Fisiología Tiroidea

Resumen

Las hormonas tiroideas desempeñan un papel importante en el organismo, incluso desde la vida intrauterina.
En el tirocito, existen al menos cuatro transportadores de los micronutrientes necesarios para su función, tanto en la membrana basolateral como en la interface con el coloide.
Se han reconocido transportadores de membrana de las hormonas tiroideas en las células blanco (mct-8 y oatp-1c1), que transportan T4 al citoplasma para su activación por una deiodinasa (D2) y actúan al unirse a receptores nucleares específicos (a-b).
Varias enzimas dependen del selenio y protegen a la célula tiroidea al eliminar los radicales libres de oxígeno que se originan en la peroxidación del yodo, un paso necesario en la síntesis de las hormonas tiroideas.

Palabras Clave

Yodo
Receptor
Selenio
Tirocito
Transportador

Introducción

La glándula tiroides y sus hormonas son fundamentales para regular el crecimiento y desarrollo humano.
Las hormonas tiroideas son cruciales en el desarrollo cognitivo, el metabolismo, la producción de energía, la fisiología cardiovascular y la función del sistema musculoesquelético, así como el metabolismo óseo.
La fisiología de la tiroides implica la síntesis, liberación y efecto de las hormonas en las células blanco.
Esto requiere un tirocito estructural y funcional, aporte de yodo y selenio, transportadores de membrana funcionales y cantidades adecuadas de tiroglobulina.
Las hormonas activas deben reconocer los receptores nucleares para traducir información genómica específica.

Tirocito

Los tirocitos tienen estructuras de membrana y enzimas intracelulares para la síntesis y liberación de hormonas tiroideas.
El receptor de la hormona estimulante de la tiroides (TSH) está unido a una proteína Gs, que activa la adenilciclasa para formar AMPc, lo que activa las enzimas necesarias para la síntesis de tiroxina.
Algunos receptores están unidos a la proteína Gq con activación de fosfolipasa C y forman diacilglicerol e IP3 como segundo mensajero para mantener el tropismo celular y el tamaño de la glándula.
Este receptor está implicado en enfermedades inmunológicas y genéticas; el epítope es reconocido por anticuerpos en la enfermedad de Graves-Basedow.
Las mutaciones en la proteína G y sus receptores pueden causar hiper o hipotiroidismo neonatal.
El simporte de sodio-yodo es una glicoproteína de membrana que transporta activamente yodo al interior de la célula, incluso contra un gradiente de concentración de 20 a 40 con respecto al plasma.
Este transportador está constituido por 618 aminoácidos y está estructurado por 13 segmentos transmembrana; también se expresa en otros tejidos, como las glándulas mamarias y salivales, la mucosa gástrica y la placenta.
Entre las semanas 10 y 12 de gestación, el feto expresa este transportador y puede acumular yodo en su tiroides.
La activación de este transportador involucra el potencial de acción de la membrana celular, la sodio-potasio ATPasa y canales de potasio (KCNQ1 y KCNE2).

Selenio

El selenio es fundamental en la función tiroidea y la tiroides es el órgano con mayor concentración de este elemento por gramo de tejido.
El selenio es transportado dentro del tirocito por un sistema que dependería del sodio.
El eflujo de yodo hacia el coloide depende de canales como pendrina y anoctamina.
- La pendrina es un intercambiador de aniones multifuncional.
- La anoctamina es un canal de cloro activado por calcio.
Las enzimas dependientes del selenio (selenoproteínas) son fundamentales para la función tiroidea.
- Se ubican principalmente en la región de la interface célula-coloide.
- Tienen un segmento transmembrana N-terminal y un dominio globular en el citosol, con un centro activo de selenio-cisteína.
- Se han identificado cerca de 25 genes que expresan estas proteínas, y más de la mitad podrían tener relación con la función tiroidea y sus hormonas.
Participan en la activación y degradación de las hormonas tiroideas (desiodinasas 1-3).
Ayudan a mantener el estado redox del tirocito y a eliminar peróxido de hidrógeno y otros radicales libres de oxígeno (ROS) formados en la peroxidación de yodo.
Tienen un efecto antiinflamatorio local al expresar genes antiinflamatorios.
El yodo requiere ser oxidado por las peroxidasas en la interface célula-coloide, requiriendo peróxido de hidrógeno formado en el sistema oxidativo de la célula tiroidea.
El yodo oxidado se organifica con residuos tirosil de la tiroglobulina, formando monoyodo-tirosina (MIT) o diyodo-tirosina (DIT), que mediante una reacción de acoplamiento forman tiroxinas T4 y T3.
Las peptidasas separan las hormonas tiroideas para que sean transportadas, al menos en parte, por MCT-8 y se liberen a la circulación sanguínea.

Selenioproteínas

Desiodinasa 1:
- Es responsable de aproximadamente 80% de la T3 circulante (tiroides, hígado y riñones).
Desiodinasa 2:
- Cataliza la conversión de T4 en T3 en los tejidos (sistema nervioso central, placenta, tiroides, músculo cardiaco y esquelético).
Desiodinasa 3:
- Enzima inactivadora: convierte T4 en T3r y T3 en T2 (sistema nervioso central y placenta).
Glutatión peroxidasa (GPx 1-4):
- Elimina el peróxido de hidrógeno al utilizar al glutatión como sustrato reductor.
Tioridoxin reductasa (TR 1-3):
- Protege del daño por radicales libres y ayuda a la expresión de genes antiinflamatorios.

Yodo

El yodo es fundamental en la función tiroidea y se requiere un aporte externo de 150 µg diarios.
En la mayoría de los países, estos requerimientos se cubren con sal yodada, pan y leche.
A nivel mundial, cerca de 2 mil millones de personas tienen un aporte insuficiente de yodo, principalmente en el sudeste de Asia y en el África subsahariana.
Esta deficiencia afecta el crecimiento y desarrollo, y el aporte adecuado de yodo se considera la forma más frecuente de prevención del impedimento cognitivo.
El yodo se absorbe rápidamente a nivel gástrico.
Un adulto sano tiene entre 15 y 20 mg de yodo, del que 70 a 80% se encuentra en la tiroides.
Los requerimientos se incrementan hasta 250 µg por día en la mujer gestante o lactante.
El bocio es el dato clínico clásico de la deficiencia de yodo.

Selenio (Detalles)

La glándula tiroides contiene la mayor cantidad de selenio por gramo de tejido.
El selenio fue descubierto por el químico sueco Berzelius en 1817.
La relación entre selenio y tiroides se estableció en el decenio de 1990.
El selenio se requiere para la activación de varias enzimas (seleniocisteínas) que tienen efecto antioxidante al eliminar los radicales libres que se forman en la peroxidación del yodo.
La tioredoxin reductasa tiene efectos antiinflamatorios, porque está implicada en la regulación de los factores de transcripción y otros genes de sustancias antiinflamatorias.
El aporte de selenio recomendado es de 1 \mu g por kilogramo de peso.
El aporte de selenio disminuye las concentraciones séricas de anticuerpos antiperoxidasa y mejora la estructura ultrasonográfica de la glándula tiroides en pacientes con tiroiditis de Hashimoto y en mujeres embarazadas con anticuerpos antiperoxidasa circulantes.
Los suplementos de selenio disminuyen el porcentaje de tiroiditis posparto y el hipotiroidismo originados por esa afección.
En la enfermedad de Graves contribuye a lograr un estado eutiroideo más rápidamente.

Transportadores de Membrana

Las hormonas tiroideas se liberan a la circulación sanguínea y son transportadas por la globulina fijadora de tiroxina hasta los órganos blanco.
La tiroxina (T4) es la principal hormona liberada por la tiroides y se considera una prohormona.
La liberación de T4 es mayor en una proporción de 4 a 1, en relación con la T3, que es la forma activa.
La globulina fijadora de tiroxina sufre modificaciones durante la gestación porque los estrógenos incrementan su síntesis en la zona hepática y disminuyen el índice de degradación debido a que incorporan ácido siálico en su estructura.
Se han reconocido varios transportadores en la membrana celular que realizan esta función.
El OATP 1c1 se considera el transporte principal de la T4 en la barrera hematoencefálica, así como en las células adyacentes a las neuronas (astrocitos).
El transportador MCT 8 es el que finalmente lleva la T3 a las células neuronales.
La mutación del gen Xq.13.2 en varones causa retardo psicomotor severo asociado con concentraciones anormales de hormonas tiroideas (síndrome de Allan Herndon Dudley).
Se ha reportado que las hormonas tiroideas regulan directa o indirectamente cerca de 500 genes del sistema nervioso central.
Dentro de la célula blanco, la T4 es activada por la DIO2 para originar la hormona activa (T3), que actúa sobre los receptores nucleares (alfa y beta) y forma heterodímeros con el receptor X retinoide (RXR).
Estos heterodímeros se fijan a regiones específicas de respuesta a hormonas tiroideas para regular la expresión genética.

Transportadores de hormonas tiroideas

Transportador monocarboxilado 8 y 10:
- Se clonó en 1994; tiene homología estructural de 49% entre ambos
Polipéptido transportador de aniones orgánicos (OATP 1C1):
- Constituido por 722 a.a. y 12 segmentos transmembrana
Transportador de aminoácido tipo L (LATs)

Conclusiones

La participación de diversas estructuras de membrana en el tirocito y en las células blanco es crucial para la síntesis, liberación y acción hormonal de la T3.
El yodo y el selenio son indispensables en la función adecuada de la célula tiroidea.
Las selenioproteínas eliminan los radicales libres de oxígeno en el tirocito.
El impedimento en algún paso de este sistema ha permitido reconocer algunos trastornos fisiopatológicos.
Mutaciones en el receptor de la hormona estimulante de la tiroides o de la proteína G pueden condicionar hiper o hipofunción.
El aporte inadecuado de yodo o selenio se traduce en función glandular inadecuada o predispone a ciertos trastornos clínicos.
Una mutación en uno de los transportadores de la hormona tiroidea (MTC-8) causa un síndrome devastador de déficit psicomotor severo.
La resistencia hormonal puede ser causada por mutaciones en los receptores nucleares de las hormonas tiroideas.
La mutación en las enzimas dependientes de selenio, del gen SECISBP2, origina menor síntesis de DIO2, lo que se traduce en impedimiento en la formación de T3 a una concentración normal requerida por la célula y que produce algunas manifestaciones de hipotiroidismo.
La expresión mayor cantidad de la enzima DIO3 origina degradación más rápida de las hormonas tiroideas (hipotiroidismo consuntivo).
El conocimiento de los nuevos participantes en la regulación hormonal debería mejorar el tratamiento de las enfermedades tiroideas.