La tiroide è una ghiandola a forma di farfalla, collocata nella parte più bassa e anteriore del collo, al di sotto del cosiddetto “pomo di Adamo” (cartilagine tiroidea) e al di sopra della “fossetta del giugulo” e dello sterno. La tiroide è quindi un organo piuttosto piccolo, ma è comunque importante perché regola lo sviluppo e la crescita, i processi metabolici ed il consumo di energia dell’intero organismo attraverso la produzione di due ormoni: la tiroxina (T4) e la tri-iodotironina (T3).
Cos'è la Tiroide e Come Funziona?
Prima di approfondire l'argomento è necessario ricordare che gli ormoni sono "messaggeri chimici" sintetizzati e secreti da tessuti specializzati, che svolgono la loro funzione biologica mediante diversi meccanismi d'azione. Uno di questi riguarda le ghiandole endocrine, che trasmettono uno specifico ordine biologico alle cellule bersaglio, liberando tali sostanze nel torrente circolatorio. La tiroide è composta da "sacchetti sferici", detti follicoli tiroidei, che fungono sia da "fabbrica" che da "magazzino" per gli ormoni. Gli ormoni tiroidei sono responsabili del corretto funzionamento di molti organi e tessuti corporei.
Il tessuto tiroideo è costituito da un elevato numero di follicoli tiroidei, le cui pareti sono costituite da un unico strato di cellule follicolari, altrimenti note come cellule tiroidee. La tiroide è una ghiandola altamente vascolarizzata, l'apporto di sangue è garantito dalle arterie tiroidee superiori e inferiori che danno origine a una fitta rete di capillari. Dimensioni e peso della tiroide dipendono dall'età e dal sesso e, in qualsiasi caso, possono sensibilmente variare da individuo a individuo. Nonostante le sue dimensioni contenute, la tiroide gioca un ruolo chiave e di estrema importanza in moltissime funzioni dell'organismo. Per fare giusto qualche esempio, essa è coinvolta nella regolazione della temperatura e del peso corporei, nella regolazione dell'appetito e dell'umore; è importante per il funzionamento intestinale; può influenzare il battito cardiaco ed è coinvolta perfino nel metabolismo del calcio.
Ormoni Tiroidei: T3, T4 e Calcitonina
Come accennato, gli ormoni prodotti dalla tiroide sono la triiodotironina (T3), la tiroxina o tetraiodotironina (T4) e la calcitonina. Quest'ultima è prodotta nelle cellule parafollicolari ed è implicata - insieme al paratormone - nella regolazione del metabolismo del calcio. T3 e T4 sono presenti in grande quantità nella colloide all'interno dei follicoli tiroidei, non in forma libera, bensì legati - tramite legami peptidici - ad una particolare glicoproteina nota come tireoglobulina.
- Tiroxina (T4): Ormone principale prodotto dalla tiroide.
- Triiodotironina (T3): Forma più attiva degli ormoni tiroidei a livello cellulare.
- Calcitonina: Ormone coinvolto nella regolazione del metabolismo del calcio.
Sintesi degli Ormoni Tiroidei
Lo iodio è essenziale per il corretto funzionamento della tiroide, in quanto è presente nella struttura chimica di entrambi gli ormoni tiroidei e partecipa in maniera determinante al controllo della loro produzione e liberazione nel circolo ematico. Per questo motivo, è molto importante assicurare un sufficiente apporto dell'elemento, che avviene soprattutto con la dieta, cioè mediante il consumo di alcuni alimenti, come, ad esempio, pesci di mare, crostacei o prodotti contenenti sale iodato. Un'assunzione insufficiente di iodio comporta un'alterata sintesi e ridotte concentrazioni degli ormoni tiroidei, che possono provocare diverse manifestazioni cliniche.
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Per quanto riguarda la sintesi degli ormoni tiroidei, lo iodio assunto con l'alimentazione viene assorbito a livello intestinale, viene estratto dal plasma e concentrato nelle cellule follicolari sotto forma di ioduro (I-), con un meccanismo di trasporto attivo: il simporto Na+/I- (NIS cotrasporta contro gradiente elettrochimico 2 ioni sodio ed 1 iodio). Lo ioduro captato dalla tiroide viene immagazzinato all'interno della colloide, dove viene organicato a I2 grazie all'enzima tireoperossidasi (TPO).
Nella colloide, si trovano anche gli enzimi per la sintesi di T3 e T4 e la tireoglobulina (Tg), che funge da precursore per gli ormoni tiroidei. La tiroxina e la triiodiotironina derivano, infatti, dall'amminoacido tirosina e la tireoglobulina (Tg) fornisce proprio i residui tirosinici necessari per formare lo scheletro della loro struttura chimica.
Le fasi della sintesi iniziano con l'intervento dell'enzima tireoperossidasi (TPO), che catalizza la reazione di iodinazione della tirosina: l'addizione di uno ione ioduro forma la monoiodotirosina (MIT) e l'aggiunta di un secondo ioduro alla stessa molecola costituisce la diiodotirosina (DIT).
Organicazione dello iodio: una volta convertito nella sua forma molecolare, lo iodio deve formare un legame con la tirosina (iodazione della tirosina). La iodazione avviene in quelle molecole di tirosina già legate nelle catene polipeptidiche della tireoglobulina ed è catalizzata da enzimi specifici noti come iodasi (ioduro perossidasi o tireoperossidasi - TPO). Al termine di questo processo, si formano - attaccati alla catena tireoglobulinica - due precursori degli ormoni tiroidei: la monoiodotirosina o MIT e la diiodotirosina o DIT.
Formazione di T3 e T4: senza entrare nei particolari delle reazioni che portano alla formazione degli ormoni tiroidei oggetto d'interesse in questo articolo, ci limiteremo a dire che T3 e T4 si formano per accoppiamento dei precursori sopra citati, monoiodotirosina (MIT) e diiodotirosina (DIT): l'accoppiamento di due molecole di DIT dà origine alla tiroxina (tetraiodotironina o T4, che dir si voglia); mentre l'accoppiamento di una molecola di MIT e di una molecola di DIT dà origine alla triiodotironina (o T3).
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Curiosamente, infatti, la tiroide è l'unica ghiandola endocrina che possiede la capacità di accumulare gli ormoni in sede extracellulare, prima del loro rilascio. La sintesi e la secrezione degli ormoni tiroidei sono strettamente regolate da meccanismi molto sensibili. Gli ormoni tiroidei sono soggetti solo a piccole variazioni: i loro livelli plasmatici sono praticamente stabili, poiché il principale meccanismo di contro-regolazione della tiroide è a feed-back negativo.
Mediante fagocitosi, la tireoglobulina con annessi T4 e T3 viene reincorporata nel lume della cellula follicolare e si fonde con una vescicola (lisosoma). T4 e T3 vengono trasportati nel circolo da proteine plasmatiche: TBG (globulina legante la tiroxina), TTR (transtiretina) e albumina. Gli ormoni tiroidei in circolo sono rappresentati soprattutto da T4. Nonostante sia secreto in quantità inferiori, infatti, T3 rappresenta la forma più attiva a livello cellulare: si può ottenere tramite desiodazione di T4, che dunque rappresenta un "preormone".
Gli ormoni tiroidei, una volta giunti a destinazione, sono in grado di attraversare la membrana plasmatica, per legarsi al loro recettore, presente all'interno delle cellule bersaglio.
Per completezza d'informazione, di seguito verranno riportate anche le diverse fasi che portano alla secrezione di T3 e T4 nel circolo ematico, senza tuttavia entrare nel dettaglio. T4 e T3 vengono immesse in circolo in un rapporto di circa 10:1, quindi, con un rapporto inferiore rispetto a quando si trovano legate alla tireoglobulina. I precursori della iodotironine, MIT e DIT, invece, non vengono rilasciati nel circolo sanguigno, ma subiscono una totale deiodazione all'interno delle cellule tiroidee ad opera dell'enzima iodotirosina deiodasi, che non ha effetti su T3 e T4.
Nel circolo ematico, circa il 90% degli ormoni tiroidei presenti è rappresentato dalla T4; mentre solo il restante 10% è rappresentato dalla T3. Il legame di T4 con queste proteine è più forte di quello di T3. Gli ormoni tiroidei vengono trasportati nel circolo ematico in forma legata per raggiungere i tessuti sui quali agiscono. Nonostante ciò, la metà degli ormoni tiroidei vengono resi insolubili nel fegato in forma di solfati o glicuronati, vengono escreti con la bile e scissi nei loro costituenti a livello enterico.
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Funzioni degli Ormoni Tiroidei
Gli ormoni tiroidei T3 e T4 svolgono nell'organismo numerose e complesse funzioni che interessano pressoché tutti gli organi e i tessuti. Gli ormoni tiroidei esercitano differenti azioni sul metabolismo, variabili tuttavia in funzione della concentrazione cui si trovano. Ad ogni modo, fra le azioni certamente più note esercitate dagli ormoni della tiroide vi sono quella termogenetica e quella di incremento del metabolismo energetico. Gli ormoni tiroidei contribuiscono in modo fondamentale alla spesa energetica ed alla produzione endogena di calore, regolando direttamente il metabolismo basale. Questo consiste nel dispendio energetico dell'organismo in condizioni di riposo e comprende la quantità minima di energia necessaria per il mantenimento delle funzioni vitali basilari, come la respirazione, la circolazione sanguigna e le attività del sistema nervoso.
Se gli ormoni tiroidei aumentano, accelera l'attività metabolica nella maggior parte dei tessuti. Parte di questo effetto è dovuto all'azione diretta degli ormoni T3 e T4 sui mitocondri, le centrali energetiche della cellula.
- Metabolismo Glucidico: Favoriscono l'assorbimento intestinale degli zuccheri, potenziando l'azione dell'insulina.
- Metabolismo Lipidico: Sono implicati con effetti diversi a seconda del loro dosaggio.
- Apporto di Ossigeno: Garantiscono ai tessuti l'apporto di ossigeno necessario, aumentando la ventilazione polmonare e la gittata cardiaca.
Per quanto riguarda il metabolismo glucidico, questi favoriscono l'assorbimento intestinale degli zuccheri, potenziando l'azione dell'insulina. Nel metabolismo lipidico, gli ormoni tiroidei sono implicati con effetti diversi a seconda del loro dosaggio. Tutto ciò ha lo scopo di garantire ai tessuti l'apporto di ossigeno necessario. Per raggiungere questo obiettivo, gli ormoni tiroidei possono determinare anche l'aumento della ventilazione polmonare, la quale, per risultare efficiente, necessita di un aumento della gittata cardiaca, cioè il cuore viene indotto a pompare di più.
Gli ormoni tiroidei sono necessari per lo sviluppo del sistema nervoso centrale nel feto e nelle prime settimane di vita perché svolgono un importantissimo ruolo nel differenziamento e nella crescita delle strutture nervose, oltre a garantire il normale sviluppo del cervello. Una carenza di T3 e T4 in età infantile può portare una forma di danno cerebrale irreversibile chiamato cretinismo, caratterizzato da un incompleto sviluppo del sistema nervoso centrale e da ritardo mentale.
La normale funzione della tiroide è importante anche per il sistema riproduttivo. Gli ormoni tiroidei, infatti, influenzano lo sviluppo e la maturazione dei testicoli e delle ovaie, assicurando la corretta spermatogenesi e l'attività riproduttiva per l'uomo e la regolarità del ciclo mestruale e il mantenimento della gravidanza nella donna.
Possiamo affermare che gli ormoni tiroidei piuttosto che intervenire in una singola sede di azione, modulano attività multiple e coordinate, permettendo di mantenere le normali funzioni fisiologiche dell'intero organismo. Altri specifici effetti biologici variano da un tessuto all'altro. Vale la pena aggiungere che gli ormoni tiroidei sono indispensabili per l'azione dell'ormone della crescita o GH e producono effetti sensibili sull'apparato muscolo-scheletrico, promuovendo il rimodellamento osseo e aumentando la capacità di contrazione muscolare.
Oltre agli importanti ruoli metabolici, gli ormoni tiroidei svolgono azioni determinati anche nell'accrescimento corporeo e nello sviluppo somato-psichico. Essi, infatti, sono fondamentali per lo sviluppo cerebrale e scheletrico del feto, così come sono fondamentali per il normale accrescimento del bambino e per lo sviluppo e la maturazione dei differenti organi e apparati. Una carenza di ormoni tiroidei in queste fasi della vita può portare a conseguenze gravissime. Un'ipofunzionalità tiroidea durante la fase di accrescimento, può causare un arresto anomalo dello sviluppo somatico dando origine a nanismo tiroideo.
L'alterazione - per eccesso o per difetto - dei valori di ormoni tiroidei può determinare conseguenze anche molto gravi.
Calcitonina e Metabolismo del Calcio
Oltre agli ormoni tiroidei, la tiroide produce anche la calcitonina, implicata nella regolazione del metabolismo del calcio. L'ormone è sintetizzato e secreto dalle cellule parafollicolari o cellule C in risposta all'ipercalcemia, per contribuire alla diminuzione della concentrazione ematica di calcio. La calcitonina abbassa la calcemia tramite l'inibizione degli osteoclasti, quindi promuove il deposito di calcio nell'osso, e la stimolazione dell'escrezione di calcio da parte del rene.
TSH (Ormone Tireostimolante)
Si tratta di una glicoproteina prodotta e rilasciata dall'ipofisi (o ghiandola pituitaria) e, più precisamente, dalla parte anteriore nota come adenoipofisi. La tireotropina agisce sulla tiroide esaltando tutte le attività svolte dalle cellule follicolari.
La secrezione di TSH e di TRH è strettamente connessa ai livelli di ormoni tiroidei nel torrente ematico: quando questi sono alti, la secrezione ipotalamica di TRH e la secrezione ipofisaria di TSH vengono inibite; al contrario, se i livelli di ormoni tiroidei nel circolo sanguigno diminuiscono, ipotalamo e ipofisi si "riattivano" secernendo i corrispettivi ormoni che stimoleranno la tiroide a produrre e rilasciare T3 e T4.
Oltre al controllo esercitato da ipotalamo e ipofisi, vi sono anche fattori esterni che possono influenzare l'attività della ghiandola tiroide. Fattori come stress, forti emozioni o il digiuno, invece, esercitano l'effetto opposto sulla funzionalità tiroidea, deprimendola.
Importanza dello Iodio
Sebbene sia presente nell’organismo in piccole quantità (lo iodio è presente nel corpo umano in quantità medie di 15-20 mg), ricopre un ruolo molto importante nel mantenerlo in salute. Tra i cibi più ricchi di iodio figurano il pesce e le alghe. La dose giornaliera di iodio raccomandata a un adulto è pari a 150 microgrammi. Nei bambini lievi carenze possono ridurre il quoziente di intelligenza. Assunzioni di quantità eccessive di iodio possono portare ad alcuni dei sintomi scatenati dalle sue carenze, inclusi ipotiroidismo e gozzo.
Sì, è vero. La nutrizione iodica di una popolazione è valutata mediante la misurazione dello iodio escreto con le urine (ioduria) che, all’equilibrio, corrisponde a quello introdotto con gli alimenti. Le monoiodotirosine e diiodotirosine vengono desiodate e l’iodio e gli aminoacidi che ne derivano sono riciclati per la sintesi di Tg e ormoni tiroidei. La misura della ioduria costituisce un indice attendibile dell’introito di iodio con la dieta. La carenza iodica si associa ad uno spostamento verso valori più alti di TSH misurati nello screening neonatale, espressione di un meccanismo di adattamento della tiroide del neonato.
Tabella: Stima dei Soggetti con Insufficiente Apporto di Iodio
Stima dei soggetti con insufficiente apporto di iodio (< 100 μg/L) in età scolare (6-12 anni) e nella popolazione generale, modificata da “ICCIDD, UNICEF, Report 2008.
I dati coprivano il 92% della popolazione mondiale tra I 6-12 anni e mostravano che il 31,5% ( 264 milioni) di bambini in età scolare avevano un apporto iodico insufficiente ( <100 μg/L).
In Italia la presenza di gozzo e cretinismo era già nota fin dall’antichità. Ioduria nelle città capoluogo di provincia e non capoluogo di provincia nelle regioni dell’Italia meridionale. Ioduria in aree con < 100 abitanti/ Km2 , 100-500 abitanti/ Km2 and > 500 abitanti/ Km2 modificata da Aghini-Lombardi F. J. Endocrinol. Investig. (in press). Il “gozzo” è la manifestazione clinica più evidente e frequente della carenza nutrizionale di iodio.
La differenziazione neuronale, lo sviluppo dendritico, la formazione delle sinapsi, lo sviluppo cerebellare e la gliogenesi iniziano dopo il 3° mese di gestazione e si completano dopo la nascita. Il cretinismo “neurologico” è la forma più frequente, si associa spesso a gozzo ed è caratterizzato da ritardo mentale, sordomutismo conseguente ad ipoacusia percettiva, paralisi spastica ed altri disturbi neurologici, mentre la statura non differisce molto da quella della popolazione normale. Il cretinismo “mixedematoso” è caratterizzato da ipotiroidismo congenito, assenza di gozzo, bassa statura e ritardo psicomotorio.
La Tiroide in Gravidanza
In gravidanza il fabbisogno di iodio e di ormone tiroideo aumenta sensibilmente, con una tendenza all’incremento delle dimensioni della tiroide. Questo fenomeno è tanto più evidente quanto maggiore è la carenza di iodio nella gestante.
La tiroide materna si adatta aumentando la produzione di ormoni tiroidei mediante l’incremento della captazione iodica e la deplezione della riserva intratiroidea di iodio. In condizioni di carenza iodica, la stimolazione tiroidea da parte dell’ hCG porta ad una sintesi preferenziale di T3. A causa delle aumentate concentrazioni di TBG, si osserva una desaturazione della T4 con progressiva riduzione di fT4. La T3 rimane nella norma garantendo il mantenimento del feedback negativo sulla secrezione ipofisaria di TSH. Persistendo la condizione di deficit iodico, fallisce anche il meccanismo compensatorio di secrezione preferenziale di T3, e pertanto si osserva una riduzione dei livelli di T3 seguita da un incremento dei livelli di TSH ( Vermiglio et al.
Vermiglio e colleghi in un loro studio hanno dimostrato che i figli nati da madri provenienti da un‘area iodocarente e con livelli di fT4 più bassi rispetto a quelli di donne provenienti da aree non iodocarenti, presentavano un QI ridotto, una maggior incidenza di deficit d’attenzione ed iperattività. Ne deriva una sindrome neurologica caratterizzata da gravissimo ritardo mentale, sordomutismo, disfunzioni piramidali ed extrapiramidali, con displegia spastica o quadriplegia e con caratteristico disturbo alla deambulazione.
Il TSH fetale diviene dosabile dalla 12ª settimana e alla nascita sono riscontrabili valori paragonabili a quelli dell’adulto. Nella gravidanza programmata è opportuno che questa integrazione venga effettuata alcuni mesi prima del concepimento.
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