Triiodothyronine

Description

La structure chimique de la triiodothyronine est C15 H12 I3 NO4. La thyroïde est le seul tissu qui peut oxyder l’iodure à un état de valence plus élevé qui est essentiel pour l’organisation de l’iodure et la biosynthèse des hormones thyroïdiennes. Ceci est médié par une enzyme appelée peroxydase (thyroperoxydase) et se produit à la surface luminale des cellules folliculaires de la glande thyroïde.

La thyroperoxydase, une protéine tétramérique avec un poids moléculaire de 60 kDa, nécessite du peroxyde d’hydrogène (H2 O2) comme agent oxydant. Le H2 O2 est produit par une enzyme dépendante du nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH) qui ressemble à la cytochrome-c réductase. Les médicaments antithyroïdiens tels que le groupe thiourée inhibent l’oxydation de l’iodure et donc son incorporation ultérieure dans la monoiodotyrosine (MIT) et la diiodotyrosine (DIT). Une fois l’iodation effectuée, l’iode ne quitte pas facilement la thyroïde. La tyrosine libre peut être iodée mais n’est pas incorporée dans les protéines car l’ARNt ne reconnaît pas la tyrosine iodée.

Le couplage de deux molécules de DIT pour former la T4 ou d’une DIT et d’une MIT pour former la T3 se produit à l’intérieur de la molécule de thyroglobuline. Une enzyme de couplage distincte n’a pas été trouvée et, comme il s’agit d’un processus oxydatif, on pense qu’il est médié par la même thyroperoxydase par stimulation de la formation de radicaux libres à partir de l’iodotyrosine. Les hormones thyroïdiennes ainsi formées sont stockées dans la thyroglobuline jusqu’à ce qu’elle soit dégradée et que les hormones soient libérées dans la circulation.

Une enzyme appelée déiodinase élimine l’iodure des molécules inactives de monoiodothyronine et de diiodothyronine dans la thyroïde, ce qui restitue la majeure partie de l’iodure utilisé dans la biosynthèse de la T4 et de la T3. A partir des hormones thyroïdiennes libérées dans le sang, une déiodinase périphérique dans les tissus cibles tels que l’hypophyse, le rein et le foie élimine sélectivement l’iodure de la position 5′ de la T4 pour fabriquer la T3, qui est une molécule beaucoup plus active.

Dans l’organe terminal, la T3 est présente sous les deux formes suivantes :

• Type 1, présente au sein du foie et qui représente 80% de la déiodation de la T4

• Type 2, présente au sein de l’hypophyse

Donc, comme la thyroglobuline, la T4 peut également être considérée comme une prohormone, la différence étant que la T4 a une certaine activité intrinsèque, alors que la T3 est réellement utilisée par l’organe final, et que presque toute l’activité métabolique dépend de l’action de la T3.

L’effet de T3 sur les tissus cibles est environ 4 fois plus important que celui de T4. La T3 ne représente que 20% du total des hormones thyroïdiennes produites par la glande thyroïde, alors que la T4 en représente 80%. Cependant, la concentration de T3 dans le plasma sanguin humain est environ 1/40 de celle de la T4. Ceci est observé en fait en raison de la courte demi-vie de la T3, qui n’est que de 2,5 jours, alors que la demi-vie de la T4 est d’environ 6,5 jours.

Les hormones thyroïdiennes T3 (et T4) sont transportées dans la circulation en se liant principalement à la protéine porteuse de la thyroïde, la thyroxine-binding globulin (TBG). D’autres protéines de liaison telles que les préalbumines et les albumines liant la thyroxine sont également présentes. Plus de 99 % de la T3 dans la circulation est liée à la TBG et à plusieurs autres protéines mineures, tandis que le reste de la T3 existe sous forme d’hormone libre. En d’autres termes, la quantité de triiodothyronine libre est environ 1/1000 de celle de la triiodothyronine totale. Il s’agit d’une mesure de la fraction de la T3 circulante qui existe à l’état libre dans le sang, non liée aux protéines. Elle est importante pour évaluer l’efficacité d’une thérapie de remplacement de la thyroïde, pour exclure une thyrotoxicose à la T3 et pour détecter les anomalies de liaison aux protéines.

Dans les tissus périphériques, les hormones se lient aux récepteurs thyroïdiens dans presque tous les principaux systèmes organiques du corps qui sont concernés par le métabolisme (par exemple, le cœur, le cerveau, le foie, les muscles, la peau). Étant lipophile, la T3 (et la T4) traverse les bicouches phospholipidiques des cellules cibles.

Au niveau cellulaire, la T3 augmente le taux métabolique de base par la production de la Na+/K+ -ATPase et, ainsi, augmente la consommation d’oxygène et d’énergie de l’organisme. La T3 stimule la production d’ARN polymérase I et II et, par conséquent, augmente le taux de synthèse des protéines, ainsi que leur dégradation. Ainsi, lorsque les niveaux de T3 sont augmentés, le taux de dégradation des protéines dépasse le taux de synthèse, ce qui entraîne une perte de poids. Elle augmente le taux de dégradation du glycogène et la synthèse du glucose, ce qui entraîne une néoglucogenèse. Elle stimule également la dégradation du cholestérol et augmente le nombre de récepteurs des lipoprotéines de basse densité (LDL), augmentant ainsi le taux de lipolyse.

Dans les organes cibles (par exemple, le cœur), la T3 augmente la fréquence cardiaque et la force de contraction, augmentant ainsi le débit cardiaque en augmentant les niveaux de récepteurs β-adrénergiques dans le myocarde. Il en résulte une augmentation de la pression artérielle systolique et une diminution de la pression artérielle diastolique. La T3 est essentielle au développement des poumons et du système nerveux chez le fœtus et le nouveau-né, ainsi qu’à sa croissance pendant la petite enfance et l’enfance. Elle est également importante dans le développement du système musculo-squelettique.

Lorsque les niveaux d’hormones thyroïdiennes sont déréglés, les symptômes et les signes d’hyperthyroïdie ou d’hypothyroïdie sont apparents et peuvent se refléter dans les niveaux sanguins de ces hormones, plus particulièrement la TSH, produite et sécrétée par l’hypophyse. En fait, les taux de TSH sont généralement mesurés en première intention pour déterminer le statut de la thyroïde, qu’il soit normal (euthyroïde), en hyperfonctionnement (hyperthyroïde) ou en hypofonctionnement (hypothyroïde), car la production et la libération des hormones thyroïdiennes par la glande thyroïde dépendent de l’axe hypophyse-hypothalamus, qui fonctionne selon le principe de la rétroaction négative.

Cela signifie que, lorsque des quantités normales d’hormones thyroïdiennes sont présentes dans le sang, la libération de la TSH est supprimée ; elle est élevée lorsque les taux d’hormones sont faibles et déprimée lorsque les taux d’hormones sont élevés. La libération de TSH est en outre contrôlée par l’hormone de libération de la thyrotropine (TRH) sécrétée par l’hypothalamus, là encore par rétroaction négative.

Le dysfonctionnement primaire de la thyroïde (c’est-à-dire l’hyperthyroïdie ou l’hypothyroïdie) résulte d’une maladie de la glande thyroïde elle-même, causée soit par une déficience ou une absence d’enzymes de traitement, soit par un processus auto-immun attaquant ces enzymes ou l’architecture cellulaire de la glande. Elle résulte également d’une carence dans l’apport d’hormones thyroïdiennes (par exemple, goitre endémique) ou d’une altération de l’absorption et de la transformation de l’iode due à des médicaments.

L’hyperthyroïdie ou l’hypothyroïdie secondaire résulte d’une maladie et/ou d’un dysfonctionnement de l’hypophyse ou de l’hypothalamus, entraînant une stimulation anormale de la glande thyroïde. Un goitre ou une thyromégalie (c’est-à-dire une augmentation du volume de la glande thyroïde) peut ou non se produire en cas d’hyperthyroïdie ou d’hypothyroïdie. La glande thyroïde ne devient pas plus petite que la normale.

Généralement, on observe une thyromégalie, ou une hypertrophie de la glande, dans la thyroïdite de Hashimoto, due à la stimulation de la TSH causée par l’hypothyroïdie. Cependant, dans la thyroïdite dite d’Ord-Hashimoto, une atrophie de la glande a été décrite. En outre, dans une variante de la maladie de Basedow connue sous le nom de myxœdème primaire ou de thyroïdite atrophique, qui peut être causée par des anticorps bloquant les récepteurs de la TSH, la glande peut rétrécir ou s’atrophier ; cela peut la rendre impalpable à l’examen clinique ou indétectable à l’imagerie, en plus de provoquer une hypothyroïdie sévère.

L’hyperthyroïdie peut résulter d’une augmentation des taux de T3 et de T4, de T3 uniquement (toxicose de T3) ou de T4 uniquement (toxicose de T4). La toxicose de la T3 peut être causée par un nodule toxique et est généralement observée chez les personnes âgées. Chez ces patients, un taux de T4 subnormal, s’il est mesuré isolément, peut donner une impression erronée d’hypothyroïdie. La toxicose de la T4 peut résulter d’une augmentation de l’apport en iode ; dans la toxicose de la T3 ou de la T4, la conversion périphérique de la T4 en T3 n’est pas affectée.

Les symptômes et les signes de l’hyperthyroïdie comprennent l’insomnie, la perte de poids, l’augmentation de la transpiration, la fatigue, les mouvements lâches, l’oligoménorrhée, les tremblements, les palpitations, l’intolérance à la chaleur et/ou à la lumière, l’anxiété, la tachycardie, les changements oculaires, l’infertilité et l’ostéoporose. Toutes ou certaines de ces caractéristiques peuvent être présentes chez le même patient. Chez les personnes âgées, ces changements peuvent passer inaperçus en raison des effets du vieillissement ; on parle alors d' »hyperthyroïdie apathique ». Les symptômes et les signes de l’hypothyroïdie sont le contraire de ceux mentionnés ci-dessus, ainsi que comme le myxœdème, l’épaississement des muqueuses provoquant une voix rauque, des cheveux secs et une perte de cheveux, et un retard psychomoteur.

La méthode la plus courante pour l’estimation de la T3 est le dosage immuno-enzymatique (ELISA). La description détaillée du contenu du kit, les instructions relatives à son utilisation et l’interprétation des résultats sont décrites dans le kit et ne sont pas mentionnées en détail ici.

Le kit ELISA de la T3 humaine, qui utilise un anti-T3 monoclonal et un conjugué T3-peroxydase de raifort (HRP), peut être utilisé pour mesurer de très faibles concentrations de T3 dans de petits volumes de sérum (50 μL par dosage). Le tampon et l’échantillon sont incubés ensemble avec la plaque recouverte d’anticorps anti-T3 pendant une heure, puis lavés. Ensuite, le conjugué T3-HRP dilué est ajouté à chaque puits et incubé. Une fois l’incubation terminée, les puits du kit ELISA T3 sont décantés et lavés 3 fois. Ensuite, les puits sont incubés avec un substrat pour l’enzyme, dont la réaction donne lieu à un complexe de couleur bleue. Dans la dernière étape, la réaction est arrêtée par l’ajout d’une solution d’arrêt, et la couleur de la solution passe alors au jaune.

L’image ci-dessous représente un laveur ELISA.

L’intensité de la couleur est mesurée dans un lecteur de microplaques par spectrophotométrie à 450 nm (voir image ci-dessous). Comme la T3 de l’échantillon entre en compétition avec le conjugué T3-HRP pour les sites de liaison des anticorps anti-T3, l’intensité de la couleur est inversement proportionnelle à la concentration de T3. Au fur et à mesure que la T3 de l’échantillon occupe plus de sites, il reste moins de sites pour fixer le conjugué T3-HRP puisque le nombre de sites est limité.

Des étalons de concentrations connues de T3 sont traités simultanément avec les échantillons en cours de dosage, et une courbe standard qui relie l’intensité de la couleur (densité optique) à la concentration de T3 est tracée. La concentration de T3 inconnue de chaque échantillon est interpolée sur la base de cette courbe.

Indications

Les taux de T3 sont obtenus dans les cas suspects d’hyperthyroïdie, soit parce que le patient présente des symptômes typiques, soit lorsque les taux de TSH sont inférieurs à la normale. Une hyperthyroïdie légère ou subclinique se produit lorsque le taux de TSH est bas mais que les taux de T4 et de T3 sont normaux.

Des signes et symptômes évidents d’hyperthyroïdie existent lorsque la TSH est basse et que les taux de T4 et de T3 sont élevés ou à l’extrémité supérieure de la normale. Des taux normaux ou faibles de T3 ou de T4 accompagnés de taux élevés de TSH suggèrent respectivement une hypothyroïdie légère ou subclinique et une hypothyroïdie manifeste, tandis que des taux normaux à faibles de T3 et de T4 accompagnés d’un taux faible de TSH suggèrent une hypothyroïdie non thyroïdienne et hypophysaire ou secondaire.

Une préparation synthétique de T3 peut être utilisée comme traitement de substitution chez les patients atteints du syndrome de la faible quantité de T3 et d’une cardiomyopathie concomitante.

Considérations

Les facteurs qui interfèrent avec l’estimation de la FT3 comprennent les radio-isotopes récemment administrés, la haute altitude et certains médicaments.

Les médicaments qui provoquent des valeurs élevées ou faussement positives comprennent l’amiodarone, l’aspirine, la carbamazépine, le fénoprofène, la phénytoïne, la ranitidine, la thyroxine et la lévothyroxine.

Les médicaments qui provoquent des valeurs réduites ou faussement négatives comprennent les corticostéroïdes, le méthimazole, le propranolol, la somatostatine et les agents radiographiques.

En plus des médicaments qui affectent l’estimation de la T3 libre, des médicaments tels que les œstrogènes, certains types de pilules contraceptives orales, le clofibrate et les opiacés affectent l’estimation de la T3 totale (et de la T4 totale) en augmentant les valeurs car les protéines de liaison sont augmentées. De même, les taux de T3 (et de T4) totales sont diminués par le lithium, la dopamine, les salicylés, les anticonvulsivants, les androgènes et les corticostéroïdes.

Une modification du statut hormonal, comme dans la grossesse, augmente les taux de T3 totales en l’absence de véritable hyperthyroïdie. Par conséquent, l’estimation de la T3 libre, et non de la T3 totale, est un paramètre fiable pour évaluer le statut thyroïdien. Lorsque les taux d’hormones totales sont mesurés, les médicaments connus pour interférer avec l’estimation doivent être interrompus pendant une semaine ou plus avant le test. Cependant, cela n’est souvent pas souhaitable ; c’est pourquoi les taux d’hormones libres sont généralement demandés de nos jours.

Le test de fixation de la thyroïde (T3 uptake), également appelé T3 resin uptake (T3RU), est utilisé pour calculer la quantité de protéines de fixation des hormones thyroïdiennes dans la circulation à partir des taux de T3 et T4 dans le sérum du patient. Cependant, cette méthode n’est plus pratiquée de nos jours, car les taux d’hormones libres peuvent être mesurés et sont plus utiles pour planifier le traitement.

La T3 inverse (RT3 ou REVT3) est une forme biologiquement inactive de T3 qui se forme en petites quantités lorsque la T4 est convertie en T3. En période de stress ou de maladie aiguë ou chronique grave, les taux de RT3 sont élevés en l’absence d’hyperthyroïdie. Ce phénomène est connu sous le nom de syndrome de maladie euthyroïdienne. Il n’est donc pas conseillé de tester le statut thyroïdien chez les patients malades ou hospitalisés pour d’autres raisons.