EXPLORACIN BIOQUMICA DE LAFUNCIN TIROIDEA

Concepcin Garca LacalleJos Rodrguez Espinosa

Eugenio Berlanga Escalera

Comit de Publicaciones de laSociedad Espaola de Bioqumica Clnica

y Patologa Molecular

Reservados los derechos de autor

Prohibida la reproduccin total o parcial sin la autorizacin del editor

Editado por: Comit de Publicaciones de la Sociedad Espaola de Bioqumica Clnica y Patologa MolecularPadilla, 323, despacho 68 - 08025 BarcelonaTelfono: 93 446 26 70 - Fax: 93 446 26 72Correo electrnico: secre@seqc.es

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Imprenta: La NoograficaPasseig del Comer, 122 - 08203 Sabadell (Barcelona)

Marzo 2008

Comit Cientfico de la Sociedad Espaola de Bioqumica Clnica y PatologaMolecularComisin de HormonasElas lvarez GarcaLaura Aud PareraEugenio Berlanga EscaleraConcepcin Garca LacalleMara Luisa Granada YbernNieves Lpez LazarenoMaria Jess Martnez de Osaba Madariaga (presidenta)Montserrat Mauri DotMara Eugenia Torregrosa Quesada

Monografas del Comit de Publicacionesde la Sociedad Espaola de Bioqumica Clnica y Patologa MolecularDirector de la Serie: J.M. Gonzlez de BuitragoCoordinadora de la edicin: M.P. Chueca Rodrguez

Comit de PublicacionesFelipe Antoja RibFrancisco Caizares Hernndez (presidente)M.P. Chueca RodrguezJos M. Egea CaparrsLuis Gregorio Gmez-Cambronero LpezJos M. Gonzlez de BuitragoJoan B. Ortol DevesaAnna Padrs FluviEullia Urgell Rull

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NDICE DE AUTORES

Eugenio Berlanga EscaleraLaboratorioUDIAT-CD. Corporacin Parc TaulSabadell

Nieves Lpez LazarenoLaboratorio de Hormonas y Biomarca-dores. Servicio de BioqumicaHospital General Universitario Grego-rio MaranMadrid

Jos Rodrguez EspinosaServicio de BioqumicaHospital de la Santa Creu i Sant PauBarcelona

E. Duln iguezMD. Rodrguez Arnao *A. Rodrguez Snchez *Laboratorio de Cribado Neonatal dela Comunidad de Madrid *Unidad de Metabolismo/Endocrino-loga PeditricaHospital General Universitario Grego-rio MaranMadrid

Mara Luisa Granada YbernEmma Ventura OrriolsServicio de BioqumicaHospital Germans Trias i PujolBadalona

Montserrat Mauri DotRoco Alfayate GuerraSeccin de Hormonas. Servicio deAnlisis ClnicosHospital General UniversitarioAlicante

Mara Riesco PrietoServicio de Anlisis ClnicosHospital Universitario Son DuretaPalma de Mallorca

M. Eugenia Torregrosa QuesadaServicio de Anlisis ClnicosHospital Marina BaixaVillajoyosa

Elas lvarez GarcaA. Repraz AndradeLaboratorio de hormonasHospital Xeral-Ces. C.H.U.Vigo

Mara Jess Martnez de Osaba Ma-dariagaServicio de Bioqumica y GenticaMolecularHospital ClnicBarcelona

Concepcin Garca LacalleCarmen Hernando de LarramendiServicio Anlisis ClnicosHospital Universitario Severo OchoaLegans. Madrid

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ndice

Captulo 1. Regulacin de la funcin tiroidea........................................ 151. Introduccin......................................................................... 152. Hormonas tiroideas............................................................... 16

2.1. Transporte de yoduro ................................................... 172.2. Tiroglobulina .............................................................. 182.3. Maduracin ............................................................... 18

2.3.1. Transportadores ............................................... 192.4. Sntesis y actividad de peroxidasa tiroidea. Sistema gene-

rador de H2O2....................................................................................................................... 192.5. Yodacin de la tiroglobulina y acoplamiento de yodotiro-

sinas ......................................................................... 192.6. Proteolisis de la tiroglobulina ......................................... 202.7. Transporte plasmtico, mecanismo de accin y efectos de

las hormonas tiroideas.................................................. 212.7.1. Mecanismo de accin ...................................... 212.7.2. Efectos de las hormonas tiroideas ....................... 22

2.8. Metabolismo .............................................................. 223. Regulacin de la funcin tiroidea ............................................ 24

3.1. Eje hipotalmico-hipofisario-tiroideo ................................ 243.1.1. Tirotropina ...................................................... 253.1.2. Protirrelina ...................................................... 273.1.3. Hormonas tiroideas .......................................... 283.1.4. Otros reguladores ............................................ 29

3.2. Autorregulacin........................................................... 303.2.1. Yodo tiroideo .................................................. 30

Bibliografa................................................................................. 32

Captulo 2. Medida de las concentraciones de tirotropina, hormonas tiroi-deas, yodo, tiroglobulina y autoanticuerpos antitiroideos..................... 39

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1. Introduccin......................................................................... 392. Tirotropina........................................................................... 39

2.1. Especificidad.............................................................. 402.2. Sensibilidad ............................................................... 41

3. Tiroxina total y triyodotironina total........................................... 423.1. Mtodos para la determinacin de hormonas tiroideas to-

tales.......................................................................... 433.2. Valor diagnstico de las determinaciones de hormonas to-

tales.......................................................................... 444. Tiroxina libre y triyodotironina libre .......................................... 45

4.1. Mtodos para calcular los ndices de hormona libre: ndicede T4L y de T3L .......................................................... 45

4.2. Ensayos con ligandos para la estimacin de T4L y T3L....... 464.3. Estandarizacin .......................................................... 494.4. Valor diagnstico de los ensayos de T4L y T3L ................. 49

5. Autoanticuerpos antitiroideos .................................................. 505.1. Nomenclatura de los ensayos de anticuerpos anti-tiroideos . 515.2. Especificidad de los ensayos de anticuerpos anti-tiroideos .. 515.3. Estandarizacin de los ensayos de anticuerpos anti-

tiroideos .................................................................... 526. Anticuerpos anti-peroxidasa (TPOAb)........................................ 53

6.1. Metodologa para TPOAb ............................................ 536.2. Valor diagnstico de las determinaciones de TPOAb ........ 54

7. Anticuerpos anti-tiroglobulina (TgAb)......................................... 547.1. Metodologa para TgAb............................................... 547.2. Sensibilidad y precisin de las determinaciones de TgAb ... 557.3. Valor diagnstico de las determinaciones de TgAb............ 56

8. Autoanticuerpos anti-receptor de TSH (TRAb).............................. 568.1. Metodologa para el anlisis de TRAb ............................ 588.2. Valor diagnstico de las determinaciones de TRAb ............ 60

9. Tiroglobulina........................................................................ 619.1. Mtodos de determinacin de Tg................................... 619.2. Estandarizacin .......................................................... 629.3. Sensibilidad ............................................................... 639.4. Precisin .................................................................... 639.5. Efecto gancho (hook) ................................................... 639.6. Interferencia por autoanticuerpos anti-tiroglobulina (TgAb) ... 649.7. Utilidad clnica de las determinaciones de Tg Srica.......... 65

10. Calcitonina ......................................................................... 6510.1. Biosntesis de calcitonina .............................................. 6510.2. Mtodos de determinacin de CT .................................. 66

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10.3. Utilidad clnica de la determinacin de CT para diagnsti-co de CMT ................................................................ 67

10.4. Seguimiento postoperatorio del CMT .............................. 6711. Determinacin de yodo urinario .............................................. 68

11.1. Excrecin urinaria de yodo ........................................... 6811.2. Unidades de medida del IU .......................................... 6811.3. Metodologa para la determinacin de yodo ................... 6911.4. Aplicaciones de la determinacin de yodo ...................... 69

Bibliografa................................................................................. 69

Captulo 3. Valores de referencia de tirotropina..................................... 731. Definiciones......................................................................... 732. Breve historia de los valores de referencia de TSH...................... 743. Nuevas propuestas de lmite superior de valores de referencia de

TSH ................................................................................... 744. Controversia sobre el cambio del lmite superior de referencia de

TSH ................................................................................... 755. Valores de referencia poblacionales ........................................ 776. Reproducibilidad de la medicin de TSH.................................. 787. Variabilidad biolgica de la TSH ............................................ 798. Cambios nictemerales de las concentraciones de TSH................. 809. La influencia de otros factores en la concentracin de TSH. El yo-

do ..................................................................................... 8110. Los autoanticuerpos antitiroideos.............................................. 8211. Riesgos del hipotiroidismo subclnico........................................ 8312. Beneficios y riesgos del tratamiento del hipotiroidismo subclnico... 8713. Consecuencias de la reduccin del lmite superior de los valores

de referencia de TSH ............................................................ 8814. Conclusiones ....................................................................... 88Bibliografa................................................................................. 88

Captulo 4. Cribado neonatal del hipotiroidismo congnito ..................... 931. Introduccin......................................................................... 93

1.1. Hipotiroidismo congnito permanente ............................. 931.1.1. Hipotiroidismo primario..................................... 931.1.2. Hipotiroidismo central ....................................... 941.1.3. Hipotiroidismo perifrico ................................... 941.1.4. Resistencia a las hormonas tiroideas .................... 94

1.2. Hipotiroidismo congnito transitorio ................................ 952. Signos clnicos ..................................................................... 953. Desarrollo histrico de los programas de cribado ....................... 96

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4. Programas de cribado neonatal .............................................. 974.1. Obtencin de la muestra de sangre para el cribado neo-

natal ......................................................................... 984.2. Procedimiento analtico................................................. 994.3. Evaluacin externa de la calidad del Programa de Detec-

cin Precoz ................................................................ 994.4. Incidencia de hipotiroidismo primario.............................. 994.5. Unidades de seguimiento en el cribado del hipotiroidismo .. 102

Bibliografa................................................................................. 103

Captulo 5. Funcin tiroidea en situaciones especiales: gestacin ............. 1091. Introduccin......................................................................... 1092. Regulacin de la funcin tiroidea en el embarazo ...................... 109

2.1. Aumento de las protenas transportadoras de las hormonastiroideas .................................................................... 110

2.2. Efectos de la gonadotropina corinica sobre el tiroides ma-terno ......................................................................... 111

2.3. Modificacin de las necesidades de yodo....................... 1112.4. Alteraciones en la regulacin autoinmune ....................... 1122.5. Papel de la placenta en la desyodacin de las yodotironi-

nas ........................................................................... 1133. Enfermedades tiroideas y embarazo ........................................ 113

3.1. Dficit de yodo ........................................................... 1133.2. Hipotiroidismo ............................................................ 1143.3. Hipertiroidismo ........................................................... 1153.4. Tiroiditis postparto ....................................................... 1163.5. Es necesario el screening (despistaje) de disfuncin ti-

roidea durante el embarazo? ........................................ 118Bibliografa................................................................................. 119

Captulo 6. Relacin entre las concentraciones de TSH y de hormonas ti-roideas: del eutiroidismo a la disfuncin tiroidea (patrones hormonales) . 1231. Relacin entre las concentraciones de TSH y de hormonas tiroi-

deas en condiciones fisiolgicas normales ................................ 1232. Hipotiroidismo ..................................................................... 124

2.1. Patrn bioqumico en el diagnstico ............................... 1242.2. Monitorizacin de la terapia sustitutiva con L-T4 ................ 1262.3. Terapia supresora con L-T4............................................ 1282.4. Tratamiento con T3...................................................... 128

3. Hipertiroidismo..................................................................... 1283.1. Patrn bioqumico en el diagnstico ............................... 128

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3.1.1. Tirotoxicosis T3................................................ 1293.1.2. Tirotoxicosis T4................................................ 129

3.2. Utilidad de la determinacin de anticuerpos.................... 1293.2.1. Anticuerpos anti-tiroideos ................................... 1293.2.2. Anticuerpos anti receptor de TSH ........................ 129

3.3. Monitorizacin de la terapia del hipertiroidismo................ 1303.4. Otras causas de hipertiroidismo .................................... 130

3.4.1. Mola hidatiforme o coriocarcinoma.................... 1303.4.2. Hiperemesis gravdica ...................................... 1303.4.3. Estroma ovrico ............................................... 1303.4.4. Tirotoxicosis facticia ......................................... 1303.4.5. Amiodarona.................................................... 1313.4.6. Interfern ........................................................ 131

4. Situaciones clnicas especiales ................................................ 1314.1. Tiroiditis..................................................................... 1314.2. Enfermedad no tiroidea ................................................ 131

4.2.1. Tumor productor de TSH ................................... 1314.2.2. Resistencia a hormonas tiroideas......................... 132

5. Resumen y conclusiones ........................................................ 132Bibliografa................................................................................. 133

Captulo 7. Disfuncin tiroidea: Cribar o no cribar................................. 1351. Introduccin......................................................................... 1352. Consideraciones a favor del cribado ....................................... 1363. Consideraciones en contra del cribado .................................... 1364. Discusin ............................................................................ 1375. Conclusiones ....................................................................... 139Bibliografa................................................................................. 140

Captulo 8. La disfuncin tiroidea subclnica: significado clnico ............... 1431. Introduccin......................................................................... 1432. Definicin............................................................................ 144

2.1. Definicin de hipotiroidismo subclnico ............................ 1442.2. Definicin de hipertiroidismo subclnico ........................... 145

3. Epidemilogia ....................................................................... 1453.1. Epidemiologa del hipotiroidismo subclnico ..................... 1453.2. Epidemiologa del hipertiroidismo subclnico..................... 146

4. Cuestiones y recomendaciones en el manejo del hipotiroidismosubclnico............................................................................ 1474.1. Cules son las consecuencias de no tratarlo?.................. 147

4.1.1. Disfuncin cardiaca y efectos adversos ................ 148

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4.1.2. Sntomas sistmicos .......................................... 1484.1.3. Tratamiento..................................................... 149

4.2. Cmo debera ser evaluado el hipotiroidismo subclnico? . 1494.3. Cules son los riesgos y los beneficios de tratar el hipoti-

roidismo subclnico?..................................................... 1504.3.1. Hipotiroidismo subclnico con TSH srica entre

4,5 y 10 mUI/L .............................................. 1514.3.2. Hipotiroidismo subclnico con TSH mayor de 10

mUI/L ............................................................ 1524.3.3. Hipotiroidismo subclnico durante el embarazo...... 1524.3.4. Hipotiroidismo subclnico en pacientes tratados

con levotiroxina ............................................... 1525. Cuestiones y recomendaciones en el manejo del hipertiroidismo

subclnico............................................................................ 1535.1. Cules son las consecuencias de no tratarlo?.................. 153

5.1.1. Sntomas sistmicos y neuropsiquitricos............... 1545.1.2. Sistema esqueltico .......................................... 155

5.2. Cmo debera ser evaluado el hipertiroidismo subclni-co?........................................................................... 1555.2.1. Hipertiroidismo subclnico endgeno (TSH inferior

a 0,45 mUI/L) ................................................ 1565.2.2. Sujetos con TSH entre 0,1 y 0,45 mUI/L no trata-

dos con levotiroxina ......................................... 1575.2.3. Sujetos con TSH inferior a 0,1 mUI/L .................. 157

5.3. Cules son los riesgos y los beneficios del tratamiento delhipertiroidismo subclnico? ............................................ 1575.3.1. Hipertiroidismo subclnico exgeno con TSH entre

0,1 y 0,45 mUI/L ........................................... 1575.3.2. Hipertiroidismo subclnico exgeno con TSH infe-

rior a 0,1 mUI/L.............................................. 1585.3.3. Hipertiroidismo subclnico endgeno con TSH en-

tre 0,1 y 0,45 mUI/L ....................................... 1585.3.4. Hipertiroidismo subclnico endgeno con TSH infe-

rior a 0,1 mUI/L.............................................. 1586. Est justificado el cribado de la enfermedad tiroidea subclnica? . 1597. Conclusiones ....................................................................... 160Bibliografa................................................................................. 160

Captulo 9. Tiroglobulina y cncer de tiroides ....................................... 1631. Introduccin......................................................................... 1632. Tiroglobulina........................................................................ 164

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3. Mtodos de determinacin..................................................... 1653.1. Especificidad y estandarizacin ..................................... 1663.2. Especificidad y tiroglobulina inmunolgicamente inerte....... 1673.3. Sensibilidad ............................................................... 1683.4. Precisin .................................................................... 1693.5. Efecto gancho (hook effect)......................................... 1693.6. Anticuerpos heterfilos.................................................. 1703.7. Interferencia por anticuerpos anti-tiroglobulina................... 1713.8. Perspectivas de futuro ................................................... 174

Bibliografa................................................................................. 174

Captulo 10. Factores de confusin en la interpretacin de resultados depruebas de funcin tiroidea I: preanalticos y analticos....................... 1791. Introduccin......................................................................... 1792. Factores preanalticos ............................................................ 181

2.1. Condiciones del paciente ............................................. 1812.1.1. Variaciones fisiolgicas de evolucin ms o menos

larga ............................................................. 1812.1.2. Variaciones fisiolgicas puntuales ...................... 182

2.2. Condiciones de la muestra............................................ 1822.2.1. Tubos de extraccin ......................................... 1832.2.2. Anticoagulantes ............................................... 1842.2.3. Estabilidad ..................................................... 184

3. Factores de la fase analtica ................................................... 1841.1. Mtodo ..................................................................... 185

3.1.1. Estndar......................................................... 1853.1.2. Especificidad del anticuerpo .............................. 1863.1.3. Sensibilidad funcional....................................... 1863.1.4. Tipo de inmunoanlisis...................................... 1873.1.5. Efecto gancho .............................................. 187

3.2. Interferencias analticas en los inmunoanlisis: componen-tes del espcimen........................................................ 1873.2.1. Protenas de unin del analito ............................ 1883.2.2. Autoanticuerpos frente al analito ......................... 1883.2.3. Anticuerpos heterfilos y anticuerpos especficos

anti-animal...................................................... 1893.3. Interferencias. Deteccin y posibles acciones para su iden-

tificacin y eliminacin ................................................. 192Bibliografa................................................................................. 194ANEXO. Recomendaciones sobre las condiciones de extraccin y

conservacin del espcimen: .................................................. 197

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Captulo 11. Factores de confusin en la interpretacin de resultados depruebas de funcin tiroidea II: patolgicos y farmacolgicos ............... 1991. Enfermedades no tiroideas (NTI) .............................................. 199

1.1. Introduccin ............................................................... 1991.2. Espectro clnico de la NTI ............................................. 200

1.2.1. NTI con T3 baja.............................................. 2001.2.2. NTI con T4 baja.............................................. 2011.2.3. Hipertiroxinemia eutiroidea ................................ 202

1.3. Patogenia del NTI ....................................................... 2021.4. Valoracin de la concentracin de TSH en el NTI ............. 2031.5. Valoracin de la concentracin de T4 y T3 en el NTI ........ 2041.6. Discrepancias metodolgicas en el paciente con NTI......... 205

1.6.1. Artefacto de la heparina en la valoracin de T4L... 2051.6.2. Competidores por las protenas ligadoras plasm-

ticas .............................................................. 2051.6.3. Concentracin de TSH en el enfermo grave.......... 206

1.7. Diagnstico de enfermedad tiroidea en el enfermo grave ... 2062. Interaccin de los frmacos con las hormonas tiroideas ............... 208

2.1. Introduccin ............................................................... 2082.2. Frmacos que afectan la secrecin de TSH ...................... 2082.3. Frmacos que afectan la secrecin de hormonas tiroideas .. 209

2.3.1. Frmacos que causan hipertiroidismo .................. 2092.3.2. Frmacos que producen hipotiroidismo ................ 209

2.4. Frmacos que interfieren en el transporte y metabolismo delas hormonas tiroideas.................................................. 2102.4.1. Frmacos que afectan la absorcin intestinal de

hormonas tiroideas ........................................... 2102.4.2. Frmacos que influyen en la unin de las hormo-

nas tiroideas a sus protenas transportadoras......... 2112.4.3. Frmacos que afectan el metabolismo de las hor-

monas tiroideas ............................................... 2132.4.4. Frmacos que afectan la produccin de T3 .......... 213

2.5. Agentes que modifican la funcin inmune ........................ 2142.6. Interacciones entre frmacos.......................................... 2142.7. Frmacos con efectos mltiples ...................................... 214

Bibliografa................................................................................. 215

TTULOS PUBLICADOS........................................................................ 219

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Captulo 1

Regulacin de la funcin tiroidea

EUGENIO BERLANGA ESCALERALaboratorio UDIAT-CD. Corporacin Parc Taul

Sabadell

1. Introduccin

La glndula tiroides fue descrita por primera vez por Galeno (130-200), aunque elnombre fue propuesto por Thomas Wharton (1614-1673) en relacin con su pro-ximidad con el cartlago del mismo nombre. Anatmicamente, est compuesta pordos lbulos laterales, longitudinales a la trquea, de 3-4 cm de longitud y 15-20mm de anchura unidos por un istmo de 12-20 mm que cruza entre el primer y elsegundo anillos traqueales. Existen diversas variantes anatmicas de las cuales lams frecuente, 15% de la poblacin, es la presencia de un lbulo accesorio,denominado piramidal, que se une al istmo en su parte superior y se sita entre losdos lbulos laterales.Histolgicamente, est formada por unas estructuras esferoidales bsicas, denomi-nadas folculos (figura 1), compuestas por una monocapa de clulas epiteliales, oclulas foliculares, que envuelven una cavidad cerrada llamada lumen folicular queest llena de una sustancia coloidal. Este coloide es una solucin concentrada detiroglobulina que es una protena que se sintetiza en la propia clula. La caraexterna de las clulas est revestida por una membrana basal, rica en mucopoli-sacridos, que est en contacto con capilares sanguneos fenestrados, mientrasque la cara opuesta, denominada membrana apical, se caracteriza por la presen-cia de microvellosidades y seudpodos y queda en contacto con el lumen. Launin lateral entre las clulas se establece mediante desmosomas, molculas deadhesin transmembrana dependientes de calcio (E-cadherina) y otros complejosproteicos macromoleculares, de modo que el folculo queda sellado y todo el pasode fluidos y molculas entre los vasos y el lumen folicular se realiza a travs de lasclulas (1). La funcin esencial de las clulas foliculares es la sntesis y secrecinde las hormonas tiroideas.La glndula est constituida tambin por otro tipo de clulas, clulas C o parafoli-culares, localizadas entre las clulas foliculares y la membrana basal, entre losfolculos o, incluso, dentro de los folculos cuya funcin primordial es la sntesis y

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secrecin de calcitonina, hormona polipeptdica involucrada en el metabolismodel calcio. El origen embriolgico de ambos tipos celulares es distinto, las clulasfoliculares derivan del epitelio endodrmico y las parafoliculares de la cresta neu-ral.

Figura 1. Esquema folculo tiroideo

COLOIDE

Membrana basal

Membrana apical

2. Hormonas tiroideas

Las hormonas tiroideas, triyodotironina (T3) y tetrayodotironina o tiroxina (T4),derivan del aminocido L-tirosina. Su sntesis se realiza en las clulas folicularesmediante una sucesin de procesos bioqumicos que conducen a la yodacin deresiduos tirosina de la tiroglobulina para formar molculas de monoyodotirosina(MIT) y diyodotirosina (DIT). El acoplamiento de un MIT y un DIT formar T3 y el dedos DIT originar T4, posteriormente y por la accin de proteasas lisosomales,ambas hormonas se liberarn de la tiroglobulina y pasarn a la sangre.El proceso implica varios pasos:

1. Transporte de yoduro.2. Sntesis de tiroglobulina y su almacenamiento en el lumen folicular.3. Sntesis y actividad de peroxidasa tiroidea (TPO).4. Sistema generador de H2O2, necesario para la actividad de la TPO.5. Yodacin de la tiroglobulina.6. Acoplamiento de residuos MIT y DIT.

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7. Endocitosis de coloide.8. Proteolisis de la tiroglobulina.9. Secrecin de hormonas tiroideas a la sangre.

2.1. Transporte de yoduro

Se calcula que el ser humano adulto necesita un aporte mnimo de 150 g deyodo, de los cuales, la mayor parte es captada y utilizada por el tiroides para lasntesis de hormonas. La fuente natural de yodo son los alimentos y el agua y,adems, el metabolismo de las hormonas tiroideas en diversos tejidos libera yodu-ro que vuelve a la sangre y puede ser captado de nuevo por el tiroides. La elimi-nacin se produce por va renal y por las heces.El metabolismo de yoduro en el tirocito implica tres procesos: el transporte deyoduro en la membrana basal, su paso a travs del citoplasma y el transporte enla membrana apical.La captacin de yoduro hacia el interior de la clula folicular desde la sangre serealiza mediante un proceso de transporte activo contra gradiente elctrico y qu-mico dependiente de la temperatura, en el que interviene un co-transportador desodio y yoduro (Na+/I) denominado Na-I-symporter o NIS localizado en la mem-brana basal (2,3). El proceso est inhibido por oubana, lo que sugiere la presen-cia de una Na+/K+-ATPasa asociada que actuara manteniendo el gradiente desodio, y no es especfico para el yoduro ya que otros aniones monovalentes (tio-cianato, tecnectato, perclorato, etc.) actan como inhibidores competitivos de lacaptacin de yoduro. El NIS es una protena de 618 aminocidos con 12 domi-nios transmembrana que no es especfica del tiroides ya que se ha localizado enotros tejidos como mama (en periodos de lactacin o en cncer), glndulas saliva-les o estmago. El gen se localiza en el cromosoma 19 y comprende una secuen-cia de 2.839 pb con 15 exones (4). La relevancia del NIS ha aumentado en losltimos aos ya que ha sido relacionado con diversas patologas tiroideas (dishor-mognesis, hipotiroidismo, anticuerpos anti-NIS) y por su posible uso diagnstico yteraputico de diferentes tipos de cncer, sobre todo de tiroides (5), porque no escapaz de diferenciar entre el yodo natural (I127) y sus istopos radioactivos (I125, I131)facilitando el paso de stos hacia el interior celular.Una vez en el interior de la clula, el flujo de yoduro desde la membrana basalhasta la apical est favorecido por un gradiente electroqumico positivo de apro-ximadamente 40 mV.En la membrana apical se ha descrito un segundo transportador que facilita elpaso de yoduro hacia el lumen folicular. Se trata de una protena de 780 ami-nocidos denominada prendrina de la familia de los transportadores de sulfatosque, funcionalmente, acta como un transportador de yoduro y cloruro (6), seexpresa tambin en el odo interno, en rin, en clulas de Sertoli y en las clulas

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del sincitiotrofoblasto, el gen (PDS) ha sido localizado en el cromosoma 7. Noobstante, incluso en ausencia total de prendrina, el proceso de organificacin nose anula completamente lo que sugiere que el yodo puede pasar a travs de lasmembranas bien mediante un proceso de difusin o por la existencia de otrosmecanismos compensadores todava no bien conocidos (7).

2.2. Tiroglobulina

La tiroglobulina (Tg) es una glicoprotena homodimrica de 660 kDa cuyo gen, de270 kB de longitud, est ubicado en el brazo largo del cromosoma 8. La estructu-ra primaria de la protena est dividida en cuatro dominios, tres en la porcinaminoterminal y uno en la carboxiterminal. Los tres dominios de la regin amino-terminal (A, B y C) estn constituidos por 11, 3 y 5 secuencias de repeticin. Eldominio de la regin carboxiterminal no presenta zonas de repeticin y tiene unamarcada homologa con la acetilcolinesterasa lo que sugiere que las dos regionesde la molcula tienen orgenes evolutivos distintos (8). La Tg es la protena predo-minante en el tiroides (75% del total de protenas), su sntesis es especfica deltirocito y constituye la matriz proteica donde se produce la sntesis de hormonastiroideas, adems, almacena el 80% del yodo del organismo. La cantidad deprotena y su grado de yodacin dependen del grado de actividad de la glndula(9).

2.3. Maduracin

La sntesis de Tg tiene lugar en los ribosomas del retculo endoplasmtico rugoso,inicialmente, se forman agregados proteicos de elevado peso molecular unidospor puentes disulfuro que se transformarn en monmeros lineales que, posterior-mente, se plegarn y ensamblarn para formar dmeros estables, en todos estosprocesos intervienen varias chaperonas (calnexina, GRP94, BiP, Erp72) que sonprotenas de membrana dependientes de ATP. La maduracin de la protena conti-na en el aparato de Golgi en el que se completan la glucosilacin (el 10% de lamolcula est compuesta de carbohidratos) y la fosforilacin de la protena y seproduce la sulfatacin. Se transporta entonces hasta la membrana apical mediantevesculas de secrecin y por un proceso de exocitosis se excreta al lumen folicular.En la interfase membrana-coloide se producir la yodacin de los residuos tirosinade la Tg para formar MIT y DIT y posteriormente el acoplamiento de stos paraformar T4 y T3 finalizando as la conformacin de la protena que se almacenaren el coloide.

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2.3.1. TransportadoresSe han sugerido diversos transportadores de las molculas de Tg relacionados consu ciclo evolutivo. As, se ha descrito que la Tg recin sintetizada se unira a unreceptor de asialoglicoprotenas (10) que sera el responsable del transporte haciala interfase membrana-coloide y se ha descrito tambin un dominio de unin areceptor en la regin carboxiterminal de la molcula que podra unirse a la mega-lina (11) que sera la responsable de la transcitosis o transporte de la Tg maduradesde la membrana apical hacia la basal. Por ltimo, la protena PDI (proteindisulfide isomerase) se ha sugerido que estara involucrada en el control de lasmolculas inmaduras o incompletas reciclndolas en el Aparato de Golgi para unposterior proceso de maduracin (12).

2.4. Sntesis y actividad de peroxidasa tiroidea. Sistema generador deH2O2

La peroxidasa tiroidea o tiroperoxidasa (hidrgeno perxido oxidorreductasa,TPO), es una glicoprotena de membrana de 933 aminocidos con el dominiocataltico orientado hacia el espacio coloidal que est involucrada en las tresetapas necesarias para la organificacin del yoduro al catalizar: la oxidacin delyoduro, la yodacin de residuos tirosina y el acoplamiento de las yodotirosinas. LaTPO contiene un grupo hemo (ferriprotoporfirina IX), el hierro de este grupo actacomo intercambiador de electrones entre una molcula de perxido de hidrgeno(H2O2), que acta como co-sustrato, el tomo de yodo y un residuo tirosina de laTg. En todos estos procesos se requiere una fuente de H2O2 que actuar, reaccio-nando con la TPO, como agente oxidante, es decir, aceptor de electrones (13).Se han identificado dos enzimas del tipo NADPH-oxidasa (tiroxidasas) capaces decatalizar la sntesis de H2O2, denominadas THOX1 o DUOX1 y THOX2 oDUOX2. La THOX2, que es una glicoflavoprotena cuya actividad es dependientede Ca++, parece ser ms activa en humanos que la THOX1 (14), se ha demostra-do que la inactivacin del gen de esta enzima se asocia con hipotirodismo per-manente (15).

2.5. Yodacin de la tiroglobulina y acoplamiento de yodotirosinas

La activacin de la TPO por el perxido de oxgeno permite la oxidacin delyoduro que, en este estado de oxidacin, reacciona con algunos residuos tirosinade la Tg para formar las dos yodotirosinas, MIT y DIT. Este mecanismo de yoda-cin todava no est bien demostrado y se han sugerido varias hiptesis que im-plican el intercambio de electrones mediante la formacin de intermediarios enforma de radicales libres, a travs de un intermediario de iodinio (I+), o a travs deun intermediario hipoyodito (IO) (16).

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Posteriormente, en ausencia de yoduro, el complejo TPO-Tg se modificara paracatalizar el acoplamiento de dos yodotirosinas formando las hormonas tiroideas,tambin en esta reaccin sera necesario el sistema generador de H2O2. El aco-plamiento de dos DIT, donde uno acta como aceptor y el otro como dona-dor, forma T4 y el de un DIT y un MIT forma T3, en este caso el yodoaminocidodonador es un MIT (17). Este mecanismo de acoplamiento parece ser intramole-cular y se realiza en tres fases: 1) oxidacin de residuos yodotiroslicos; 2) aco-plamiento de estos residuos mediante un enlace covalente para formar un terquinlico intermediario, y 3) la separacin del anillo del residuo donador que-dando un residuo de deshidroalanina y formndose la hormona en el residuoaceptor (13).La Tg humana contiene unos 110 residuos tiroslicos pero no todos tienen la mismafacilidad para yodarse, de hecho, se han localizado nicamente 5 posicionesinvolucradas en la sntesis hormonal. La capacidad hormonognica de estasposiciones est determinada por las estructuras primaria y terciaria de la protenade modo que, algunos residuos estn dispuestos en una relacin espacial quefavorece el acoplamiento y la formacin de T3 y T4, as, la tirosina en posicin 5,que acta como aceptora, tiene la posicin 130 como donadora y contieneentre el 33 y el 50% de la T4 (19).Se ha propuesto que el grupo sulfato presente en el sitio aceptor estabilizara launin de la Tg con la TPO, permitira la formacin del DIT aceptor y podra serun elemento potencial de regulacin de la sntesis (18).

2.6. Proteolisis de la tiroglobulina

La molcula de tiroglobulina, con las hormonas tiroideas unidas, que est almace-nada en el coloide es englobada por seudpodos de la membrana apical y pasade nuevo al interior del citoplasma mediante un proceso de endocitosis, macro ymicropinocitosis, formando gotas de coloide. Hacia stas migran lisosomas que sefusionan con las gotas de coloide dando lugar a fagolisosomas en los que porproteolisis se liberan las hormonas y se degrada la molcula de Tg. Inicialmente,se produce una proteolisis selectiva mediada por endopeptidasas del tipo de lascatepsinas principalmente B y L (cisten-proteasas) pero tambin D (asprtico-peptidasa) (21), tambin se ha descrito la presencia de catepsina H en el tiroides.Se ha sugerido que el dominio A de la molcula regulara la propia degradacinde la Tg madura mediante la inhibicin selectiva y reversible de las enzimas detipo cisten-proteasa (20).Despus de la accin de las endopeptidasas intervienen exopeptidasas que com-pletan la degradacin de la molcula liberando aminocidos, MIT, DIT, T3 y T4.La combinacin de catepsina B y dipeptidil hidrolasa libera T4 del residuo tirosina5. Los hidratos de carbono, los MIT y los DIT son reciclados en la clula. De las

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dos yodotirosinas, por accin de una yodotirosina desyodasa, una flavoprotenadependiente de NADP, se libera yoduro que ser utilizado de nuevo para la snte-sis de hormonas.Las hormonas tiroideas pasan a la sangre, posiblemente por medio de algunaprotena de transporte, pero antes parte de la T4 se convierte en T3 por accin dela enzima 5-yodotironina desyodasa tipo 1. Se conocen tres isoformas de yodoti-ronina desyodasa, tipo I o D1, tipo II o D2 y tipo III o D3, que constituyen ungrupo de protenas dimricas integrales de membrana que pueden activar o inac-tivar las hormonas tiroideas actuando sobre los anillos fenlico o tirosilo, respecti-vamente (22).

2.7. Transporte plasmtico, mecanismo de accin y efectos de lashormonas tiroideas

Una vez en la sangre las hormonas tiroideas circulan en su mayor parte unidas aprotenas (globulina fijadora de hormonas tiroideas o TBG, prealbmina unida atiroxina o transtiretina y albmina) y slo un porcentaje inferior al 0,05% de la T4 yun 0,3-0,4% de la T3 circulan en forma libre no unidas a protenas.Las hormonas tiroideas entran en la clula diana seguramente mediante transpor-tadores, aunque es posible que los mecanismos de transporte sean diferentes paradistintos tejidos. Recientemente, se han descrito varias molculas que pueden ac-tuar como transportadores, de las cuales el transportador denominado MCT8,perteneciente a la familia de los transportadores de cidos monocarboxlicos quese ha relacionado con el paso de T3 hacia el interior de la neurona y se ha loca-lizado adems en hgado, corazn y rin (23,24) y el polipptido 1C1, involu-crado en el transporte de T4 a travs de la barrera hematoenceflica (25,26) sonlos que tienen mayor afinidad y especificad por las yodotironinas.

2.7.1. Mecanismo de accinUna vez en el interior de la clula, la T4 es convertida en T3 por accin princi-palmente de la desyodasa tipo II o D2 y es la T3 la hormona que ejerce la ac-cin, fundamentalmente, a travs de su unin a receptores nucleares. Los recepto-res de hormona tiroidea (27,28) son protenas monomricas codificadas por dosgenes, alfa y beta, localizados en los cromosomas 17 y 3 respectivamente. Losproductos de estos genes se denominan TR y TR y poseen varios dominios fun-cionales de los cuales, los ms importantes son el dominio de unin con el ADN yel de unin con la T3. El primero reconoce secuencias especficas de ADN, de-nominadas elementos de respuesta a hormonas tiroideas (TRE), en los promotoresde los genes diana activando o reprimiendo su transcripcin. Del gen alfa seoriginan varias protenas de las cuales slo TR1 es capaz de unir ADN y T3, delgen beta se originan dos isoformas TR1, TR2 y dos variantes de significado

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fisiolgico desconocido, TR3 y TRDelta3, las tres primeras funcionales. TR1 esel ms abundante en cerebro, cerebelo y hueso; TR1 predomina en hgado ycclea; en corazn se han encontrado ambas isoformas, mientras que en hipfisisy retina es ms ayudante TR2.TR1 y TR1 seran responsables de la induccin de la sntesis de protenas, mien-tras TR2 desempea un papel importante en la regulacin que las hormonastiroideas ejercen sobre la tirotropina. Entre las protenas reguladas por la T3, seestimulan la GH, la cadena pesada -miosina y varias protenas involucradas enla lipognesis y se inhiben las cadenas y de la tirotropina, la cadena pesada-miosina y la fibronectina.Se han descrito, tambin, otros mecanismos de accin de las hormonas tiroideasque no estn mediados por receptores nucleares, denominados efectos no gen-micos, que se producen en las membranas plasmtica y nuclear, en las mitocon-drias, en el citosol y en el citoesqueleto y tienen lugar en varios tejidos (29). Enestos efectos no genmicos parecen estar involucrados: la va del fosfatidilinositol,protenquinasas C, procesos de fosforilacin de protenas y factores mitognicos(Mitogen activated protein kinase)

2.7.2. Efectos de las hormonas tiroideasLos principales efectos de las hormonas tiroideas se relacionan con:

1) El consumo de oxgeno en los tejidos y la termognesis.2) El metabolismo de carbohidratos (aumento de absorcin de glucosa, aumento

de la captacin celular mediada por la insulina, etc.)3) El crecimiento y desarrollo (activacin del ARNm de la hormona somatotropa,

aumento de la captacin de aminocidos por los tejidos y sntesis proteica)4) El metabolismo lipdico (favorecen la liplisis, disminuyen los niveles plasm-

ticos de colesterol, fosfolpidos y triglicridos)5) El sistema nervioso (necesarias para el desarrollo cerebral)6) El sistema cardiovascular (aumento de la frecuencia y el gasto cardiaco,

aumento de la presin sistlica)7) La reproduccin (esteroidognesis, espermatognesis, etc.)

Se han descrito diversas variables fisiolgicas que afectan a la funcin tiroidea:embarazo, feto, neonatos, niez, personas mayores, factores medioambientales yvariabilidad biolgica intra e interindividual.

2.8. Metabolismo

La estructura bsica de las hormonas tiroideas consiste en dos anillos bencnicosunidos por un puente de oxgeno (figura 2), uno de los cuales, denominado anillo

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interno, est unido a una cadena de alanina y el otro, anillo externo fenlico, a ungrupo fenilo. La T4 (3,5,3,5-L-tetrayodotironina) que posee cuatro tomos deyodo, dos en cada anillo, es la hormona mayoritaria en la secrecin tiroidea,mientras que la T3 (3,5,3-L-yodotironina) contiene un tomo de yodo en el anilloexterno y dos en el anillo interno y se produce, en su mayor parte, por prdida deun tomo de yodo en el anillo fenlico, tanto en el tiroides como en tejidos extrati-roideos.

Figura 2. Estructura de las hormonas tiroideas

A nivel perifrico, el 70-80% de la T4 se metaboliza por efecto de las enzimas 5-yodotironina desyodasa para formar T3. Como se ha citado anteriormente, se hancaracterizado tres isoformas capaces de desyodar T4 y otras yodotironinas menosyodadas, denominadas D1, D2 y D3. Pertenecen a una familia de selenoprote-nas y se diferencian entre s, entre otras razones, tanto por su preferencia por elsustrato sobre el que actan como por los tejidos en los que predominan. La D2cataliza nicamente la desyodacin en la posicin 5 y es la enzima principal enla generacin extratiroidea de T3 tiene gran importancia en el sistema nerviosocentral, la adenohipfisis y el tejido graso marrn y se ha encontrado tambin enotros tejidos como en la zona materna de la placenta y la piel. La D3 se ha locali-zado en el sistema nervioso central, la piel, la placenta, la retina y en hemangio-mas y slo desyoda la posicin 5, cuando acta sobre la T4 se forma triyodotiro-nina inversa o rT3 (3,3,5-L-triyodotironina), que es una hormona sin actividadbiolgica conocida y cuando su accin es sobre la T3 se origina diyodotironina

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(3,3-L-yodotironina o T2) que es tambin un metabolito inactivo. La D1 es capazde desyodar tanto la posicin 5 como la 5, se le atribuye la generacin hepticade T3 y se ha localizado adems en rin, pulmn y tiroides. Actualmente, sereconoce que los efectos de las hormonas tiroideas en los tejidos estn sometidosa cambios, independientes de su concentracin en sangre, debidos a su activa-cin o inactivacin por las yodotironinas desyodasas (30).Las hormonas tirodeas se degradan tambin en el hgado, sin desyodacin, con-jugndose con cidos glucurnico y sulfrico y excretndose a la bilis, eliminn-dose por las heces. Se ha descrito una circulacin enteroheptica de hormonas.

3. Regulacin de la funcin tiroidea

La funcin de la glndula tiroides est finamente regulada fisiolgicamente a dosniveles:a) Uno supratiroideo mediante el eje hipotalmico-hipofisario-tiroideo en el que

intervienen: la tirotropina (hipofisaria), la protirrelina (hipotalmica) y las pro-pias hormonas tiroideas (figura 3).

b) Otro intratiroideo en el que interviene el yodo orgnico intraglandular.La sntesis de hormonas tiroideas en el tirocito depende, bsicamente, de variosprocesos, ya mencionados (captacin del yoduro, sntesis de Tg, oxidacin yyodacin de la Tg, acoplamiento de yodotirosinas) en los cuales los dos regulado-res fisiolgicos principales son la tirotropina y el yodo.

3.1. Eje hipotalmico-hipofisario-tiroideo

El eje hipotalmico-hipofisario-tiroideo es la principal va de regulacin de la snte-sis y secrecin de las hormonas tiroideas (HT). La hormona principal del eje es latirotropina (TSH) que acta sobre el tiroides estimulando la produccin de hormo-nas tiroideas. La funcin de la TSH est, a su vez, bajo el efecto tanto de unahormona hipotalmica, la protirrelina (TRH), que estimula su sntesis y secrecin,como de las propias hormonas tiroideas que, mediante un mecanismo de retroac-cin negativa, inhiben su produccin. Las HT, adems, ejercen tambin un controlinhibidor sobre la produccin de TRH en el hipotlamo.Por ltimo, se han descrito, otros reguladores fisiolgicos como la somatostatina, ladopamina, los glucocorticoides y un gran nmero de pptidos hipofisarios quepodran actuar a nivel local de forma autocrina o paracrina.

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Figura 3. Regulacin eje hipotlamo-hipfiso-tiroideo

TRH

TSH

T4 - T3

+

-

-

+

3.1.1. TirotropinaEs una glucoprotena heterodimrica de 28 kDa sintetizada por las clulas tirotro-pas de la adenohipfisis (hipfisis anterior). Est compuesta por dos cadenas,denominadas a y b, unidas por enlaces no covalentes; la cadena tiene un pesomolecular de 13 kDa y es idntica a la cadena de las hormonas gonadotropas,folitropina (FSH) y lutropina (LH) y de la gonadotropina corinica (HCG). Su gense sita en el cromosoma 6. La cadena b, de 15 kDa, es la que confiere especifi-cidad funcional a la molcula porque es la que se une a un receptor especfico demembrana, su gen se localiza en el cromosoma 1. Para que la protena sea fun-cional se requiere que ambas cadenas estn unidas y de un proceso de glucosila-cin que le permite plegarse adecuadamente para que se formen puentes disulfu-

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ro. Su vida media es de 30 50 minutos. La secrecin de TSH es pulstil, entre 6y 12 picos al da, y presenta un ritmo circadiano con un pico mximo nocturno,antes de iniciarse el sueo.

3.1.1.1. Mecanismo de accinLa TSH se une a un receptor que es una protena integral de membrana de 764aminocidos compuesta de un dominio extracelular, siete dominios transmembranay un dominio citoplasmtico, localizada en la membrana basolateral del tirocito yque pertenece a la familia de los receptores acoplados a protena G. El gen selocaliza en el brazo largo del cromosoma 14.La unin de la TSH al receptor provoca una cascada de seales intracelulares porla va del AMPc y la protenquinasa A (PKA) que conducen a la fosforilacin yactivacin de factores de transcripcin que son los que, en ltima instancia, regu-lan la expresin de los genes diana. De estos factores de transcripcin los msconocidos son: el TTF-1, relacionado con la especificacin tiroidea (31), el TTF-2,relacionado con la migracin del tiroides (32), y el Pax 8, responsable de la for-macin de los folculos tiroideos (33). Recientemente, se han encontrado mutacio-nes en los genes de estos factores en pacientes afectos de hipotiroidismo congni-to (34). Adems de la va del AMPc, se ha demostrado que, en altasconcentraciones, la unin TSH-receptor activa la va Ca++/fosfatidilinositol modu-lando la expresin gnica (35).La TSH acta regulando la expresin de los genes del receptor de TSH, NIS, Tg,prendrina, y TPO.

3.1.1.2. Efectos fisiolgicos de la TSHLa accin de la TSH produce un incremento inmediato de la secrecin de hormo-nas tiroideas, mediante varios mecanismos (36):1. Estmulo del crecimiento de la glndula induciendo un aumento de la vascula-

rizacin, hipertrofia e hiperplasia de la glndula.2. Funcin glandular

a. Estimula la captacin y organificacin del yoduro.b. Aumenta la sntesis de tiroglobulina, su reabsorcin desde el coloide y la

proteolisis estimulando la actividad de las catepsinas B y L.c. Incrementa la actividad de la desyodasa D1.

3. Como factor de supervivencia tiroideo protegiendo la clula de la apoptosis.4. Es indispensable para el desarrollo ontognico de la glndula.5. Efectos extratiroideos. Se ha demostrado la presencia del receptor de TSH en

varios tejidos (linfocitos, adipocitos, testculo, glndulas suprarrenales, mucosaintestinal) por lo tanto, se ha sugerido que pueda tener efectos fuera del tiroi-des.

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3.1.2. ProtirrelinaLa protirrelina (TRH) es un tripptido (piroglutamil-histidil-prolinamida) que provienede un precursor, prepro-TRH de 242 aminocidos, que tras ser procesado dalugar a varios pptidos. Se produce en las neuronas de los ncleos paraventricula-res del hipotlamo a travs de cuyos axones llega a la eminencia media desdedonde es liberada a los capilares de un circuito portal por el que llega a la ade-nohipfisis ejerciendo un efecto estimulador sobre la secrecin de la TSH. En lasangre tiene una vida media que vara desde 2 minutos en animales con tirotoxi-cosis hasta 6 minutos en hipotiroideos. Se degrada mediante dos vas enzimti-cas, por accin de la TRH desaminasa y de la piroglutamil aminopeptidasa.

3.1.2.1. Mecanismo de accinLos efectos de la TRH se producen tras su unin a receptores especficos que per-tenecen a la familia de los receptores acoplados a protena G. Se han descritodos tipos de receptores, denominados TRHR1 y TRHR2, en mamferos y un tercertipo en anfibios TRHR3 (37). En humanos se expresa TRHR1, aunque en un recien-te trabajo se ha encontrado, junto a TRHR1 y nunca sola, expresin de TRHR2 enadenomas hipofisarios (38).La unin al receptor estimula la actividad fosfolipasa C que activa la cascadaCa++/ fosfatidilinositol, se produce aumento del calcio inico intracelular y activa-cin de protenquinasa C y se induce la transcripcin de genes a travs de facto-res de transcripcin (CREB, AP-1). La unin al receptor tambin estimula la MAPK(mitogen-activated protein kinase) que induce la transcripcin a travs del factorElk-1 (39). Se considera que la funcin de la TRH es la de actuar a modo de tiros-tato, fijando un punto de ajuste en el proceso de regulacin entre la hipfisis y eltiroides, actuando a modo de termostato.

3.1.2.2. EfectosEn ausencia de TRH, en pacientes con hipotiroidismo central o en animales que noexpresan TRH, la funcin tiroidea est deprimida debido a la baja actividad bio-lgica de la TSH.La TRH estimula la sntesis de las dos subunidades de la TSH y la liberacin de lahormona y ejerce un papel modulador en la glicosilacin de la TSH modificandosu procesamiento post-transduccional, alterando la composicin de carbohidratosde la molcula (40).La TRH se ha localizado en diversas estructuras del sistema nervioso y se ha pro-puesto que pueda actuar como neurotransmisor o neuromodulador. Se han descri-to efectos de la TRH sobre el metabolismo energtico, sobre la termognesis, ladisminucin del apetito, sobre la conducta, la funcin cardiovascular, el tono delsistema nervioso autnomo, etc. todos ellos mediados por el sistema nerviosocentral (41).

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3.1.3. Hormonas tiroideasComo ya se ha dicho, la concentracin de hormonas tiroideas (HT) en sangre, encondiciones fisiolgicas, es un mecanismo de control de la funcin del eje HHT.Las HT inhiben, mediante un efecto de retroaccin negativo, la funcin de la TSHy de la TRH a travs de distintos mecanismos. Cuando disminuye la concentracinplasmtica de HT por defecto primario de la glndula tiroidea (hipotiroidismoprimario), se produce un aumento de la sntesis y secrecin de TSH y TRH debidoa la disminucin o ausencia del efecto inhibitorio y, a la inversa, en casos deaumento de la concentracin plasmtica de HT de etiologa tiroidea (hipertiroidis-mo primario) se produce una disminucin, independiente de la causa que lo pro-duzca, de la sntesis y secrecin de TSH y TRH por el efecto de retroaccin nega-tivo citado. Adems, el exceso de HT hace que la concentracin de TSH perma-nezca suprimida o por debajo del intervalo de referencia durante mucho tiempo(4-6 semanas) despus de que se consiga corregir la causa del hipertiroidismo ylas concentraciones de HT vuelvan a la normalidad. Existe, por ltimo, una rela-cin lineal entre las concentraciones plasmticas de T4 y el logaritmo de las con-centraciones de TSH (42).

3.1.3.1. Mecanismo de accinLas HT regulan diferentes etapas de la sntesis y secrecin de TSH actuando sobrela hipfisis y el hipotlamo. Los mecanismos de accin de las HT en la regulacindel eje HHT siguen estando en estudio, algunos de ellos se exponen a continua-cin:1) Inhibicin de la transcripcin de los genes de las subunidades a y b de laTSH. Cuando la T3 se une a sus receptores nucleares en la adenohipfisis, seproduce una disminucin del ARN mensajero de ambas subunidades y este efectono es bloqueado por inhibidores de la sntesis proteica (43).2) Inhibiendo la liberacin de TSH almacenada en la adenohipfisis, procesoque se bloquea por la accin de inhibidores de la sntesis proteica (44).3) Por accin sobre la desyodasas hipofisarias. Se ha demostrado que la expre-sin de RNA mensajero de la D2 est disminuida en el hipertiroidismo primario yaumenta en el hipotiroidismo primario (45,46) y que, en ratas, la T3 aumentarpidamente los niveles hipofisarios de RNAm de D1 (47).4) Actuando sobre los propios receptores nucleares de las HT en la clula tirotro-pa (48,49) principalmente por inhibicin de la isoforma TR2 (tambin inhibenTR1 y estimulan TR1).5) Inhibiendo la TRH por estimulacin de la expresin gnica de la enzima piro-glutamil aminopeptidasa que degrada localmente la TRH (50).6) Modulando el nmero de receptores para TRH. Una inyeccin de T3 provocauna disminucin transitoria de la transcripcin de receptores de TRH en la hipfisis(50).

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7) Inhibiendo la sntesis de TRH por inhibicin de la isoforma TRb2 de los recep-tores de las HT (51).

3.1.4. Otros reguladores

3.1.4.1. En el tirocitoAdems de la TSH, se han descrito varias molculas con capacidad para regularlos mecanismos moleculares de expresin gnica en el tirocito. Tienen especialrelevancia la insulina y el factor de crecimiento insulinoide de tipo 1, si bien lainsulina ejerce su accin a travs del receptor de IGF1, que actan aditivamentecon la TSH induciendo la expresin de Tg y TPO a nivel transcripcional (52,53) yreprimiendo la expresin inducida por la TSH sobre el gen NIS (54). Otro factorde crecimiento, el TGF-b, acta sobre el NIS.

3.1.4.2. Eje HHTSe han descrito numerosas sustancias que podran tener efectos en la regulacindel eje HHT (tabla 1):

Tabla 1. Estimuladores e inhibidores de la secrecin de TSH

ESTIMULADORES INHIBIDORES

Leptina Sustancia P (sobre hipfisis)

Galanina Neuropptido Y

Estimuladores de la vas adrenrgias 2 Factor de crecimiento epidrmico

Pptidos de la familia de las bombesinas (neu-romedina B y pptido liberador de gastrina)

Factor de crecimiento de fibroblastos

Sustancia P (sobre hipotlamo) TNF

Neurotensina IL-1

IL-6

Estimuladores de las vas adrenrgicas 1

1. Hormonas, pptidos y neurotransmisores producidos en el hipotlamo u otraszonas del sistema nervioso central que actuaran regulando la actividad de la TSHcomo la somatostatina, las catecolaminas, los glucocorticoides o la sustancia P.La somatostatina es un pptido de origen hipotalmico que se secreta al circuitoportal cuya accin principal es la inhibicin de secrecin de somatotropina (GH) yque se ha demostrado que tiene efecto inhibidor sobre la secrecin de TSH dismi-nuyendo la amplitud de los pulsos de esta hormona, disminuyendo el nmero dereceptores hipofisarios de TRH e inhibiendo la proliferacin celular del tiroides. Ladopamina tiene tambin efecto inhibidor sobre la secrecin de TSH mediado por

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la accin negativa de sus receptores DA2 sobre la adenilato ciclasa e inhibiendola expresin de los genes de las subunidades a y b. Por ltimo, tambin los gluco-corticoides pueden considerarse como inhibidores fisiolgicos ya que inhiben elritmo circadiano y la pulsatilidad de la TSH (55).2. Algunos pptidos hipofisarios que podran actuar a nivel local de forma auto-crina o paracrina como la neuromedina B o el pptido liberador de gastrina(GRP). Molculas liberadas en infecciones o estrs como interleuquinas, cortisol osustancia P. Moduladores de la regulacin del hambre y la saciedad como laleptina, la galanina o la orexina. Finalmente, otras hormonas como la hormonaliberadora de corticotropina (CRH) o la hormona estimuladora de los melanocitos(MSH) tambin se han involucrado en la regulacin de la TSH. Los efectos de losestrgenos y el fro (que aumenta la secrecin de TRH en neonatos) son controver-tidos (55). En general, se requieren ms estudios en humanos que demuestren elverdadero papel fisiolgico de todos ellos.

3.2. Autorregulacin

3.2.1. Yodo tiroideoEn condiciones basales, cuando las concentraciones plasmticas de yoduro sonbajas disminuye la sntesis de hormonas y al administrar pequeas dosis de yodurovuelve a aumentar la sntesis. Desde hace tiempo se sabe que el yoduro es unregulador homeosttico de la sntesis de hormonas tiroideas in vivo incluso enausencia de TSH. Ya en 1948, Wolff y Chaikoff demostraron la existencia de unmecanismo de regulacin que permite evitar un hipertiroidismo inicial cuando sepresenta un exceso de yoduro, ya que, cuando las concentraciones plasmticasde yoduro se elevan bruscamente disminuye la formacin de yodotironinas (efectoWolff-Chaikoff agudo) y si las concentraciones de yoduro permanecen elevadaseste mecanismo de inhibicin desaparece (adaptacin o escape del efecto Wolff-Chaikoff) restaurndose la produccin (56) y evitando el hipotiroidismo que podraresultar si se mantuviera el efecto de inhibicin.Tras un aumento brusco, de 10 a 100 veces, de las concentraciones habitualesde yoduro se produce una reduccin de la formacin de AMPc en respuesta a laTSH, disminuyendo la sntesis de tiroglobulina y su yodacin. Cuando la concen-tracin de yoduro en plasma cae por debajo de los niveles crticos (20-30 g/mL)se restaura la formacin de yodotironinas pero, si la concentracin permanecemuy elevada y debido a un mecanismo de autorregulacin negativo intratiroideo,se reduce el transporte activo de yoduro lo que ocasiona una disminucin de suconcentracin en el interior del tirocito que cae por debajo del nivel requeridopara la inhibicin de la organificacin del yoduro y, entonces, se alcanza unasituacin de equilibrio en la que se secretan las mismas cantidades de hormonasque antes del bloqueo (13).

31

Se han descrito varios mecanismos que intervienen en este proceso de autorregu-lacin. En un estudio en ratas (57) se demostr que despus de la administracinde una dosis nica de yoduro (2000 g de NaI) el RNA mensajero del NIS dismi-nuye a las 6 y 24 horas, mientras que la protena slo disminuye a las 24 horas yque el RNAm de la TPO disminuye a las 24 h. Tras la administracin diaria deyoduro (0,05 % de NaI en el agua bebida) el RNAm de la TPO se reduce a los 6das. No se encontraron modificaciones en el RNAm del receptor de TSH ni de laTg ni tras la administracin a dosis nica ni diariamente. Estos datos sugieren queel escape del efecto Wolff-Chaikoff est causado por una disminucin de la fun-cin del NIS que implica menor transporte del yoduro en el tirocito.En otro estudio en cerdos (58), se ha comprobado que el yoduro inhibe la libera-cin de perxido de hidrgeno y la actividad NADPH oxidasa, necesarios para lasntesis y el acoplamiento de las yodotironinas. El yoduro reduce los niveles deRNAm del NIS y de la TPO pero no los de la enzima DUOX2 y, no obstante,inhibe la liberacin de H2O2 y la actividad NADPH oxidasa sugiriendo los autoresque una forma oxidada del yoduro inhibira la generacin de H2O2 por un meca-nismo postranscripcional reduciendo la capacidad de glicosilacin y, por lo tanto,la maduracin de la DUOX2.El yoduro actuara, tambin, como regulador de la sntesis de hormonas disminu-yendo la respuesta del tirocito a los efectos de la TSH por inhibicin de la vastanto de la adenilato ciclasa (59) como del inositol trifosfato (60) y de la fosfolipa-sa C (61).Otros efectos del yoduro se han relacionado con la inhibicin del transporte deaminocidos, la sntesis de protenas y la yodacin de las mismas. A elevadasconcentraciones se inhibe la secrecin de hormonas y la estimulacin de la hidrli-sis de la tiroglobulina que provoca la TSH. Este proceso de regulacin no estmediado por yodotironinas (13).

3.2.2. TiroglobulinaSe ha propuesto, tambin, que adems de la TSH y el yoduro, la tiroglobulinafolicular sera un regulador de la funcin tiroidea actuando sobre el transporte deyoduro y la sntesis hormonal y que in vivo el contenido de tiroglobulina de losfolculos podra tener un papel regulador dinmico de la funcin folicular. En con-diciones fisiolgicas no todos los folculos se encuentran en la misma fase funcionaly este modelo podra explicar esta heterogeneidad en condiciones de concentra-ciones de TSH y yoduro dentro de la normalidad (62,63).En un folculo donde la concentracin de tiroglobulina es mnima, con concentracionesde TSH constantes, se inducira la expresin de los genes del NIS, tiroglobulina, pero-xidasa y factores que aumentan la permeabilidad vascular permaneciendo limitada laexpresin del gen PDS (fase 1). Esta situacin producira una acumulacin de yoduro ytiroglobulina que inducira la expresin del gen PDS y conducira a un estado folicular

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de mxima sntesis hormonal (fase 2). Cuando la tiroglubulina se acumulase en canti-dad suficiente (fase 3) se suprimira la expresin de todos los genes implicados en eltransporte de yoduro y la sntesis de hormonas y el folculo estara preparado para losprocesos de resorcin del coloide, hidrlisis de la tiroglobulina y secrecin de hormo-nas. El proceso de resorcin es mucho ms rpido que el de la sntesis de tiroglobulinapor lo tanto la concentracin de sta disminuye rpidamente y se volvera a iniciar elproceso. Como las cinticas de biosntesis y resorcin son diferentes, la funcin de losfolculos no est sincronizada y esta circunstancia explicara el hallazgo, en histologa,de diferentes estados funcionales foliculares.

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Captulo 2

Medida de las concentraciones de tirotropina,hormonas tiroideas, yodo, tiroglobulina y

autoanticuerpos antitiroideos

NIEVES LPEZ LAZARENOLaboratorio de Hormonas y Biomarcadores

Servicio de BioqumicaHospital General Universitario Gregorio Maran

Madrid

1. Introduccin

Las pruebas bioqumicas constituyen el pilar fundamental para el diagnstico yseguimiento de la enfermedad tiroidea. A pesar de los avances en los instrumentosde medicin y las mejoras en la sensibilidad y especificidad de los ensayos actua-les, todava se observa variabilidad mtodo a mtodo y susceptibilidad a lasinterferencias.La amplia variedad de herramientas disponibles para evaluar la funcin tiroidea,gener por parte de numerosas organizaciones profesionales la idea de racionali-zar su uso mediante recomendaciones prcticas que no excluyeran la relacincosto-beneficio. La Nacional Academy of Clinical Biochemistry (NACB), elaboren 2003 una gua de consenso con una serie de recomendaciones para las prue-bas diagnsticas de laboratorio.

2. Tirotropina

Durante ms de veinticinco aos los mtodos para la determinacin de tirotropina(TSH) han sido capaces de detectar los aumentos de esta hormona caractersticosdel hipotiroidismo primario. Sin embargo, los mtodos modernos ms sensibles,tambin posibilitan la deteccin de valores bajos de TSH tpicos del hipertiroidis-mo. Estos nuevos mtodos son ensayos inmunomtricos no isotpicos (IMA), dispo-nibles para una variedad de autoanalizadores para inmunoanlisis. La mayora delos mtodos actuales estn en condiciones de alcanzar una sensibilidad funcionalde 0,02 mUI/L o menor, necesaria para la deteccin de todo el rango de valoresde TSH comprendidos entre el hipo y el hipertiroidismo. Esta sensibilidad permite

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distinguir entre una TSH francamente suprimida tpica de la tirotoxicosis severa deGraves (TSH < 0,01 mUI/L) y los grados menores de supresin (TSH 0,01 0,1mUI/L) que se observan en el hipertiroidismo leve y en ciertos pacientes con en-fermedades no tiroideas.En la ltima dcada, la estrategia diagnstica para el uso de las determinacionesde TSH ha cambiado como resultado de los avances en la sensibilidad de losmtodos. En la actualidad, se reconoce que la determinacin de TSH es mssensible que la de T4L para la deteccin tanto de hipo como del hipertiroidismo.En consecuencia, algunos pases promueven la determinacin de TSH como estra-tegia primaria para el diagnstico de la disfuncin tiroidea en pacientes ambulato-rios (siempre que el mtodo de determinacin tenga una sensibilidad funcional 0,02 mUI/L). Otros pases, prefieren an la combinacin de TSH + T4L, ya que ladeterminacin de TSH como estrategia primaria no siempre detecta a los pacien-tes con hipotiroidismo central ni los tumores hipofisarios secretores de TSH (1).Otra desventaja de la estrategia basada en la determinacin de TSH es que larelacin TSH-T4L no se puede utilizar como parmetro de validacin clnica paradetectar interferencias o condiciones poco habituales caracterizadas por discor-dancias en dicha relacin.

2.1. Especificidad

La especificidad de los ensayos de TSH esta influenciada por: La heterogeneidad de la TSH Los problemas tcnicos Las reacciones cruzadas

a) Heterogeneidad de la TSHLa TSH es una molcula heterognea con diferentes isoformas que circulan ensangre y que estn presentes en los extractos hipofisarios utilizados para la estan-darizacin de los ensayos (Medical Research Council (MRC) 80/558). En elfuturo, las preparaciones de TSH humana recombinante (rhTSH) se podran utilizarcomo estndares primarios para los inmunoanlisis de TSH (2). Los mtodos TSHIMA actuales utilizan anticuerpos monoclonales que eliminan virtualmente la reacti-vidad cruzada con otras hormonas glucoproticas. Estos mtodos, sin embargo,pueden detectar eptopos de isoformas anormales de TSH secretadas por algunosindividuos eutiroideos, as como por algunos pacientes con patologas hipofisarias.Por ejemplo, los pacientes con hipotiroidismo central provocado por disfuncinhipofisaria o hipotalmica, secretan isoformas de TSH con glucosilacin anormal yreducida actividad biolgica. La mayora de los mtodos, paradjicamente midenestas isoformas de TSH como normales o incluso elevadas (3). As mismo, es posi-ble observar niveles paradjicamente normales de TSH en pacientes con hiperti-

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roidismo debido a tumores hipofisarios, ya que secretan isoformas de TSH conaumento de la actividad biolgica (4).

b) Problemas tcnicosLos problemas durante el desarrollo de la tcnica, como los pasos de lavados malrealizados, pueden dar resultados falsamente elevados de TSH (5). Adems, cual-quier sustancia interferente en la muestra (por ejemplo, los anticuerpos heterfilosHAMA) que produzca un ruido de fondo elevado o un falso puente entre los anti-cuerpos de captura y de seal, crear una seal alta en el soporte slido que seinterpretar como un resultado falsamente elevado.

c) Interferencias en los resultados de TSHEl mtodo convencional de laboratorio para verificar la concentracin de un anali-to, como la dilucin, no siempre detecta un problema de interferencia. Como losmtodos varan en su susceptibilidad hacia la mayora de las sustancias interferen-tes, el modo ms prctico de evaluarla es medir la concentracin de TSH en lamuestra utilizando un mtodo de otro fabricante y comprobar si hay una discor-dancia significativa entre los valores. Cuando la variabilidad de las determinacio-nes de TSH en la misma muestra con mtodos diferentes supera los valores espe-rados (>50% de diferencia), es posible que haya interferencia. Los controlesbiolgicos tambin pueden resultar tiles para verificar un resultado inesperado.Los valores inapropiadamente bajos de TSH se pueden verificar con una pruebade estimulacin de TRH (200 g I.V.), el cual se espera que eleve la TSH a msdel doble (incremento >_ 4 mUI/L) en individuos normales. En los casos de TSHinapropiadamente elevada, se esperara que una prueba de supresin con hor-mona tiroidea (1mg L-T4 o 200 g L-T3, por va oral) suprima la TSH en ms deun 90 % a las 48 horas en individuos normales.

2.2. Sensibilidad

Histricamente, la calidad de un mtodo para determinar TSH se ha establecidoa partir de un patrn clnico: la capacidad del ensayo para discriminar niveleseutiroideos (~ 0,4 a 4,0 mUI/L) de concentraciones extremadamente bajas(

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Casi todos los fabricantes han abandonado el uso del parmetro sensibilidad anal-tica para expresar la sensibilidad de un ensayo de TSH, que se calcula a partir dela precisin intraensayo del calibrador cero, porque no refleja la sensibilidad delmtodo en la prctica clnica (6). Como alternativa se ha adoptado el parmetrosensibilidad funcional, que se calcula a partir del coeficiente de variacin (CV)interensayo del 20% para el mtodo y que se utiliza para establecer el valor mnimoque se puede informar para esa determinacin.El uso de la sensibilidad funcional como lmite de deteccin es un enfoque conser-vador para garantizar que cualquier resultado de TSH informado no sea simple-mente ruido del ensayo. Adems, el coeficiente de variacin del 20 % entreensayos se aproxima a la mxima imprecisin requerida para los ensayos usadoscon fines diagnsticos.La sensibilidad funcional es el criterio de calidad ms importante que debe influiren la seleccin de un mtodo para la determinacin de TSH. Los factores prcticoscomo el instrumental, el tiempo de incubacin, el coste y el soporte tcnico, si bienimportantes, son consideraciones secundarias. Los laboratorios deberan utilizarintervalos de calibracin que optimicen la sensibilidad funcional, incluso si la re-calibracin se debe realizar con mayor frecuencia que la recomendada por elfabricante, por lo tanto los criterios a tener en cuenta seran: Seleccionar un mtodo para TSH que tenga una sensibilidad funcional 0,02

mUI/L. Establecer la sensibilidad funcional independientemente del fabricante. No hay justificacin cientfica para realizar el ensayo con un mtodo menos

sensible y luego si es necesario, con uno ms sensible (la menor sensibilidadgenera valores falsamente elevados no falsamente bajos).

3. Tiroxina total y triyodotironina total

La tiroxina (T4) es la principal hormona secretada por la glndula tiroides. Toda laT4 circulante deriva de la secrecin tiroidea. Por el contrario, slo aproximada-mente el 20% de la triyodotironina (T3) circulante es de origen tiroideo. La mayorparte de la T3 circulante se produce por accin enzimtica en tejidos no tiroideospor la 5 monodesyodacin de la T4. En efecto, la T4 aparece como una pro-hormona de la T3, biolgicamente ms activa. La mayor parte de la T4 circulante(~99,98%) est ligada a protenas plasmticas de transporte especficas: la globu-lina transportadora de tiroxina (TBG) (60-75%), la TTR/TBPA (transtirretina/prealb-mina) (15-30%) y la albmina (~10%). Aproximadamente el 99,7% de la T3 circu-lante est unida a las protenas plasmticas, especficamente a la TBG, con unaafinidad diez veces menor que la observada para la T4. Las hormonas tiroideasunidas a protenas no ingresan a las clulas y, por lo tanto, se las considera bio-

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lgicamente inertes, y funcionan como reservorios para la hormona tiroidea circu-lante. Por el contrario, las pequeas fracciones de hormona libre penetran fcil-mente en las clulas mediante mecanismos especficos de transporte a travs de lamembrana para ejercer sus efectos biolgicos. En la hipfisis, el mecanismo deretroalimentacin negativo de las hormonas tiroideas sobre la secrecin de TSHest mediado principalmente por la T3 producida in situ a partir de la T4 libre queentra en las clulas tirotropas.Tcnicamente, ha sido ms fcil desarrollar mtodos para medir las concentracio-nes de hormonas tiroideas totales (libres + unidas a protenas), que estimar laspequeas concentraciones de hormonas libres. Esto se debe a que las concentra-ciones de hormonas totales (tiroxina total o T4T y triyodotironina total o T3T) sedeterminan a niveles nanomolares mientras que las concentraciones de hormonaslibres (T4L y T3L) se miden en el rango de picomoles, y para ser vlidas, esasmediciones deben estar libres de interferencia por las concentraciones mucho msaltas de hormonas totales.

3.1. Mtodos para la determinacin de hormonas tiroideas totales

Los mtodos para determinar T4T y T3T sricas han evolucionado a travs dediversas tecnologas durantes las ltimas cuatro dcadas. Los ensayos de PBI, dela dcad