La glande thyroïde, située dans la partie antérieure du cou, juste au-dessous du cartilage cricoïde, se compose de 2 lobes reliés par un isthme. Les cellules folliculaires de la glande produisent les 2 principales hormones thyroïdiennes:
Tétraiodothyronine (thyroxine, T4)
Triiodothyronine (T3)
Ces hormones agissent sur les cellules dans presque tous les tissus du corps en se liant à des récepteurs nucléaires et en modifiant l'expression d'un large éventail de produits de gènes. Les hormones thyroïdiennes sont nécessaires au développement cérébral et tissulaire normal chez le fœtus et le nouveau-né, et, quel que soit l'âge, elles régulent le métabolisme protéique, glucidique et lipidique.
La T3 est la forme qui se lie le plus activement au récepteur nucléaire; la T4 n'a qu'une activité hormonale minime. Cependant, la T4 a une durée de vie plus longue et peut être convertie en T3 (dans la plupart des tissus) et sert ainsi de réservoir ou de prohormone pour la T3. Une 3e forme d'hormone thyroïdienne, la reverse T3 (rT3), n'a pas d'activité métabolique; les taux de rT3 sont augmentés dans certaines pathologies.
En outre, les cellules parafolliculaires (cellules C) sécrètent la calcitonine, une hormone libérée en réponse à une hypercalcémie et qui diminue les taux sériques de calcium (voir Régulation du métabolisme du calcium Régulation du métabolisme du calcium Le calcium est nécessaire au fonctionnement de la contraction musculaire, de la conduction nerveuse, de la production hormonale et de la coagulation du sang. En outre, une calcémie appropriée... en apprendre davantage ).
Synthèse et libération des hormones thyroïdiennes
La synthèse des hormones thyroïdiennes nécessite de l'iode (voir figure Synthèse des hormones thyroïdiennes Synthèse des hormones thyroïdiennes 
). L'iode, ingéré dans les aliments et l'eau sous forme d'iodure, est activement concentré par la thyroïde et converti en iode organique (organification) dans les cellules folliculaires par la peroxydase thyroïdienne. Les cellules folliculaires entourent un espace rempli de colloïde (follicule), qui se compose de thyroglobuline, une glycoprotéine contenant de la tyrosine. La tyrosine au contact de la membrane des cellules folliculaires est iodée sur 1 (mono-iodotyrosine) ou 2 (di-iodotyrosine) sites et ensuite couplée afin de produire les 2 formes de l'hormone thyroïdienne.
Diiodotyrosine + diiodotyrosine → T4
Diiodotyrosine + monoïodotyrosine → T3
Synthèse des hormones thyroïdiennes
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T3 et T4 restent incorporées dans la thyroglobuline au sein du follicule jusqu'à ce que les cellules folliculaires captent la thyroglobuline sous la forme de gouttelettes de colloïde. Une fois à l'intérieur des cellules folliculaires thyroïdiennes, la T3 et la T4 sont libérées de la thyroglobuline.
La T3 et la T4 libres sont ensuite libérées dans la circulation sanguine, où elles sont liées à des protéines sériques de transport. La protéine de transport primaire est la globuline liant la thyroxine (thyroxine-binding globulin, TBG), qui a une grande affinité mais une faible capacité de transport de T3 et de T4. La TBG transporte habituellement environ 75% des hormones thyroïdiennes liées.
Les autres protéines de liaison sont
La préalbumine liant la thyroxine (transthyrétine), qui a une grande affinité mais une faible capacité pour la T4
L'albumine, qui a une faible affinité mais une capacité élevée pour T3 et T4
Environ 0,3% de la T3 sérique totale et 0,03% de la T4 sérique totale sont libres et en équilibre avec les formes liées. Seules les formes libres de T3 et de T4 peuvent agir sur les tissus périphériques.
Toutes les réactions nécessaires à la formation et à la libération de T3 et de T4 sont contrôlées par la TSH sécrétée par les cellules hypophysaires thyréotropes. La sécrétion de TSH est régulée par un mécanisme de rétrocontrôle négatif dans l'hypophyse: des taux élevés de T4 et de T3 libres inhibent la synthèse et la sécrétion de TSH, alors que des taux réduits l'augmentent. La sécrétion de TSH est également influencée par la thyrotropin-releasing hormone (TRH), qui est synthétisée dans l'hypothalamus. Les mécanismes précis régulant la synthèse et la libération de TRH ne sont pas clairs, même si le rétrocontrôle négatif des hormones thyroïdiennes sur la synthèse de TRH est bien établi.
La majorité de la T3 circulante est produite en dehors de la thyroïde par désiodation de T4. Seulement 1/5 de la T3 circulante est sécrété directement par la thyroïde.
Bilan biologique de la fonction thyroïdienne
Mesure de la TSH (Thyroid-Stimulating Hormone)
La mesure de la TSH est le meilleur moyen de déterminer le dysfonctionnement thyroïdien (voir tableau Résultats des tests des fonctions thyroïdiennes dans diverses situations cliniques Résultats des tests des fonctions thyroïdiennes dans diverses situations cliniques 
). Des résultats normaux permettent d'exclure une hyperthyroïdie Hyperthyroïdie L'hyperthyroïdie est caractérisée par un hypermétabolisme et une élévation des concentrations sériques d'hormones thyroïdiennes libres. Les symptômes comprennent des palpitations, une fatigue... en apprendre davantage 
ou une hypothyroïdie Hypothyroïdie L'hypothyroïdie est un déficit en hormones thyroïdiennes. Les symptômes comprennent une intolérance au froid, une fatigue et une prise de poids. Les signes peuvent comprendre un aspect typique... en apprendre davantage 
, sauf dans les cas d'hypothyroïdie centrale par pathologie de l'hypothalamus ou de l'hypophyse ou chez les rares patients présentant une résistance hypophysaire aux hormones thyroïdiennes. La TSH sérique peut être faussement basse chez les personnes très malades, en particulier chez les patients recevant des glucocorticoïdes ou de la dopamine (voir Syndrome de basse T3 Syndrome de basse T3 Le syndrome de basse T3 est une maladie dans laquelle les taux sériques d'hormones thyroïdiennes sont bas chez les patients qui ont une maladie systémique non thyroïdienne mais qui sont en fait... en apprendre davantage ).
Les modifications du taux sérique de TSH en présence de taux sériques normaux de T4, de T4 libre, de T3 sérique et de T3 libre définissent les syndromes d' hyperthyroïdie infraclinique Prise en charge de l'hyperthyroïdie infraclinique L'hyperthyroïdie est caractérisée par un hypermétabolisme et une élévation des concentrations sériques d'hormones thyroïdiennes libres. Les symptômes comprennent des palpitations, une fatigue... en apprendre davantage (taux de TSH sérique bas) et d' hypothyroïdie infraclinique Hypothyroïdie infraclinique L'hypothyroïdie est un déficit en hormones thyroïdiennes. Les symptômes comprennent une intolérance au froid, une fatigue et une prise de poids. Les signes peuvent comprendre un aspect typique... en apprendre davantage (TSH sérique élevée).
Mesure de la thyroxine (T4)
La concentration de la T4 sérique totale est une mesure de l'hormone liée et libre. Des modifications des taux des protéines sériques de liaison des hormones thyroïdiennes produisent des modifications des taux de T4 totale, même si les concentrations de T4 libre, physiologiquement active, sont inchangées. Ainsi, un patient peut être physiologiquement normal, mais avoir un taux de T4 sérique totale anormal. La T4 libre sérique peut être mesurée directement, pour éviter les pièges de l'interprétation du taux de T4 totale.
L'index de T4 libre est une valeur calculée qui corrige la T4 totale en prenant en compte les effets de la variation des quantités de protéines sériques de transport des hormones thyroïdiennes et donne ainsi une estimation de la T4 libre lorsque la T4 totale est mesurée. Le thyroid hormone-binding ratio ou le T4 resin uptake (indice de captation par une résine) permet d'estimer la liaison à la protéine de transport. L'index de T4 libre est facilement accessible et équivalent à la mesure directe de la T4.
Mesure de la triiodothyronine (T3)
On peut également mesurer la T3 et la T3 libre sérique totale. Comme la T3 est étroitement liée à la TBG (bien que 10 fois moins que la T4), la T3 sérique totale est influencée par des modifications du taux de TBG sérique et par des médicaments qui affectent sa liaison à la TBG. Les concentrations de T3 libre sérique sont mesurées par les mêmes méthodes directes et indirectes (index de T3 libre) que celles décrites pour la T4 et qui sont principalement utilisées pour évaluer une thyrotoxicose.
Thyroxine binding globulin (TBG)
Le taux de TBG peut être mesuré. Il est augmenté pendant la grossesse, en cas de traitement œstrogénique ou œstro progestatif contraceptif et à la phase aiguë d'une hépatite infectieuse Revue générale de l'hépatite virale aiguë L'hépatite virale aiguë est une inflammation diffuse du foie engendrée par des virus hépatotropes spécifiques qui ont des caractéristiques épidémiologiques et des modes de transmission divers... en apprendre davantage . La TBG (thyroxine-binding globulin) peut également être augmentée par une mutation liée à l'X du gène codant pour la TBG. Il est le plus souvent diminué par des maladies qui réduisent la synthèse des protéines hépatiques, la prise de stéroïdes anabolisants, le syndrome néphrotique et l'utilisation excessive de corticostéroïdes. De fortes doses de certains médicaments, tels que la phénylhydantoïne et l'aspirine et leurs dérivés, déplacent la T4 de ses sites de liaison sur la TBG, ce qui abaisse faussement les concentrations de T4 sérique totale.
Auto-anticorps contre la peroxydase thyroïdienne
Des auto-anticorps antiperoxydase thyroïdienne sont présents chez presque tous les patients atteints de thyroïdite d'Hashimoto Thyroïdite d'Hashimoto La thyroïdite d'Hashimoto est une inflammation chronique auto-immune de la thyroïde avec infiltration lymphocytaire. L'examen retrouve une hypertrophie non douloureuse de la thyroïde et des... en apprendre davantage (certains ont aussi des auto-anticorps antithyroglobuline) et chez la plupart des patients atteints de la maladie de Graves-Basedow. Ces auto-anticorps sont des marqueurs de maladie auto-immune, mais ne sont probablement pas à l'origine de la maladie. Cependant, un auto-anticorps dirigé contre le récepteur de TSH exprimé par la cellule folliculaire de la thyroïde est responsable de l'hyperthyroïdie dans la maladie de Graves-Basedow. Des anticorps dirigés contre la T4 et la T3 peuvent être détectés chez des patients atteints de maladie thyroïdienne auto-immune et peuvent modifier la mesure des taux de T4 et de T3, mais sont rarement cliniquement significatifs.
Thyroglobuline
La thyroïde est la seule source de thyroglobuline, laquelle est détectable dans le sérum des personnes en bonne santé alors qu'elle est habituellement élevée en cas de goitre non toxique ou toxique. La principale utilisation de la mesure de la thyroglobuline sérique est l'évaluation des patients après une thyroïdectomie totale ou subtotale (avec ou sans ablation par l'iode 131) pour cancer différencié de la thyroïde. Des valeurs normales ou élevées de thyroglobuline sérique suggèrent la présence de tissu thyroïdien résiduel, normal ou cancéreux chez les patients recevant des doses de lévothyroxine freinatrices de la TSH ou après arrêt de la lévothyroxine. Cependant, les anticorps antithyroglobuline peuvent perturber la mesure de la thyroglobuline.
Dépistage du dysfonctionnement thyroïdien
Le dépistage de la maladie thyroïdienne est recommandé chez tous les nouveau-nés afin de détecter une hypothyroïdie congénitale Hypothyroïdie congénitale L'hypothyroïdie est un déficit en hormones thyroïdiennes. Les symptômes chez les nourrissons comprennent une prise alimentaire insuffisante et un retard de croissance; les symptômes chez l'enfant... en apprendre davantage , qui peut altérer le développement normal si elle n'est pas traitée.
Le dépistage systématique des adultes asymptomatiques dont les femmes enceintes sans facteurs de risque connus de maladie thyroïdienne n'est pas recommandé en raison de preuves insuffisantes d'un bénéfice. Chez les patients présentant des facteurs de risque, la TSH sérique doit être mesurée et est le meilleur test pour dépister l'hyper- et l'hypothyroïdie.
En raison de la prévalence accrue des hypothyroïdies infracliniques Hypothyroïdie infraclinique L'hypothyroïdie est un déficit en hormones thyroïdiennes. Les symptômes comprennent une intolérance au froid, une fatigue et une prise de poids. Les signes peuvent comprendre un aspect typique... en apprendre davantage chez les personnes âgées, certains experts recommandent un dépistage annuel chez les sujets de > 70 ans, bien qu'on ne sache pas vraiment si le traitement des personnes âgées chez qui on a détecté une hypothyroïdie infraclinique apporte un quelconque bénéfice.
Captation et imagerie à l'iode radioactif
La captation de l'iode radioactif peut être évaluée. Une faible quantité d’iode radioactif est administrée par voie orale ou IV; une caméra détecte alors la quantité d'iode radioactif absorbé par la thyroïde. L'isotope radioactif préféré est l'iode-123, qui expose le patient à un rayonnement minimal (beaucoup moins que l'iode-131). La captation par la thyroïde de l'iode 123 varie largement en fonction de l'ingestion d'iode et est faible chez les patients exposés à un excès d'iode.
Le test est utile dans le diagnostic différentiel de l'hyperthyroïdie Diagnostic L'hyperthyroïdie est caractérisée par un hypermétabolisme et une élévation des concentrations sériques d'hormones thyroïdiennes libres. Les symptômes comprennent des palpitations, une fatigue... en apprendre davantage (absorption élevée dans la maladie de Graves-Basedow, absorption faible dans la thyroïdite). Il peut également faciliter le calcul de la dose d'iode 131 nécessaire au traitement de l'hyperthyroïdie.
Une imagerie par caméra à scintillation peut être effectuée après l'administration d'un radio-isotope (iode radioactif ou pertechnétate au technétium 99m) pour obtenir une représentation graphique de la captation de l'isotope. Des foyers de captation élevée (chauds) ou diminuée (froids) permettent de distinguer les zones de possible cancer (un cancer de la thyroïde est retrouvé dans < 1% des nodules chauds et dans 10 à 20% des nodules froids).
