Ormoni tiroidei T3 e T4

A cura di Fabrizio Felici

La ghiandola tiroide, localizzata nella regione anteriore del collo, in prossimità dei primi anelli tracheali, contiene numerosi follicoli sferici, ognuno dei quali è costituito da un singolo strato di cellule secretorie, definite cellule follicolari, che circondano una glicoproteina secreta dalle cellule follicolari, definita colloide. Gli ormoni T3 e T4 sono sintetizzati nei follicoli.

La tireoglobulina, la principale sostanza che si trova nella colloide, è una proteina che agisce come precursore degli ormoni tiroidei. Nella colloide si trovano anche gli enzimi per la sintesi di T3 e T4 e lo ione ioduro. Schematicamente le fasi della sintesi degli ormoni tiroidei e della loro secrezione sono:

1. Le molecole di tirosina vengono iodate. L'aggiunta di uno ione ioduro forma la monoiodotirosina (MIT), mentre l'aggiunta di un secondo ioduro alla stessa molecola forma la diiodotirosina (DIT);

2. Due molecole di tirosina iodata (MIT o DIT) vengono accoppiate su una molecola di tireoglobulina e i due residui tirosinici vengono uniti mediante un legame covalente. Se si uniscono due molecole di DIT il prodotto finale è 3, 5, 3', 5' - tetraiodotironina o T4 (definita anche tiroxina); se si combinano una molecola di DIT e una molecola di MIT il prodotto finale è 3, 5, 3' - triiodotironina o T3.
   T3 e T4 sono gli ormoni tiroidei, anche se in questa fase sono ancora legati alla tireoglobulina;

3. Tali ormoni sono immagazzinati nella colloide insieme alla tireoglobulina fino a tre mesi prima del rilascio;

4. L'ormone stimolante la tiroide (TSH), che arriva dal circolo ematico, stimola il rilascio di ormoni tiroidei. Il TSH prima si lega ai recettori sulla membrana delle cellule follicolari, attivando il secondo messaggero AMP ciclico; questo porta alla fosforilazione di una serie di proteine delle cellule follicolari necessarie per la secrezione degli ormoni;

5. Le cellule follicolari assumono dalla colloide, mediante fagocitosi, le molecole di tireoglobulina iodata;

6. Il fagosoma contenente la tireoglobulina iodata si fonde con un lisosoma;

7. L'esposizione della molecola di tireoglobulina agli enzimi lisosomiali determina il rilascio di T3 e T4 liberi nella cellula follicolare. Gli ormoni tiroidei sono molecole lipofile, quindi possono diffondere attraverso la membrana plasmatica e da qui in circolo, dove si legano selettivamente a proteine trasportatrici come la globulina legante la tiroxina e la transtiretina, oppure possono legarsi in modo aspecifico all'albumina.

Il T4 è normalmente prodotto e secreto ad una velocità dieci volte maggiore del T3, anche se il T3 è circa quattro volte più potente sugli organi bersaglio. La maggior parte del T4 secreto nel plasma viene normalmente convertita dal fegato, dai reni e dagli organi bersaglio nel più attivo T3.
I livelli di ormoni tiroidei sono virtualmente costanti in condizioni normali, perché il principale meccanismo di controllo della loro secrezione è un feedback negativo. Come abbiamo visto la secrezione dell'ormone tiroideo è stimolata dal TSH proveniente dall'adenoipofisi. La secrezione del TSH è a sua volta stimolata dall'ormone stimolante il rilascio di tireotropina (TRH), proveniente dall'ipotalamo. Quando vengono rilasciati in circolo, gli ormoni tiroidei agiscono con un feedback negativo sull'ipotalamo e sul lobo anteriore dell'ipofisi per limitare la secrezione di TRH e TSH. Da notare come il T4 attiva un feedback negativo più efficace del T3.

Azioni degli ormoni tiroidei

Gli ormoni tiroidei come detto sono lipofili e quindi superano facilmente le membrane cellulari; i recettori per questi ormoni sono nel nucleo delle cellule bersaglio. Il legame ormone-recettore modifica la velocità di trascrizione dell'RNA messaggero dal DNA, modificando quindi la sintesi proteica nelle cellule bersaglio. Queste modificazioni richiedono ore o giorni per creare un effetto apprezzabile che però, una volta indotto, si protrae per giorni.
L'azione principale di T3 e T4 è sicuramente l'aumento del metabolismo basale. Come conseguenza, si verifica un aumento della produzione di calore, fenomeno noto come effetto termogenico. Gli ormoni tiroidei aumentano il metabolismo basale nella maggior parte dei tessuti dell'organismo ad accezione del cervello, della milza e delle gonadi. Un meccanismo utilizzato da T3 e T4 per aumentare il metabolismo basale è la stimolazione dell'attività della pompa sodio-potassio. Quando la pompa è attiva viene idrolizzato ATP, quindi si libera calore. Contemporaneamente l'aumentata utilizzazione di ATP fa aumentare la velocità di ossidazione dei substrati energetici per produrre nuovo ATP, e in questo processo si genera altro calore. Inoltre T3 e T4 inducono l'aumento del numero dei mitocondri e stimolano l'attività di alcuni enzimi coinvolti nella fosforilazione ossidativa.
Quando sono presenti in concentrazioni più elevate della norma T3 e T4 non solo stimolano l'utilizzo dell'energia, ma anche la mobilizzazione delle riserve energetiche stimolando la glicogenolisi, la conversione delle proteine muscolari in aminoacidi e la lipolisi; inoltre favoriscono la gluconeogenesi e la sintesi di chetoni. Al contrario a concentrazioni più basse della norma questi ormoni hanno effetti opposti: stimolano la glicogeno sintesi e la sintesi proteica.
Gli ormoni T3 e T4 sono necessari per la normale crescita e lo sviluppo di molti tessuti e per mantenere una normale funzione dopo il completamento della crescita. Molti di questi effetti sono mediati dalla stimolazione del rilascio del GH (in sinergia con i glucocorticoidi) e dall'azione permissiva sull'azione del GH sugli organi bersaglio. Importanti anche le azioni svolte dagli ormoni tiroidei sul sistema nervoso: una carenza di T3 e T4 in età infantile può portare a una forma di danno cerebrale irreversibile chiamato cretinismo, in cui lo sviluppo mentale e la crescita corporea sono ritardati e le cellule nervose sono caratterizzate da scarso sviluppo degli assoni e dei dendriti e incompleta mielinizzazione. Anche nel sistema nervoso completamente sviluppato gli ormoni tiroidei sono essenziali per il normale funzionamento. Negli adulti la carenza può portare a un decadimento delle funzioni cognitive, ma questi disturbi regrediscono completamente se i livelli plasmatici di questi ormoni vengono normalizzati.

Ormoni tiroidei ed esercizio fisico

Dopo un'intensa ma breve attività fisica non si sono osservate modificazioni elevate dei livelli plasmatici degli ormoni tiroidei. Solamente dopo prolungate sedute di allenamento è stato notato un marcato aumento di T3 e T4.

Uno studio condotto in Norvegia da Herald E. Refsum ha mostrato elevati livelli plasmatici di T3, T4, TSH e della proteina che lega gli ormoni tiroidei TBG, in atleti che praticavano sci di fondo subito dopo una prestazione, notando che i livelli plasmatici ritornavano entro i limiti iniziali solo dopo vari giorni di recupero. Tale processo sembra sia dovuto al fatto che durante l'attività fisica vengono consumati in maniera consistente gli ormoni tiroidei e quindi per effetto dell'azione fisiologica del feed-back si stimola l'ipofisi a produrre elevate quantità di TSH con conseguente aumento dei livelli plasmatici degli ormoni tiroidei.