Параметры флуоресценции восстановленной формы никотинамидадениндинуклеотида в коже при первичном гипотиреозе: связь с возрастом и индексом массы тела

Введение. Поиск параметров, отражающих периферическое действие тиреоидных гормонов, остается актуальной задачей. Флуоресцентная спектроскопия (ФС) позволяет неинвазивно оценивать метаболизм в тканях посредством регистрации флуоресценции восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) – ключевого кофактора окислительного фосфорилирования

Цель. Оценить параметры флуоресценции кофермента НАДН в коже как потенциального маркера нарушений энергетического обмена у пациентов с первичным гипотиреозом и определить их связь с возрастом и индексом массы тела (ИМТ). 

Материалы и методы. В поперечное исследование включены 50 здоровых добровольцев и 51 пациент с первичным гипотиреозом (14 – явный, 37 – субклинический). Амплитуду флуоресценции НАДН (AF_НАДН) измеряли методом ФС в коже предплечья в покое, при локальном охлаждении (10 °C), нагревании (35 °C и 42 °C) и в ходе окклюзионной пробы.

Результаты. Параметры AF_НАДН не различались между группами как в покое, так и при функциональных пробах. Единственным
отличием было снижение относительного изменения AF_НАДН при охлаждении у пациентов с субклиническим гипотиреозом
(p = 0,021). Параметры флуоресценции НАДН не коррелировали с уровнями ТТГ, свТ3 и свТ4 после поправки на возраст. В общей
выборке выявлена положительная корреляция возраста с AFНАДН, наиболее выраженная у здоровых участников (r до 0,51;
p < 0,001). У здоровых участников также выявлена статистически значимая связь ИМТ с AF_НАДН при температурных пробах.

Выводы. Параметры флуоресценции кофермента НАДН в коже не изменяются при первичном гипотиреозе. В то же время они связаны с возрастом, что отражает возрастные изменения клеточного метаболизма НАДН (или флуоресцентные
свойства кожи) при старении и заслуживает дальнейшего изучения. Скорость утилизации НАДН при локальном нагревании
зависит от ИМТ.

1. Дедов ИИ, Мельниченко ГА, Фадеев ВВ, Моргунова ТБ. Гипотиреоз: кли­ нические рекомендации. 2024. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/531_4.

2. Jonklaas J, Bianco AC, Bauer AJ, Burman KD, Cappola AR, Celi FS et al. Guidelines for the Treatment of Hypothyroidism: Prepared by the American Thyroid Association Task Force on Thyroid Hormone Replacement. Thyroid. 2014;24(12):1670–1751. https://doi.org/10.1089/thy.2014.0028.

3. Soh SB, Aw TC. Laboratory Testing in Thyroid Conditions – Pitfalls and Clinical Utility. Ann Lab Med. 2019;39(1):3–14. https://doi.org/10.3343/alm.2019.39.1.3.

4. Canaris GJ, Manowitz NR, Mayor G, Ridgway EC. The Colorado Thyroid Disease Prevalence Study. Arch Intern Med. 2000;160(4):526. https://doi.org/10.1001/archinte.160.4.526.

5. Persani L, Brabant G, Dattani M, Bonomi M, Feldt-Rasmussen U, Fliers E et al. 2018 European Thyroid Association (ETA) Guidelines on the Diagnosis and Management of Central Hypothyroidism. Eur Thyroid J. 2018;7(5):225–237. https://doi.org/10.1159/000491388.

6. Oliveira TC, Braun AC, Dutra RPD, Marchesan Moreira Breit M, Abib JB, Thomazini LCD et al. Induction of type 2 and 3 deiodinase in the blood cells of critically ill patients. Endocr Connect. 2025;14(4):e240677. https://doi.org/10.1530/EC-24-0677.

7. Dumitrescu AM, Refetoff S. The syndromes of reduced sensitivity to thyroid hormone. Biochim Biophys Acta. 2013;1830(7):3987–4003. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2012.08.005.

8. Brent GA. Mechanisms of thyroid hormone action. J Clin Invest. 2012;122(9):3035–3043. https://doi.org/10.1172/JCI60047.

9. Jansen HI, Bruinstroop E, Heijboer AC, Boelen A. Biomarkers indicating tissue thyroid hormone status: ready to be implemented yet? J Endocrinol. 2022;253(2):R21–R45. https://doi.org/10.1530/JOE-21-0364.

10. Klieverik LP, Coomans CP, Endert E, Sauerwein HP, Havekes LM, Voshol PJ et al. Thyroid Hormone Effects on Whole-Body Energy Homeostasis and Tissue-Specific Fatty Acid Uptake in Vivo. Endocrinology. 2009;150(12):5639–5648. https://doi.org/10.1210/en.2009-0297.

11. Sagliocchi S, Restolfer F, Cossidente A, Dentice M. The key roles of thyroid hormone in mitochondrial regulation, at interface of human health and disease. J Basic Clin Physiol Pharmacol. 2024;35(4-5):231–240. https://doi.org/10.1515/jbcpp-2024-0108.

12. Harper ME, Seifert EL. Thyroid Hormone Effects on Mitochondrial Energetics. Thyroid. 2008;18(2):145–156. https://doi.org/10.1089/thy.2007.0250.

13. Ying W. NAD + /NADH and NADP + /NADPH in Cellular Functions and Cell Death: Regulation and Biological Consequences. Antioxid Redox Signal. 2008;10(2):179–206. https://doi.org/10.1089/ars.2007.1672.

14. Delsoglio M, Achamrah N, Berger MM, Pichard C. Indirect Calorimetry in Clinical Practice. J Clin Med. 2019;8(9):1387. https://doi.org/10.3390/jcm8091387.

15. Окороков ПЛ, Васюкова ОВ, Ширяева ТЮ. Сравнение точности оценки основного обмена в покое у детей с простым ожирением при использовании расчетных формул и метода непрямой респираторной калориметрии. Ожирение и метаболизм. 2019;16(2):54–59. https://doi.org/10.14341/omet9729.

16. Okorokov PL, Vasyukova OV, Shiryaeva TYu. Comparison of the accuracy of resting metabolic rate in children with simple obesity using calculation formulas and indirect respiratory calorimetry. Obesity and Metabolism. 2019;16(2):54–59. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/omet9729.

17. Yavuz S, Salgado Nunez Del Prado S, Celi FS. Thyroid Hormone Action and Energy Expenditure. J Endocr Soc. 2019;3(7):1345–1356. https://doi.org/10.1210/js.2018-00423.

18. Muraca E, Ciardullo S, Oltolini A, Zerbini F, Bianconi E, Perra S et al. Resting Energy Expenditure in Obese Women with Primary Hypothyroidism and Appropriate Levothyroxine Replacement Therapy. J Clin Endocrinol Metab. 2020;105(4):e1741–е1748. https://doi.org/10.1210/clinem/dgaa097.

19. 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(3):196–201. https://doi.org/10.1038/oby.2001.21.

20. Biondi B, Cappola AR, Cooper DS. Subclinical Hypothyroidism: A Review. JAMA. 2019;322(2):153. https://doi.org/10.1001/jama.2019.9052.

21. Koenig K, Schneckenburger H. Laser-induced autofluorescence for medical diagnosis. J Fluoresc. 1994;4(1):17–40. https://doi.org/10.1007/BF01876650.

22. Heikal AA. Intracellular coenzymes as natural biomarkers for metabolic activities and mitochondrial anomalies. Biomark Med. 2010;4(2):241–263. https://doi.org/10.2217/bmm.10.1.

23. Potapova EV, Dremin VV, Shupletsov VV, Kandurova KY, Dunaev AV. Optical percutaneous needle biopsy in oncology. Light Adv Manuf. 2025;6:72. https://doi.org/10.37188/lam.2025.072.

24. Uzel A, Lopez O, Gautheron A, Rossignol G, Muller X, Sdika M et al. Evaluation of liver viability for transplantation by fluorescence spectroscopy. In: Elson DS, Gioux S, Pogue BW (eds.). Clinical Biophotonics III. Strasbourg, France: SPIE; 2024.

25. Kandurova KY, Sumin DS, Mamoshin AV, Potapova EV. Deconvolution of the fluorescence spectra measured through a needle probe to assess the functional state of the liver. Lasers Surg Med. 2023;55(7):690–701. https://doi.org/10.1002/lsm.23695.

26. Gebicki J, Filipiak T, Marcinek A, Wozniacka A. Assessment of NADH/NAD+ Redox Imbalance in Psoriatic Lesions Using the FMSF Technique: Therapeutic Aspects. Sensors. 2023;23(21):8718. https://doi.org/10.3390/s23218718.

27. Kolenc OI, Quinn KP. Evaluating Cell Metabolism Through Autofluorescence Imaging of NAD(P)H and FAD. Antioxid Redox Signal. 2019;30(6):875–889. https://doi.org/10.1089/ars.2017.7451.

28. Gitsi E, Kokkinos A, Konstantinidou SK, Livadas S, Argyrakopoulou G. The Relationship between Resting Metabolic Rate and Body Composition in People Living with Overweight and Obesity. J Clin Med. 2024;13(19):5862. https://doi.org/10.3390/jcm13195862.

29. Imai S, Guarente L. NAD+ and sirtuins in aging and disease. Trends Cell Biol. 2014;24(8):464–471. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2014.04.002.

30. Taylor PN, Medici MM, Hubalewska-Dydejczyk A, Boelaert K. Hypothyroidism. Lancet Lond Engl. 2024;404(10460):1347–1364. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(24)01614-3.

31. Heymsfield SB, Smith B, Dahle J, Kennedy S, Fearnbach N, Thomas DM et al. Resting Energy Expenditure: From Cellular to Whole-Body Level, a Mechanistic Historical Perspective. Obesity. 2021;29(3):500–511. https://doi.org/10.1002/oby.23090.

32. Izkhakov E, Vaisman N, Barnes S, Barchana M, Stern N, Keinan-Boker L. Body Composition, Resting Energy Expenditure, and Metabolic Changes in Women Diagnosed with Differentiated Thyroid Carcinoma. Thyroid. 2019;29(8):1044–1051. https://doi.org/10.1089/thy.2018.0483.

33. Al-Adsani H, Hoffer LJ, Silva JE. Resting Energy Expenditure is Sensitive to Small Dose Changes in Patients on Chronic Thyroid Hormone Replacement1. J Clin Endocrinol Metab. 1997;82(4):1118–1125. https://doi.org/10.1210/jcem.82.4.3873.

34. Изосимова АВ, Можеров АМ, Ширманова МВ, Щеславский ВИ, Сачкова ДА, Загайнова ЕВ и др. FLIM-имиджинг автофлуоресценции НАД(Ф)Н Т-клеток в лимфатических узлах для оценки эффективности анти-CTLA-4-иммунотерапии. Современные технологии в медицине. 2023;15(3):5. https://doi.org/10.17691/stm2023.15.3.01.

35. Loktionova YuI, Zharkikh EV, Parshakova VE, Sidorov VV, Dunaev AV. Wearable Multimodal Optical Analyzers: Physiological Variability and Reproducibility of Measurements. J Biophotonics. 2025;18(4):e202400527. https://doi.org/10.1002/jbio.202400527.

36. Dremin VV, Dunaev AV. How the melanin concentration in the skin affects the fluorescence-spectroscopy signal formation. J Opt Technol. 2016;83(1):43. https://doi.org/10.1364/JOT.83.000043.

37. Campbell JM, Gosnell M, Agha A, Handley S, Knab A, Anwer AG et al. Label-Free Assessment of Key Biological Autofluorophores: Material Characteristics and Opportunities for Clinical Applications. Adv Mater. 2024;36(42):2403761. https://doi.org/10.1002/adma.202403761.

38. Ostojic SM (ed.). Clinical Bioenergetics: From Pathophysiology to Clinical Translation. London: Academic Press; 2021. 692 p. Available at: https://shop.elsevier.com/books/clinical-bioenergetics/ostojic/978-0-12-819621-2.

39. Black MM, Bottoms E, Shuster S. Skin collagen and thickness in hyperthyroidism and myxoedema. Clin Endocrinol. 1972;1(3):253–258. https://doi.org/10.1111/j.1365-2265.1972.tb00396.x.

40. Safer JD. Thyroid hormone action on skin. Dermatoendocrinol. 2011;3(3):211–215. https://doi.org/10.4161/derm.3.3.17027.

41. Kivirikko KI, Laitinen O, Aer J, Halme J. Metabolism of Collagen in Experimental Hyperthyroidism and Hypothyroidism in the Rat1. Endocrinology. 1967;80(6):1051–1061. https://doi.org/10.1210/endo-80-6-1051.

42. Nelson DL, Cox MM. Lehninger Principles of Biochemistry. 8th ed. New York, NY: Macmillan International, Higher Education; 2021. 1096 p. Available at: https://www.macmillanlearning.com/college/us/product/Lehninger-Principles-of-Biochemistry/p/1319228003.

43. Cioffi F, Giacco A, Goglia F, Silvestri E. Bioenergetic Aspects of Mitochondrial Actions of Thyroid Hormones. Cells. 2022;11(6):997. https://doi.org/10.3390/cells11060997.

44. Xiao W, Wang RS, Handy DE, Loscalzo J. NAD(H) and NADP(H) Redox Couples and Cellular Energy Metabolism. Antioxid Redox Signal. 2018;28(3):251–272. https://doi.org/10.1089/ars.2017.7216.

45. Eom YS, Wilson JR, Bernet VJ. Links between Thyroid Disorders and Glucose Homeostasis. Diabetes Metab J. 2022;46(2):239–256. https://doi.org/10.4093/dmj.2022.0013.

46. Dimitriadis GD, Leighton B, Parry-Billings M, West D, Newsholme EA. Effects of hypothyroidism on the sensitivity of glycolysis and glycogen synthesis to insulin in the soleus muscle of the rat. Biochem J. 1989;257(2):369–373. https://doi.org/10.1042/bj2570369.

47. Bourcier S, Coutrot M, Ferré A, Van Grunderbeeck N, Charpentier J, Hraiech S et al. Critically ill severe hypothyroidism: a retrospective multicenter cohort study. Ann Intensive Care. 2023;13(1):15. https://doi.org/10.1186/s13613-023-01112-1.

48. Solmonson A, Mills EM. Uncoupling Proteins and the Molecular Mechanisms of Thyroid Thermogenesis. Endocrinology. 2016;157(2):455–462. https://doi.org/10.1210/en.2015-1803.

49. Tarboush F, Alsultan M, Alourfi Z. The correlation of lipid profile with subclinical and overt hypothyroidism: A cross-sectional study from Syria. Medicine. 2023;102(37):e34959. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000034959.

50. Моргунова TБ, Мануйлова ЮА, Мадиярова МШ, Лиходей НВ, Фадеев ВВ. Качество жизни пациентов с гипотиреозом. Клиническая и эксперимен­ тальная тиреоидология. 2010;6(2):62–67. https://doi.org/10.14341/ket20106262-67.

51. Srivastava S. The Mitochondrial Basis of Aging and Age-Related Disorders. Genes. 2017;8(12):398. https://doi.org/10.3390/genes8120398.

52. Zhang C, Fu Z, Zhang R. Reduced expressions of TCA cycle genes during aging in humans and mice. Biochem Biophys Res Commun. 2024;738:150917. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2024.150917.

53. Sterenborg HJCM, Motamedi M, Wagner RF, Duvic M, Thomsen S, Jacques SL. In vivo fluorescence spectroscopy and imaging of human skin tumours. Lasers Med Sci. 1994;9(3):191–201. https://doi.org/10.1007/BF02590223.

54. Na R, Stender IM, Henriksen M, Wulf HC. Autofluorescence of Human Skin is Age-Related After Correction for Skin Pigmentation and Redness. J Invest Dermatol. 2001;116(4):536–540. https://doi.org/10.1046/j.1523-1747.2001.01285.x.

55. Odetti PR, Borgoglio A, Rolandi R. Age-related increase of collagen fluorescence in human subcutaneous tissue. Metabolism. 1992;41(6):655–658. https://doi.org/10.1016/0026-0495(92)90059-J.

56. de-Medeiros L, San Martin R, Junqueira G, De Oliveira J, Trunce-Morales ST, Nogueira-de-Almeida C et al. Energy metabolism and obesity stratified by BMI: impact on lipid oxidation, a cross-sectional observational study. Front Nutr. 2025;12:1701686. https://doi.org/10.3389/fnut.2025.1701686.

57. Рыжкова ЕГ, Моргунова ТБ, Рыжков ИА, Фадеев ВВ. Пространственная гетерогенность перфузии кожи и воспроизводимость результатов лазерной допплеровской флоуметрии с температурными функциональными пробами у здоровых добровольцев. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2024;23(4):30–38. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2024-23-4-30-38.