03/03/16 (8h-9h)

HORMONOLOGIE – Biosynthèse et mode d'action des hormones thyroïdiennes
03/03/16 (8h-9h)
MACÉ Elodie D1
CR : SAIDI Sonia
Hormonologie – Reproduction
Pr. BARLIER
8 Pages
Biochimie : Biosynthèse et mode d'action des hormones thyroïdiennes
A. Le lieu de synthèse : le follicule
Les hormones thyroïdiennes sont des molécules iodées, leur biosynthèse a lieu à l'extérieur du thyréocyte,
dans le follicule thyroïdien.
C e follicule thyroïdien est formé de cellules folliculaires possédant une membre basale et apicale. Il est
complètement étanche, et de ce fait, la lumière folliculaire est un milieu complètement fermé, et toutes les
interactions entre la lumière folliculaire et les réseaux de capillaires (à l'extérieur des follicules) doivent donc
passer par les thyréocytes.
B. Les hormones thyroïdiennes
Les hormones thyroïdiennes possèdent une même structure organique, la thyronine qui est formée de 2 noyaux
aromatiques lié par un pont ester. Ce qui différencie la T4 et la T3 c'est le nombre d'atomes d'iodes présents sur
chacunes de ces molécules.
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Plan :
A. Le lieu de synthèse : le follicule
B. Les hormones thyroïdiennes
C. Biosynthèse
D. Distribution et métabolisme des hormones thyroïdiennes
E. Mécanismes d'action des hormones thyroïdiennes

HORMONOLOGIE – Biosynthèse et mode d'action des hormones thyroïdiennes
On différencie 3 types d'hormones thyroïdiennes :
–La T4 = thyroxine
–La T3 = triiodothyronine
–Et la reverse T3 (qui est la forme inactive des hormones thyroïdiennes)
T4 et T3 sont synthétisées à partir de la tyrosine, qui elle va se fixer sur la thyroglobuline à l'intérieur du
follicule. Cette synthèse passe de plus par 2 précurseurs :
–Le MIT = mono-iodotyrosine (avec 1 seul atome d'iode)
–Et DIT = di-iodotyrosine (avec 2 atomes d'iode)
2 DIT donnent la T4, et 1 MIT et 1 DIT donne la T3.
C. Biosynthèse
Il y a 4 molécules indispensables à la biosynthèse des hormones thyroïdiennes (qui sont requises sur la
membrane apicale pour iodé les résidus tyrosine de la thyroglobuline) :
–L'iodure (iode ionique),
–La thyroglobuline (TG), dans la lumière folliculaire,
–L'eau oxygénée H202,
–La thyropéroxydase (TPO).
Ces 4 molécules vont être situées au niveau de la membrane apicale de la cellule thyroïdienne. Mais avant la
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biosynthèse proprement dite, la première étape est la capture d'iodure circulant.
Il va falloir faire venir les atomes d'iode jusqu'à la lumière folliculaire. Comme c'est un système étanche, c'est
au travers du thyréocyte que le transport se réalise ; par l'intermédiaire du symporteur Na+/I- (=NIS) qui va
capter 2 Na+ et 1 I- et les faire rentrer dans la cellule, au niveau du pôle basal.
Il existe un gradient électrochimique entre l'extérieur et l'intérieur de la cellule, du aux ions Na+. Il faut qu'en
parallèle du symporteur, il y ai une autre molécule, qui a besoin d'ATP pour agir : Na+/K+ ATPase, qui va
refaire sortir les ions Na+ pour maintenir le gradient, et permettre le transport de l'autre côté.
C'est un mécanisme actif.
→ La clé du transport du I- dans le thyréocyte est le gradient électrochimique de Na+.
La pompe NIS est imparfaitement sélective, car elle permet de faire passer les ions iodure, mais également, et
c'est utiliser en scintigraphie : le perchlorate de pertechnate que l'on va marqué au Tc99 ; qui permet d'avoir
un marquage précis de ce qu'il se passe dans la thyroïde.
Les besoins en iode :
–100 μg / jour chez enfant,
–100 à 150 μg / jour chez adulte,
–100 à 300 μg / jour pendant la grossesse, et l'allaitement.
On s'est aperçu que les femmes étaient souvent insuffisamment couverte pendant la grossesse.
De ce fait, en 1952 on a rajouté de l'iode dans le sel alimentaire pour couvrir les besoins de la population ;
et maintenant on recommande aux femmes enceintes d'en prendre en supplément, afin d'éviter l'hypothyroïdie
qui entraine un crétinisme chez le fœtus (=  !.
La glande thyroïde est le seul organe qui est aussi avide en iode ; c'est pour cela que le traitement par de l'iode
radioactif est possible dans un cancer de la thyroïde.
Une fois capté, au niveau de la membrane apicale, c'est un processus actif qui va permettre de faire sortir l'iode
du thyréocyte vers la lumière thyroïdienne via un canal appelé la pendrine, mais aussi par un transporteur
apical d'iodure AIT (encore mal identifié).
Il existe des pathologies où le gène de la pendrine est muté, notamment le syndrome de Pendred, qui est une
maladie rare entrainant une hypothyroïdie.
L'organification de l'iodese réalise à l'interface entre le pôle apical du thyréocyte et la lumière folliculaire. La
protéine qui accepte les atomes d'iode est la thyroglobuline.
La thyroglobuline est une très volumineuse protéine, synthétisée spécifiquement par les thyréocytes, et
sélectivement sécrétée (et stockée) dans la lumière folliculaire, cette sécrétion se faisant sous le contrôle de la
TSH. La thyroglobuline contient des résidus tyrosine (qui vont pouvoir être iodés) mais également des iodo-
tyronines.
La deuxième molécule indispensable est la thyropéroxydase (TPO) qui est liée à la membrane apicale de la
cellule. Elle possède une longue partie qui est à l'intérieur de la lumière folliculaire, et une partie ancrée dans la
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membrane apicale. C'est une enzyme clé, qui a besoin d'eau oxygénée H2O2 pour fonctionner, qui est produit
par la NADPH oxydase ("#$%#) ancrée dans la membrane apicale du thyréocyte. La TPO ne peut
fonctionner que si elle-même est oxydée, par une molécule d'H2O2.
NADPH + O2 + H+ → NADP+ + H2O2
Cette TPO, comme la thyroglobuline est spécifiquement synthétisée par le thyréocyte, sous le contrôle de la
TSH.
La TPO va oxyder un ion iodure permettant ainsi sa liaison à un résidu tyrosine fixé sur la thyroglobuline. Il y a
énormément de résidus tyrosines sur la thyroglobuline, mais très peu sont utilisés (environ 1/3) dans la synthèse
des hormones thyroïdiennes. Parmis les 25-30 résidus tyrosines (sur 100) qui vont être iodés, seulement une
dizaine vont aller jusqu'à la iodo-thyronine.
La TPO va pouvoir agir :
–Soit elle est capable de fixé un ion iodure sur un résidu tyrosine de la thyroglobuline,
–Soit elle oxyde un couple d'iodo-tyrosine déjà formé pour former une iodo-thyronine.
&'! 
($)*"%+ 
(( ,-*
La thyroglobuline va servir pour la synthèse des hormones thyroïdiennes, mais elle sert également de réserve
d'hormones thyroïdiennes, afin qu'en cas de besoin accru qu'il y ai une réserve suffisante. Ce stock permet
d'assurer une réserve de synthèse pour environ 2 mois de synthèse. Cela montre que les hormones thyroïdiennes
sont essentielles, puisqu'il existe un mécanisme de réserve important.
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Il faut maintenant que la molécule de thyroglobuline (TG) revienne dans le thyréocyte.
Il y a une internalisation des molécules de thyroglobulines dans le thyréocyte, ceci se fait soit par un
mécanisme de macropinocytose (phagocytose), soit par un mécanisme de micropinocytose (endocytose);
réalisé en fonction des besoins périphériques.
Après l'internalisation de cette TG, il y a une hydrolyse de la thyroglobuline dans les lysosomes par des endo
ou exopéroxydases. Cette hydrolyse entraine une libération des hormones T3 et T4 qui vont pouvoir être
sécrétées au niveau du pôle basal.
L'iode est un oligo-élément relativement rare dans la plupart des micro-environnements, il existe donc des
système d'épargne d'iode, il existe donc un système de recyclage. La thyroglobuline contient les précurseurs
MIT et DIT, qui vont être hydrolyser également, mais eux vont être recyclé et repartir dans un nouveau cycle ;
c'est l'iodotyrosine desiodase ou encore appelée déshalogénase.
→ Ainsi ces enzymes vont désiodés les MIT et DIT, pour libérer les ions iodures I- qui vont
repartir dans le cycle.
La sécrétion des hormones T3 et T4 au pôle basal n'est pas un processus passif, mais actif par un transporteur
appelé MCT '.!.
Pathologies :
•Mutation du gène de la TPO :
Responsable de la majorité des hypothyroïdies congénitales avec troubles d'organification de l'iode
'/-!.
•Mutation du Duox2 (NADPH oxydase) :
Responsable aussi d'hypothyroïdies congénitales avec trouble d'organification de l'iode.
•Développement d'anticorps anti-TPO :
Responsable de la maladie d'hypothyroïdie d'Hashimoto. Il y a une destruction progressive de la
glande du fait de la thyroïdite (processus inflammatoire), responsable de l'hypothyroïdie.
D. Distribution et métabolisme des hormones
T3 et T4 sont hydrophobes, et se lient donc à des transporteurs :
–Non spécifique : albumine,
–Spécifiques : TBG '%#0/! fixant environ 60%, et la TBA '%#01!
La très grande majorité des hormones thyroïdiennes sont liées à ces protéines. Mais seule la fraction libre est
active, mais elle est extrêmement minoritaire : 0,01% pour la T4, et 0,1% pour la T3. On peut doser
spécifiquement ces hormones libres '2%2%3!, on ne dose plus maintenant la forme totale.
→ La totalité de la T4 provient de la synthèse thyroïdienne.
→ Par contre, la plus grande partie de la T3 est issue de la conversion périphérique de la T4 en T3 ; en
faite, la T3 possède une production locale, périphérique. On peut considérer que la T4 est une pro-hormone,
puisque c'est la T3 qui est biologiquement active.
Cette désiodation '%3-%!, est réalisée par les désiodases, qui sont des sélénoprotéines qui
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