo “subclinico”
Quadro biochimico caratterizzato da
livelli ridotti di TSH con ormoni tiroidei
apparentemente normali
LEFT VENTRICULAR EJECTION FRACTION
AT REST AND DURING EXERCISE
IN PATIENTS RECEIVING TSH-SUPPRESSIVE THERAPY
rest
exercise
80
% 70
**
**
60
50
40
30
20
10
0
CONTROLS
**p<0.01
L-T4
Biondi et al, JCEM 1996
EXERCISE CAPACITY IN SUBJECTS GIVEN
TSH-SUPPRESSIVE L-T4 THERAPY
Controls
150
Max workload
(watts)
120
90
L-T4
12
Maximal exercise
duration (min)
9
**
**
6
60
30
0
**p<0.01
3
0
Biondi et al, JCEM 1996
LEFT VENTRICULAR EJECTION FRACTION AT REST AND DURING
EXERCISE IN PATIENTS RECEIVING TSH-SUPPRESSIVE
THERAPY: EFFECT OF BETA-BLOCKADE
rest
exercise
80
**
70
**
60
50
40
30
20
10
0
CONTROLS
**p<0.01
L-T4
L-T4+Bisoprolol
Biondi et al, JCEM 1996