このように、ミトコンドリアは単なるATP製造装置ではありません。細胞内のエネルギー状態や酸化還元状態、カルシウム濃度、代謝産物などを感知し、それらの情報を核へ伝えることで、遺伝子発現、細胞の増殖や分化、炎症、ストレス応答、細胞死などを調節しています。その意味で、ミトコンドリアは細胞内のエネルギー代謝と情報伝達を統合する中枢といえます。
しかし、ミトコンドリアの活動は細胞内だけで決まるわけではありません。栄養状態、体温、活動量、ストレス、睡眠、神経系や各種ホルモンからの情報を受けながら、その働きを変化させています。この全身的なエネルギー代謝の調節において、中心的な役割を担うものの一つが視床下部―下垂体―甲状腺系と甲状腺ホルモンです。
視床下部から分泌されたTRH（甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン）は下垂体を刺激し、下垂体からTSH（甲状腺刺激ホルモン）を分泌させます。TSHは甲状腺に作用し、主としてT4（サイロキシン）と少量のT3（トリヨードサイロニン）を分泌させます。実際に強い生物学的作用を示すのは主にT3であり、T4の多くは肝臓、腎臓、脳、骨格筋、褐色脂肪組織などで、脱ヨード酵素反応によってT3へ変換されます。したがって、甲状腺ホルモンの作用は血中濃度だけでなく、細胞への輸送、T4からT3への変換、不活化、受容体の量などによって、各組織で局所的に調節されています[174-177]。細胞内で活性化されたT3は、主として核内の甲状腺ホルモン受容体に結合し、ミトコンドリア関連遺伝子の発現を変化させます。特にPGC-1α、NRF-1・NRF-2、TFAMなどの転写調節系を介して、ミトコンドリアDNAの複製や転写、電子伝達系を構成するタンパク質の産生を促し、ミトコンドリアの新生、酸素消費、酸化的リン酸化、基質の酸化能力を調節します[178-181]。
また、甲状腺ホルモンはミトコンドリアを増やすだけでなく、損傷したミトコンドリアを選択的に除去する「マイトファジー（オートファジーの一形態）」にも関与しています[182-185]。すなわち、新しいミトコンドリアを作ることと、傷んだミトコンドリアを除去することを連動させ、細胞内ミトコンドリア集団の量と質を維持しているのです。
一方、甲状腺ホルモンの働きはATP産生を単純に増加させることだけではありません。電子伝達系や酸化的リン酸化を活性化すると同時に、ATP消費やミトコンドリアの脱共役を促し、エネルギーの一部を熱として放散させます。つまり、栄養素の酸化、酸素消費、ATP産生、ATP消費、熱産生の配分を、身体の需要に応じて調節しているのです[185-187]。
甲状腺機能が低下すると、身体全体のミトコンドリアの糖のエネルギー代謝が低下してしまい、必要な速度でエネルギーを全身に供給しにくくなってしまいます。反対に、甲状腺機能が過剰になると、酸素消費や熱産生、活性酸素産生、組織の異化が過度に亢進するとされています。しかし、当院ではこの甲状腺機能が亢進することによって起こってくる（とされている）代謝変化などは、実際には甲状腺が障害され、甲状腺機能がむしろ低下していることによって起こっていることではないかと考えています。したがって、当院では甲状腺ホルモン系は、ミトコンドリアの活動を維持するために必要な、全身のエネルギー代謝における上位制御系として理解するべきであると考えており、「甲状腺機能低下」が、アトピーを含めた多くの慢性疾患においても大きな問題であると捉えています。
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