Fisiología de las Hormonas Tiroideas: Síntesis, Transporte y Regulación

Formación y secreción de hormonas tiroideas

El 90% de la producción del tiroides corresponde a T4, y el 10% restante corresponde a la secreción de T3. Parte de la T4 sintetizada pierde un yodo y se transforma en T3 en la periferia (una vez secretada), ya que es la forma fisiológicamente activa. La potencia de la T3 es cuatro veces superior a la de T4, pero su vida media es más corta. El tiroides está constituido por numerosas estructuras esféricas y huecas, denominadas folículos tiroideos. Estas estructuras constituyen la unidad funcional del tiroides. Como ya hemos dicho, se trata de estructuras esféricas revestidas por un epitelio de células cuboideas, y en su interior se encuentra coloide, un líquido con abundantes proteínas.

Síntesis de T4

Dada la importancia única del yoduro en la fisiología del tiroides, la descripción de la síntesis de hormona tiroidea pasa por comprender el recambio del yoduro. Cada persona ingiere al día una media de 100-200 mcg de este elemento. Las necesidades de yodo son muy pequeñas pero muy importantes. Posteriormente, se produce la captación del yoduro por el tirocito (tiroides); este proceso constituye el transporte del yodo a las células glandulares tiroideas. Gracias a una bomba de yoduro, éste penetra en la célula, donde alcanza concentraciones 30 veces superiores a la concentración de yoduro en sangre. A continuación se produce la síntesis de tiroglobulina, una macroproteína (peso molecular 670.000) que contiene muchas moléculas de tiroxina. Los folículos tiroideos acumulan de manera activa yoduro (I) a partir de la sangre y los segregan al coloide. Una vez que el yoduro ha entrado en el coloide, se oxida a yodo. Esto se realiza gracias a la peroxidasa tiroidea, una enzima situada en la membrana apical del tirocito. Cuando el yodo está oxidado, se produce su organificación. Es decir, el yodo se une a aminoácidos específicos (tirosina) en el interior de la cadena polipeptídica de la tiroglobulina gracias a la enzima yosidasa. La unión de un átomo de yodo a la tirosina da lugar a la monoyodotirosina (MIT); la unión de dos yodos da lugar a la diyodotirosina (DIT). En el interior del coloide, las enzimas modifican la estructura de la MIT y la DIT, y dan lugar a su acoplamiento. Cuando se unen dos moléculas de DIT modificadas de manera adecuada, se forma una molécula de T4. La combinación de una molécula de MIT con otra de DIT da lugar a la formación de T3. En este momento, la T4 y la T3 todavía están unidas a la tiroglobulina. Posteriormente, las células del folículo captan vesículas de coloide; éstas contienen proteinasas que digieren o degradan la tiroglobulina, liberando T4 y T3. Cuando se digiere la tiroglobulina también se liberan MIT y DIT, que no son biológicamente activos. La enzima desiodasa se encarga de captar el yodo procedente de MIT y DIT, ya que es un bien escaso. Este yodo se puede usar, lógicamente, para sintetizar hormona tiroidea. Finalmente, se produce la síntesis y secreción, en donde se genera un 90% de T4 y un 10% de T3. Pero parte de la T4 secretada se transforma en T3. A los tejidos de nuestro cuerpo les llegan cada día unos 90 mcg de T4 y unos 35 mcg de T3.

Transporte de T4 y T3 a los tejidos

La hormona tiroidea tiene de forma característica unas proteínas plasmáticas transportadoras. La más característica es la TBG que transporta el 80% de T4. También tenemos una prealbúmina que se encarga del transporte del 10-15% de T4 y, por último, la albúmina lleva una pequeña cantidad de T4. Sin embargo, las proteínas transportadoras presentan una mayor afinidad por la T4 que por la T3 (unas 10 veces mayor). Debido a ello, la cantidad de T3 que permanece en el plasma sin unir a proteínas es aproximadamente 10 veces mayor que la cantidad de T4 libre. Además de desplazar a la hormona, las proteínas transportadoras son capaces de aumentar la vida media de éstas. Lógicamente, la vida media de T4 (7 días) será mucho mayor que la de T3 (1 día), ya que es el tipo de hormona que se une con más frecuencia a las proteínas transportadoras.

Acciones de las hormonas tiroideas

Incrementan la transcripción de gran número de genes (actúan por tanto a nivel nuclear). Esto provoca un aumento de enzimas y proteínas que tienen una función activadora del organismo.
Actúan a nivel de los receptores nucleares cerca del ADN. A estos receptores se une un 90% de T3 y un 10% de T4.
Provocan, sobre todo, efectos metabólicos: incremento del metabolismo basal (gasto energético en reposo), pudiendo llegar hasta un aumento del 100% en el hipertiroidismo. Por tanto, incrementan las organelas celulares responsables del gasto energético (aumento de mitocondrias en número y tamaño).
Cuando están en exceso, provocan un desacoplamiento de la fosforilación oxidativa (se da en el hipertiroidismo); es decir, se desacopla la síntesis de ATP. En estos casos se pierde más energía en forma de calor.
Aumentan la actividad de la enzima Na-K-ATPasa, una enzima clave en la fisiología celular que permite mantener el potencial de membrana y un nivel mayor de K dentro de la célula.
Ejercen un efecto primordial sobre el crecimiento. Su falta retrasa la maduración ósea.
Son fundamentales para el desarrollo del SNC, sobre todo en los períodos en los que éste desarrollo es más importante (en el feto y el neonato).

Acciones específicas de las hormonas tiroideas

Estimulan el metabolismo de los hidratos de carbono.
Estimulan el metabolismo de los lípidos, aunque tienden a disminuir el colesterol.
Estimulan el metabolismo basal (>100% o <>100%).
El exceso de hormonas tiende a disminuir el peso.
Tienen efectos cardiovasculares muy importantes: producen un incremento del gasto cardíaco, de la frecuencia cardíaca, del flujo sanguíneo, de la fuerza del latido cardíaco y de la presión arterial sistólica.
Producen un aumento de la intensidad y frecuencia respiratoria.
Generan un incremento de la motilidad intestinal.
En general, ejercen una acción activadora sobre el SNC.
Incrementan la actividad muscular pero, cuando hay un exceso hormonal, se produce un temblor muscular característico.
Incrementan la actividad de otras glándulas endocrinas (Ins, PTH).

Regulación de la secreción de hormonas tiroideas

La regulación de la hormona tiroidea se realiza a través del eje hipotalámico-hipófiso-tiroideo. La secreción de hormonas tiroideas es estimulada por la hormona estimulante del tiroides (TSH) secretada por la hipófisis anterior. La secreción de TSH es estimulada por la hormona de liberación de tirotropina (TRH) secretada a su vez por el hipotálamo. La estimulación queda equilibrada por la retroalimentación negativa inducida por las hormonas tiroideas, que inhiben la producción de TSH y TRH.

TSH

Se trata de una hormona glucoproteica que estimula todos los pasos que permiten la síntesis y liberación de hormonas tiroideas. Provoca:

Proteolisis de la tiroglobulina y liberación de hormonas tiroideas.
Aumento de la bomba de yoduro y captación del mismo.
Aumento de la yodación y del acoplamiento de la tirosina.
Aumento del tamaño y secreción de las células tiroideas.
Aumento del número de células tiroideas y transformación de las mismas en elementos cilíndricos.

Esta hormona emplea como segundo mensajero el AMPc.

TRH

Se trata de una hormona hipotalámica que regula la secreción de TSH. Es un péptido de 3 aminoácidos (muy pequeño) que actúa a través de un receptor de membrana. Sus segundos mensajeros son los fosfolípidos y el calcio. Aunque el hipotálamo también manda señales negativas, su efecto sobre la hipófisis es predominantemente estimulador.

Acciones de los mineralocorticoides

Fundamentalmente, provocan disminución del K circulante y aumento del Na y del volumen circulante o plasmático. Los mineralocorticoides actúan sobre minerales de importancia biológica. Como ya hemos dicho anteriormente, la aldosterona representa el 90% de la actividad mineralocorticoide, mientras que el cortisol y la deoxicorticosterona (DOCA) representan el resto.

Acciones de los glucocorticoides

Como ya hemos dicho anteriormente, el cortisol es responsable de al menos el 95% de la actividad glucocorticoidea. Los glucocorticoides actúan sobre la actividad metabólica de todo el organismo:

Efectos sobre el metabolismo de los hidratos de carbono

Estimulan la gluconeogénesis (aumento de la síntesis de glucógeno a partir de aminoácidos).
También disminuyen la utilización celular de glucosa, provocando un incremento de glucosa en sangre (hiperglucemia).

Efectos sobre el metabolismo de las proteínas

Disminuyen el contenido celular de proteínas debido a una disminución de su síntesis y a un aumento del catabolismo. Sin embargo, generan un incremento del nivel de proteínas hepáticas y plasmáticas, y producen un incremento del nivel de aminoácidos en sangre.

Efectos sobre el metabolismo de los lípidos

Aumentan el catabolismo lipídico y provocan un incremento del depósito graso en el organismo (obesidad).

Otros efectos

Los glucocorticoides también tienen otros efectos, quizás los más importantes:

Se trata de hormonas adaptativas, que nos permiten responder a las situaciones de estrés (p.ej., ante situaciones de estrés el organismo libera cortisol). Si no tuviésemos cortisol, no responderíamos correctamente a esas situaciones y podríamos llegar a morirnos.
- Poseen importantes acciones antiinflamatorias o reguladoras de la inflamación. Por tanto, actúan disminuyendo la permeabilidad capilar, la fiebre y la migración de leucocitos, inhiben la inmunidad y estabilizan los lisosomas, impidiendo la liberación de enzimas.
- Ejercen una acción antialérgica, ya que actúan disminuyendo la respuesta inflamatoria a la alergia.
- También disminuyen los leucocitos, los eosinófilos y la respuesta inmune. Además, incrementan los eritrocitos.

Los glucocorticoides tienen una gran utilidad como fármacos, aunque presentan efectos secundarios si se ingieren en exceso. Por ejemplo, al disminuir la inmunidad podríamos llegar a padecer una serie de problemas. Además, habría riesgo de padecer osteoporosis corticoidea (disminución de la masa ósea) y provocarían un aumento de peso importante en el individuo.