Physiologie de la glandethyroide Physiologiede la glandethyroide Objectifsdu cours : Connaîtreles différentesétapes de la synthèsedes hormonesthyroTdiennes et les conditionsnécessaires à leur bon déroulement{apportsen iode,activitésenzymatiques, etc.) Connaîtreles différents mécanismesimpliquésdans la régulation de la fonction ' thyroïdienne et leur importancerelative. connaîtrelesdifférentsniveauxd'actionde la TSHsur rathyroÏde Connaîtreles mécanismesd'action des.hormonesthyroÏdienneset leurs principaux effets biologiquessur la croissance, les métabolismes, et les principalesfonctionsde (cardiaque,musculaire, I'organisme neurologiq ue, digestive). PageI sur8 Physiologie de la glandethyroïde Introductionr Leshormonesthyroïdiennes sont des polypeptides iodésqui ciblentl'activitéde presque tous les tissuset contrôlentla synthèsedes protéineset le métabolismeénergétique.Leur synthèsedépendde façon critiquede I'apportexogèneen iode. L'existence de mécanismes particuliers glande permet de synthèseet de stockage thyroïdede répondreaux besoins à la quotidiens métaboliques et accruset à desinsuffisances temporairesd'apportd'iode. L Basesanâtomo-histologiques : La thyroïdeest une glandeendocrinesituéedansla régioncervicale médianebasse, forméede deuxlobesreliésparun isthme,pesantentre15et 30 g, Elleest organiséeen folliculesd'un diamètremoyende I'ordrede 200 micromètres.Les folliculessont formés par un épithéliumsimple de thyréocytesdélimitant une cavité l'espacefolliculaire- contenantla substancecolloïde.Lesthyréocytes,responsables de la plusde 99 % descellulesde la glande. synthèsedeshormonesthyroidiennes, représentent LathyroÏdecompûrtedescellulesclairesou parafolliculaires responsables de la synthèse d ' u n eh o r m o n eh y p o c a l c é m i a n tl ea ,t h y r o c a l c i t o n i n e . ll. Biosynthèsedes hormonesthyroidiennes: 2.L. Apport d'iode: L'organisme ne possèdepas de réserved'iode. L'iodealimentairese trouve sousforme q u i s et r a n s f o r m ee n i o d u r e( i o d em i n é r a l d) i r e c t e m e nat s s i m i l éaeu n i v e a u d ' i o d eo r g a n i q u e de l'estomac.L'apportjournaliendoit être de L50 à 200 pg/j. l-'iodeest retrouvédansl'eau de boisson,les poissons,les crustacéset les laitagesmais surtout dans le sel iodé. L'iode peut égalementêtre récupéréà partir des mécanisrnes de désiodationpériphérique et intraL'élirnination thyroidienne. de l'iodesefait dansles urineset le lait maternel. Captationdes iodures par le thyréocytes: Ellese fait activementet de manièresaturablegrâceà la pompeà ioduresituéeau niveau du pôle basalqui est en contactavecles capillaires sanguins.Cettepompe est appeléeNIS (symport ltta./l-).Dans les conditionsd'apport normal en lode, cette pompe établit un gradientde concentration de 20 à 40. Cegradientpeut être multipliépar 20 quandla glande 2.2. est stimuléepar la TSH.Cette pompe peut être inhibéepar le brome Br, les ions sulfocyanuresSCN-et lesionsperchlorates ClO4. 2.3. Formationde la thyroglobuline: Lathyroglobuline est le constituantmajeurde la glandethyroïde.C'estune glycoprotéine dont le poids moléculaireest de 660 KDa,Elle est formée de 2 chainespcllypeptidiques (PM330 KDachacune).L'iodese fixe sur les résidustyrosyls. Page2 sur 8 Physiologie de la glandethyroïde a lieu dansl'appareilde Golgi. 5a glycosylation Sasynthèsese fait dansles polyribosomes. Elle est ensuitetransféréedans des vésiculeset libérée au niveau du pôle apical par exocytose. 2.4. Oxydationdes iodureset iodation de la thyroglobuline: Une fois captéepar les thyréocytes,l'iodureest oxydéen lz (iode organique)grâceà la thyropéroxydase en présencede l'H2O2{eau oxygénée}.L'iode sera fixé sur les radicaux tyrosylsde la thyroglobulinedu colloïde.Ceciaboutità la formationdu mono-iodo-tyrosine DlT. La TSH accélèrela MlT. l-a fixation d'un autre atome d'12donne le di-iodo-tyrosine de vitessed'organification de I'iode.L'iodationpeut être bloquéepar les anti-thyroïdiens synthèsecommele propylthiouracile et le carbimazole. 2.5. Couplagedes radicauxiodotyrosines: Les moléculesde thyroglobulineiodotirosyléecontenuesdans le colloide entrent en qui catalysele couplagedesrésidusiodotirosines. contactavecla thyroperoxydase - MIT+ DIT= T3 : tri-iodothyronine. - DIT+ DIT= T4 : tétra-iodothyronine ou thyroxine. Le stockagedes hormonesthyroïdiennesse fait dans la cavitécolloïde.Cette dernière constitueune réservethyroïdienneen hormonespour environ2 mois,permettantde pallier auxvariationsdesapports. Stockageet sécrétiondes horrnonesthyroidiennes: La thyroglobulineiodée constituela forme de réservedes hormonesdans le colloide. par l'apexdes cellulespar endocytose. Les Aprèsstimulationpar la TSH,elle est phagocytée 2.6, pour donnerles phagosomes. Cesdernièresvont vésicules vont fusionneravecles lysosomes hydrolyserla thyroglobulineiodée qt aboutir à la libérationdes MlT, DlT, T3 et Ta Qui diffusentdansla circulation. Désiodationdes MIT et des DtTet reeyclagede l'iodure : L'iodeest capté déshydrogénase. LesMIT et les DITsont désiodésgrâceà I'iodotyrosine activementpar une pompeet rejr:intles ioduresnouvellementabsorbées. 2.7. Les thyroglobulinescontiennentsuffisammentde T3 et de Ta pour assurerun état sansnouvellesynthèsed'hormonespendantenviron2 mois. euthyroïdien lll. Transportdes hormonesthyroidiennes: Les hormonesthyroïdiennessont transportéesde la glande au tissu en associatiort réversibleavec des protéinesplasmatiques:thyroxinebinding globulin (TBP),préalbumine au tronsthyrétine(TTR)et albumine.Cetteforme constitueun réservoircirculantet tampon qui maintientle taux d'hormonestlryroïdiennes stabledansle sang.Seulela forme libre de p é n è t r ed a n sl a c e l l u l e . I'hormone Page3 sur8 Physiologie de la glandethyroïde lV. Mode d'action: LaT3est 10 fois plus activeque la Taet se lie plusfacilementaux récepteurs.La plupart destissuspériphériques sont dotéesdesenzymesnécessaires à la conversiondu Taen T3. Étantliposolubles, les hormonesthyroÏdiennes diffusentdairsla cellulecibleet se lie à un récepteurintranucléaire. Cetteinteractiondéclenchela transcriptionde I'ADNen ARNmqui est traduit dans les ribosomescytoplasmiques et produit des protéinesspécifiques. ll peut qui s'agird'enzymes favorisentl'activitémétabolique,de protéinesstructuralesou bien de protéinesqui serontlibéréespar la cellulecible. V. Métabolisnneet excrétiondes hormonesthyroïdiennes: Lademi-viede T3dansle sangest de 2 jours.Cellede Taest de 6 à 7 jours. Leshormonesthyroïdiennes disposentde 3 voiesmétaboliques : - G l u c u r o c o n j u g a i shoénp a t i q u e s u i v i ed e l ' é l i r n i n a t i odna n sl a b i l e . - Décarboxylation et désamination donnantun métabolite. - Désiodation donnantsoit la T3 activesoit la rT3inactive. Vl. Effet biologiquedes hormonesthyroiTiennes: 6.1. Effetssur la croissanceet le développement: Leshormonesthyroïdiennes sont indispensables à la croissance et au développement, en particulierpour le systèmenerveuxcentralet pour l'os. 6.1.1, Croissance et développementdu systèmenerveuxcentral : Sur le systèmenerveuxcentral,leur rôle est primordialen particulierdurantles premiers mois de vie. Ëlle participe aux mécanismesde maturation et de mise en place des connexionsneunonaleainsi qu'à la myélinisation.Une carence durant cette période s'accompagne d'un retard mental pouvantêtre sévère(crétinisme). Après l'âge de 2 ans, l'hypothyroidie n'a que peu d'effetssur le développement intellectuel.L'excèsd'hormones thyroïdiennes est égalementdélétère,la différenciation étant accéléréeau détrimentde la proliférationneuronale. ChezI'adulte,les hormonesthyroïdiennesparticipentégalementau fonctionnementdu systèmenerveuxcentral,hypothyroïdiepouvants'accompagner d'un ralentissement et de somnolence, I'hyperthyroïdie par une excitabilité étant caractérisée et une irritabilité. 6.t.2. Croissanceet développementdu squelette: Pendantla période fætale, les hormonesthyroïdiennesne sont pas nécessaires à la croissance maisà la différenciation et à la maturationosseuse, leur absences'accompagnant d'un retardd'apparitiondescentresd'ossification épiphysaires. Durantla périodepostnatale,les hormonesthyroïdiennes deviennentindispensables à la croissanceet continuentde contrôler la rnaturationet la différenciationosseuses.Elles Page4 sur I Physiologie de la glandethyroide agissenten synergie avec I'hormone de croissance(GH). Cette dernière favorise la chondrogénèseet la croissancedu cartilage,tandis que les hormones thyroïdiennes permettent la maturation et une ossificationdu cartilage.En outre, elles favorisentla sécrétionde GH. L'hypothyroidie durantl'enfanceaboutità un nanismedvsharmonieux. Chez I'adulte, les hormones thyroïdiennessont également impliquées dans les phénomènesd'ostéosynthèse et de résorptionosseuse.L'hyperthyroldie s'accompagnant doncd'un risqued'ostéoporose. 6.2. Effetsmétaboliques: 6"2.1. Métabolismebasal: Les hormonesthyroïdiennesaugmententla thermogenèseobligatoireet la VO2.Elles activentla pompe Nan/K*ATPaseconsomrnatrice d'énergieet productricede chaleur.Ainsi, I'hypothyroidie peut s'accompagner de frilositétandisque I'hyperthyroïdie est caractérisée par unethermophobie.Lesétatsinfectieuxdiminuentla conversiondu Taen T3. 6.2.2. Métabolismeglucidique: A dosephysiologique, ellespotentialisent l'actionhyperglycémiante de I'adrénaline et les effetsde l'insulinesur la synthèsedu glycogèneet sur l'utilisationdu glucose.A forte dose, elles augmententI'absorptionintestinaledu glucoseet la glycogénolyse. Les hormones thyroidiennesinhibent l'action de l'insulineen accélérantsa dégnadation.Cette action pourraitexpliquerla moindresensibilitéà l'insulineexogèneadministréedurant le diabète de type L et l'aggravationde ce diabète quand il coexiste avec une thyrotoxicose {complication de l'hyperthyroidie).Le phénomène inverse est observé lors de l'hypothyroTdie. 6.2.9. Métabolismelipidique: Théoriquement, les hormonesthyroïdiennes stimulentle rnétabolisme lipidique,c'est-àdire la synthèsedes lipides,leur mobilisationet leur catabolisme. Enfait, c'estd'avantagela dégradationque la synthèsequi est favorisée"En effet, l'excèsd'hormonesthyroidiennes provoqueune diminutiondes réserveslipidiqueset des taux plasmatiques de triglycérides, phospholipides et cholestérol. Au final,ellesexercentun effet hypocholestérolémiant. Aussi, devant toute hypercholestérolémie, il convient de rechercher des signes d'hypothyroïdie. 6.2.4. Métabolismeprotéique : Leshormonesthyroïdiennes augmententla synthèseprotéique,ce quijoue un rôle dans leur action thermodynamique.A faible dose, il y a un ralentissementde la synthèse protéiqueet un retard du catabolismeprotéique.A forte dose, il y a augmentationdu Page5 sur8 Physiologie de la glandethyroïde .,. . ' catabolismedes protides par augmentationde la synthèsed'enzymesprotéolytiques: amaigrissementet augmentationde I'excrétionurinaire azotée. De ce fait, chez un organismeen pleinecroissance, l'hypothyroïdie entraineun retard de croissance alorsque I'hyperthyroïdieinduit un arrêt de cette dernière, 6.2.5. Métabolismehydrominéral: Les hormonesthyroïdiennesaugmententla filtration glomérulaireet le débit sanguin rénal. L'hypothyroïdie diminue la diurèseet l ' é l i m i n a t i o n r é n a l ed e N a * e t s ' a c c o m p a g n e ainsd i 'ædème. Leshormonesthyroïdiennes participentà la régulationdu nnétabolisme phosphocalcique. En cas d'hyperthyroïdie,le bilan phosphocalcique est négatif par augmentationde I'excrétionurinairedu phosphoreet du calciumpouvantcanduireà une raréfactionosseuse et à desfracturespathologiques. 6.3. Effetstissulaires: Parleur actionubiquitaire,les horrnonesthyroidiennes sont impliquéesdansla régulation de très nombreuses fonctionstissulaires dont quelquesexemplessont donnésici : - Au niveau cdrdioque,leshormonesthyroïdiennesexercentun effet chronotropepositif et inotropepositif.L'hypothyroïdien est bradycarde tandis que le l'hyperthyroidien est tachycarde. - Au niveau cutané; l'hypothyroïdieentraine la diminution de la dégradationdes glycosaminoglycanes (en particuliermucine),ce qui conduit à la formationde dépôts dansdiverstissl.rs et donne à la peauune consistance flasque.De plus,la peauest sèche e n r a i s o nd ' u n ed i m i n u t i o nd e l a s é c r é t i o d n e sg l a n d e s u d o r i p a r eest s é b a c é e s . - Au niveau musculoire, les horrnonesthyroïdiennescontrôlent la contraction et le métabolismede la créatine.L'hypothyroïdie s'accompagned'une augmentationdu volume des muscles squelettiques (infiltrés par des substances mucoides). L'hyperthyroïdie s'accompagne d'une hyperexcitabilité musculaire et d'une amyotrophiedanslesformessévères. - Sur le type digestif,les hormonesthyroîdiennesfavorisentle transit. Vll. Régulationde la fonction thyroïdienne: 7.L. Systèmehypothalamo-hypophysaire : La régulationde la fonctionthyroïdienneest sousla dépendancede I'hypothalamus et de l'hypophyse. Le premiersecrètela TRH{thyrotropinrelisinghormon)qui activela sécrétion par I'hypophysede la TSH (thyrotropinstimulatinghormon) qui elle-mêmestimule la synthèseet la libérationde T3et Ta par la thyroide.Par effet rétroactif,Ts et T+inhibentà la productionde TSH.La TSHrégit tous les processus qui conduisentde l'iode aux hormones thyroidiennes: - Favorise la captationde I'iodepar le thyréocyte. Page5 sur8 Physiologie de la glandethyroïde - Stimulel'iodationde la thyroglobuline ; Endocytose, hydrolysede la thyroglobuline et sécrétiondeshormonesthyroidiennes. - Synthèses de la thyroglobuline, de la pompeà iodureet de la thyroperoxydase. LaTSHagit égalementcommeun facteurde croissance pour la thyroïde.5a sécrétionest soumiseà deuxrythmes: - un rythme nycthéméralqui comporteun maximumvers 23 heureset un minimumvers lL heures - u n r y t h m ec i r c a n n u ecla r a c t é r i spéa r u n m a x i m u mp r i n t a n i eer t u n m i n i m u ma u t o m n a l . 7.2. Autorégulationthyroidienne: - EffetWolf Chaikoff: L'iodeintervientà forte dosecomme inhibiteurde la synthèsedes - hormones thyroïdiennes. La thyroïde ernpêche ainsi la formation importante d'hormonesthyroïdiennes et met le sujetà I'abrid'unehyperthyroïdie secondaire. Une plus grandesensibilitédes thyréocytesà I'actionde la TSHen cas de carenceen iode. - Enfin,Ia captationd'iode est d'autant plus forte et plus prolongéeque la glandeest pauvreen iode et inversement 7.3, L'état nutritionnel : L'étatnutritionnelconditionnele niveaude désiodationpériphérique. Encasde jeûne,de dénutrition ou d'hypercatabolisme,I'iodotyrosinedéshydrogénaseest inhibée avec diminutiondestaux sanguinsde T3 et augmentation de ceuxde T3 reverse. Vlll. Exploration: 8.1. - - Explorationstatique : Analysedeseffetspériphériques r Métabolismede base: 1 dansies hyperthyroïdies et $ dansles hypothyroidies r plasmatique: 1 dansteshypothyroidies Cholestérol et J dansles hyperthyroidies r Réflexogramme achilléen:temps raccourcidansl'hyperthyroTdie et inversement Dosages hormonaux e Dosagêde la TSH(TSHus): 0,4 à a mUl/l c Dosagede T3 (L à 3 rne/l) et T4 {70 à 140 me/l) o - Dosagedesformes libres(ff3, fI4) Détermination des anticorpsantithyroïdiens : anti-thyroperoxydase, anti-thyroglobuline et anti récepteurde la TSH. 8.2. Testdynamique: 8.2.1. Testde freinageà la T3 : Page7 sur8 Physiologie de la glandethyroïde ll mesure la fixation thyroidienne d'iode radioactif avant et au 3èmejour de l'administration de T3. Elleest normalementdiminuéede moitié en fin d'épreuve,sauf en casd'hyperthyroïdie. 8,2,2. Test au TRH : ll permetde préciserle niveaupériphérique ou centrald'une hypothyroidieet apprécieIa , réactivitéthyréotrope antéhypophysaire. ll consisteen l'injectionde 200 pg de TRHen tV et la mesurede la réponsede TSHà 30 minutes([TSH]= 8- 20 mulll] et 120 min {tauxde TSH normal). Dansl'hypothyroTdie primaire,la réponseest explosive. - Pasde réponsedansl'hypothyroidie secondaire d'originehypophysaire Laréponseest retardéedansl'hypothyroTdie secondaire d'originehypothalamique Page8 sur 8