Cours : Physiologie de la thyroïde

Anatomie

• Glande thyroïde
  • En avant de la trachée, à la face antérieure du cou
  • Superficielle, accessible à la palpation
  • 2 lobes latéraux verticaux de 4-6cm de hauteur sur 2-3cm de largeur réunis par un isthme
  • Poids d’environ 10-20g
  • Vascularisation sanguine développée

Histologie

Unité de base anatomique et fonctionnelle : le follicule thyroïdien

• Follicule thyroïdien : (cf à gauche)
  • Sphère creuse de 200-300μm de diamètre
  • Constitué d’une assise de cellules folliculaires jointives : les thyréocytes
  • Cavité centrale remplie de colloïde
• Thyréocyte : (cf à droite)
  • 2 pôles :
    • Pôle basal : échange avec capillaires sanguins
    • Pôle apical : en contact avec la colloïde
  • Présente caractéristiques des cellules sécrétoires
    (RE rugueux, app de Golgi développé, vésicules endocytose, lysosomes…)

Cellules C :

• Cellules claires dispersées dans le parenchyme périfolliculaire (tiers moyen de chaque glande)
• Responsables de la synthèse et de la sécrétion de la thyrocalcitonine :
  • Hormone peptidique non iodée intervenant dans l’homéostasie calcique et la régulation osseuse
  • Synthèse régulée par concentration en calcium ionisé
  • Actions : hypocalcémiante, hypophosphatémiante, natriurétique
    • ↓ activité des ostéoclastes
    • ↓ absorption intestinale de Ca2+
    • ↓ réabsorption rénale de Ca2+

Embryologie

Différenciation fonctionnelle de la glande chez l’embryon au cours du 3ème mois
Maturation fonctionnelle jusqu’à la période prénatale
Sécrétion des hormones thyroïdiennes apparaît dès la 20ème semaine
NB : Passage placentaire des hormones thyroïdiennes de la mère pendant les premiers mois de la grossesse

Biosynthèse des hormones thyroïdienne

Dépendant de l’apport alimentaire en I-

• Apport et métabolisme de l’iode

Iode apporté par l’alimentation sous forme d’iode organique ; réduction en iodure dans l’estomac
Absorption intestinale très efficace (très faible quantité éliminé par voie fécale)
Apport quotidien variable selon les pays et région ; besoins journaliers : 150 à 200 μg/J
Iodurie = apports alimentaires car excrétion quasi exclusivement rénale
Iode capté par la thyroïde par un mécanisme actif
NB : Autres tissus capables de fixer l’iode (gldes salivaires, muq gastrique, placenta, glde mammaire)

1.    Captation des iodures par les thyréocytes [étape cruciale et limitante]

An niveau du pôle basal des thyréocytes (réseau capillaire)
Système de transport actif de l’iodure : transporteur sodium-iodure ou symporteur
Fonctionnement du transporteur Na+/I- nécessite maintient du gradient de concentration des ions Na+
Possible grâce au fonctionnement de la pompe Na/K/ATPase qui expulse les ions Na+ contre des K+
Système de transport de l’iode saturable
Synthèse et activité du transporteur contrôlés par TSH
NB : concentration de l’iodure d’un facteur 100 dans le thyréocyte

Captation de l’iodure dépend de :

• La TSH
• La teneur en iode de la glande : captation  quand iodurémie  (et inversement)`

2.    Organification de l’iode : oxydation des iodures et iodation de la thyroglobuline

Iodation de la thyroglobuline nécessite la transformation de l’iodure en radical libre apparaissant en présence d’H202 et de la peroxydase thyroïdienne (TPO) : 2I- + H202 → 2I* + 2 H20 + O2
Iodation s’effectue sur les radicaux tyrosyls de la thyroglobuline

Fixation d’un atome d’iode sur un résidu tyrosyl conduit à la mono-3-iodotyrosine (MIT)
Fixation d’un second atome d’iode sur la MIT conduit à la di-3,5-iodotyrosine (DIT)

NB : Iodation des résidus tyrosyls intervient très rapidement après entrée de l’iodure et est activée par TSH

3.    Couplage des radicaux iodotyrosines

Couplage des précurseurs MIT et DIT au sein de la molécule de thyroglobuline à l’intérieur de la colloïde
MIT + DIT → 3,5,3’-triiodothyronine (T3)
DIT + DIT → 3,5,3’,5’-tétraiodothyronine ou tyroxine (T4)
Nécessite l’action de la TPO

NB : Nombre d’atomes d’iode incorporés dépend de l’apport alimentaire iodé
Dans les conditions optimales, thyroglobuline contient 2-5 x plus de T4 que de T3
Si carence en iode, rapport MIT/DIT augmente et formation préférentielle de T3

4.    Stockage, libération et sécrétion des hormones

Thyroglobuline iodée présente dans la colloïde constitue forme de réserve des hormones thyroïdiennes
Quantité de T3 et T4 stockée dans les follicules correspondent à 30-60 x besoins quotidiens

Pseudopodes du pôle apical enserrent du matériel colloïde qui après fusion des membranes se retrouvent à l’intérieur de vésicules d’endocytose dans le cytoplasme des thyréocytes
Vésicules d’endocytose fusionnent avec les lysosomes pour former des phagolysosomes
Migration des phagolysosomes vers la membrane basale
Protéases lysosomiales coupent thyroglobuline et libèrent T3, T4 + précurseurs MIT et DIT
T3 et T4 diffusent dans circulation capillaire 

Sels de lithium = inhibent la protéolyse de la thyroglubuline
TSH : stimule activité pinocytaire des microvillosités et activité lysosomiale

5.    Recyclage intrathyroïdien de l’iode

Précurseurs iodotyrosines (MIT et DIT) immédiatement désiodés par iodotyrosine désiodase microsomale en tyrosine et iodure
Ne passent pas dans la circulation
Iode libéré au pôle basal rejoint iode capté par le transporteur pour servir à nouveau de substrat d’iodation

Régulation de la biosynthèse et de la sécrétion

• Régulation hypothalamo-hypophysaire (TRH-TSH)

Hormones thyroïdiennes exercent sur l’hypophyse et l’hypothalamus un rétrocontrôle négatif

• Excès de T3 et T4 freine sécrétion centrale de TSH hypophysaire et TRH hypothalamique
• Baisse de T3 et T4 stimule la sécrétion de TSH hypophysaire et TRH hypothalamique

• Auto-régulation de l’iode thyroïdien

Doses modérées d’iode : ↑ de la synthèse de T3 et T4
Fortes doses d’iode : ↓ de la synthèse de T3 et T4 par inhibition de l’oganification  → Effet Wolff-Chaikoff 
NB : inhibition de l’organification de l’iode s’échappe au bout de 48h (empêche survenue d’une hypothyroïdie)

Hormones thyroïdiennes circulantes

• Hormones thyroïdiennes prises en charge par 3 protéines plasmatiques (synthétisées dans le foie) :
  • La thyroxine-binding globulin (TBG) : spécifique du transport de T3 et T4
  • La thyroxine-binding prealbumin ou transthyrétine (TBPA)
  • L’albumine

+ Certaines lipoprotéines (négligeable)

• Forme active des hormones = forme libre (très minoritaire par rapport à la fraction liée)

Catabolisme des hormones thyroïdiennes

Au niveau périphérique principalement

• Selon 4 processus :
  • La désiodation : T4 désiodée en 5’ (T3) et en 5 (rT3) ; puis désiodation en cascade en 3’ et en 3
  • La conjugaison : T3 et T2 sulfoconjuguées dans foie ; T4 sulfo et glucuroconjuguée dans foie et rein
  • La décarboxylation
  • La désamination oxydative de la chaîne alanyl

Mécanisme d’action des hormones thyroïdiennes

1. Pénétration intracellulaire des hormones thyroïdiennes par transport actif : transporteur ATP dépendant
2. T4 subit désiodation pour aboutir à la forme active T3
3. Liaison à des récepteurs nucléaires de la T3
4. Transcription de gènes cibles

Effets biologiques des hormones thyroïdiennes

Action ubiquitaire

• Action sur la synthèse et la sécrétion de TSH
  T3 et T4 inhibent synthèse et sécrétion de TSH après liaison aux récepteurs nucléaires hypophysaires

• Action sur le développement
  T3 et T4 essentielles pour la différenciation et la maturation des tissus foetaux
  Insuffisance thyroïdienne entraîne chez l’enfant une hypotrophie des neurones corticaux (crétinisme)

• Action de régulation de l’activité métabolique
  • T3 et T4 contrôlent le métabolisme des glucides, des lipides, de l’azote et la calorigenèse :
  • ↑ lipolyse
  • ↑ glycolyse et ↑ gluconéogenèse
  • ↑ synthèse peptidique même si action catabolisante prédomine dans les hyperthyroïdies
  • Potentialisent effet des catécholamines par ↑ du nombre de récepteurs adrénergiques

• Actions viscérales

Variations physiologiques

• Age 

Pic néonatal de TSH à l’accouchement chez NN
Taux de TSH se stabilise au niveau de celui de l’adulte dans les premières semaines de vie
NB : chez l’enfant, sécrétion préférentielle de T3 par rapport à l’adulte

• Grossesse

Besoins en hormones thyroïdiennes et en iode augmentés pendant la grossesse :

• Hyperoestrogénie entraîne une ↑ TBG et une ↑ concentrations d’hormones totales
• HCG placentaire au 1er trimestre possède une activité TSH-like entrainant la stimulation de la thyroïde

• Rythme circadien

TSH sécrétée selon un rythme circadien : pic nocturne entre 23h et 4h
Pulsatilité médiée par des signaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus