综述:甲状腺激素对心率和体温的下丘脑调控

时间:2025年4月18日
来源:Reviews in Endocrine and Metabolic Disorders

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这篇综述聚焦甲状腺激素在心率、体温、能量消耗和食物摄入调节中的中枢作用。甲状腺激素对心血管和代谢功能影响显著,但其外周与中枢作用的贡献以及神经解剖学基础尚不明晰。本文整合新发现,梳理了该领域的研究现状,为进一步探究提供参考。

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甲状腺激素对心血管和代谢功能的影响

甲状腺激素在人体生理活动中扮演着关键角色,其对心血管和代谢功能的影响,从甲状腺功能亢进(hyperthyroidism)或甲状腺功能减退(hypothyroidism)的临床症状中便可见一斑。在过往的认知里,甲状腺激素对心血管和代谢功能的作用,主要归因于在心脏、肌肉、脂肪组织等外周组织的直接分子机制。
但随着研究的不断深入,大量的观察结果显示,甲状腺激素通过大脑对这些系统产生的间接影响同样不可忽视,这一发现促使相关研究出现了范式转变。不过,目前对于甲状腺激素外周作用和中枢作用在那些广为人知的表型症状中各自的贡献,还没有完全明晰。
与此同时,尽管许多研究都表明下丘脑是甲状腺激素作用的主要靶点,但甲状腺激素中枢作用的神经解剖学底物在很大程度上仍是个谜。

甲状腺激素对心率的调节作用

在甲状腺激素对心率的调节方面,中枢作用逐渐受到关注。虽然外周甲状腺激素能直接作用于心脏,影响心肌细胞的电生理活动和收缩功能,进而改变心率,但中枢神经系统的调节也至关重要。下丘脑作为神经内分泌的关键枢纽,与甲状腺激素在心率调节中有着千丝万缕的联系。
研究发现,下丘脑接收来自身体各处的神经信号,其中包括与甲状腺激素相关的信息。当甲状腺激素水平发生变化时,下丘脑会通过特定的神经通路,调节交感神经和副交感神经的活动,从而间接影响心率。比如,甲状腺激素水平升高时,下丘脑可能会促使交感神经兴奋,使心率加快;而甲状腺激素水平降低时,副交感神经的作用相对增强,心率随之减慢。
然而,具体的神经传导通路以及其中涉及的神经递质等细节,目前还不十分清楚。这一领域的研究仍在不断探索中,旨在明确下丘脑在甲状腺激素调节心率过程中的具体机制,为相关心血管疾病的治疗提供新的思路。

甲状腺激素对体温的调节作用

甲状腺激素对体温的调节是维持人体热平衡的重要环节。从外周角度看,甲状腺激素可以增加细胞的代谢率,使产热增多。在肌肉组织中,甲状腺激素能促进肌糖原的分解和氧化,释放更多的能量用于产热;在脂肪组织中,它能增强脂肪的分解和氧化,同样产生热量。
而从中枢层面来看,下丘脑在体温调节中发挥着核心作用。下丘脑存在对温度敏感的神经元,它们能感知体温的变化。当甲状腺激素水平异常时,会影响下丘脑对体温的调节功能。例如,甲状腺功能亢进时,甲状腺激素分泌增多,下丘脑接收到相关信号后,可能会调整体温调定点,使机体产热增加、散热减少,从而导致体温升高。
相反,甲状腺功能减退时,甲状腺激素分泌不足,下丘脑调节体温的方式也会相应改变,使得产热减少、散热相对增加,进而导致体温降低。但目前关于下丘脑与甲状腺激素在体温调节过程中的具体信号传递和分子机制,还有待进一步深入研究,这对于理解体温异常相关疾病的发生发展具有重要意义。

甲状腺激素对能量消耗和食物摄入的调节

甲状腺激素在能量消耗和食物摄入的调节方面也有着重要作用。在能量消耗方面,甲状腺激素通过影响基础代谢率(BMR)来调节能量的消耗。外周组织中,甲状腺激素能提高细胞内线粒体的活性,增强有氧呼吸过程,从而加速能量的产生和消耗。
从下丘脑的角度来看,下丘脑通过多种神经肽和神经递质来调节能量消耗和食物摄入。例如,促甲状腺激素释放激素(TRH)由下丘脑分泌,它不仅能调节甲状腺激素的合成和释放,还与能量代谢和食欲调节有关。当甲状腺激素水平降低时,下丘脑分泌的 TRH 增多,一方面刺激甲状腺激素的分泌,另一方面可能通过影响其他神经肽的释放,如增加食欲,促使机体摄入更多食物,以补充能量。
而当甲状腺激素水平升高时,下丘脑可能会通过减少某些神经肽的分泌,抑制食欲,同时增加能量消耗。不过,这一调节过程十分复杂,涉及多种神经通路和分子机制的相互作用,目前仍有许多未解之谜。

研究现状与展望

目前,关于甲状腺激素中枢作用的研究取得了一定的进展,但仍存在许多亟待解决的问题。在神经解剖学方面,虽然已经确定下丘脑是甲状腺激素作用的重要靶点,但具体的神经核团和神经通路还需要进一步明确。
在分子机制上,甲状腺激素与下丘脑细胞内受体结合后,如何激活或抑制下游的信号通路,以及这些信号通路如何精确调节心率、体温、能量消耗和食物摄入,还需要深入探究。
未来的研究可以进一步利用现代神经生物学技术,如基因编辑、神经示踪技术等,来揭示甲状腺激素中枢作用的详细机制。同时,结合临床研究,探索甲状腺激素相关的治疗靶点,为甲状腺功能异常以及相关心血管和代谢疾病的治疗提供更有效的方法。
总之,甲状腺激素对心率、体温、能量消耗和食物摄入的下丘脑调控是一个复杂而有趣的领域,随着研究的不断深入,有望为人类健康带来更多的福祉。

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