La principal funció de la tiroide és la fabricació de les anomenades hormones tiroidals o tironines: la tetraiodotironina, denominada igualment tiroxina o T4, i la triiodotironina, o T3, l’acció predominant de la qual és afavorir el metabolisme energètic i la síntesi proteica. A més, les cèl·lules parafol·liculars fabriquen la tirocalcitonina o calcitonina, hormona que actua en la regulació de la calcèmia.
L’elaboració de les hormones tiroidals és un procés complex que les cèl·lules fol·liculars duen a terme sota l’efecte de l’hormona hipofisial tirotropina o TSH. El procés es basa en dos aspectes: d’una banda, la captació per part de les cèl·lules tiroidals de iode (I); de l’altra, la síntesi de tiroglobulina, una proteïna complexa específica de la tiroide. L’acoblament del I a la tiroglobulina i el fraccionament posterior d’aquesta proteïna causen l’obtenció de les hormones tiroidals. El procés pot ésser inhibit per diversos productes, com ara certs anions inorgànics —per exemple, el perclorat o el tiocianat—, o determinats fàrmacs emprats en el tractament de l’hipertiroïdisme, com els derivats de la tiourea o del mercaptoimidazole. També pot ésser inhibit, paradoxalment, per l’existència de nivells molt alts de iode en la sang, per la qual cosa l’administració d’elevades dosis de iode és un procediment que s’empra en alguns casos d’hipertiroïdisme.
Un pas essencial per a la formació d’hormones tiroidals és l’obtenció de I, que les cèl·lules de la tiroide capten de la sang. En realitat, les cèl·lules capten el iode inorgànic, és a dir, iodur o I-, que es troba lliure en la sang. La captació es realitza per un mecanisme actiu, denominat bomba de iode, que permet a les cèl·lules tiroidals d’extreure iodurs de la sang, malgrat que la concentració a l’interior de les cèl·lules és més alta que la de la sang, habitualment en una proporció de 40 a 1, i que també es realitza en contra d’un gradient elèctric negatiu. En condicions normals, n’hi ha prou amb una dieta que aporti entre 150 i 250 µg diaris de iode, per satisfer les necessitats de la tiroide; el iode pot ésser aportat per l’aigua o diversos aliments, especialment el peix i el marisc.
A l’interior de les cèl·lules tiroidals, el I- sofreix una oxidació, gràcies a l’acció de l’enzim iodoperoxidasa, i passa a ésser I+ o I2. Posteriorment, es produeix la iodació de la tiroglobulina, proteïna que se sintetitza a l’interior de les cèl·lules fol·liculars. D’aquesta manera, mitjançant unes reaccions enzimàtiques, el I ja oxidat s’acobla a un dels aminoàcids que componen la tiroglobulina, la tirosina. En realitat, a cada molècula de tirosina es poden acoblar 1 o 2 àtoms de I, de tal manera que s’hi poden formar dos productes diferents: la monoiodotironina, o MIT, i la diiodotironina, o DIT.
En un pas posterior, les molècules de MIT o de DIT —o de totes dues— poden acoblar-se entre si: la unió d’una molècula de MIT i una altra de DIT origina la formació d’una triiodotironina, o T3, i la unió de dues molècules de DIT en produeix una de tiroxina, o T4. Així es formen les hormones tiroidals, tot i que en aquest moment del procés no es troben lliures, sinó formant part de la tiroglobulina, que s’emmagatzema fora de les cèl·lules tiroidals, a l’interior dels fol·licles, on constitueix un material viscós conegut com col·loide.
La secreció de les hormones tiroidals requereix d’altres passos. En primer lloc, la tiroglobulina és captada per les microvellositats de la membrana apical de les cèl·lules tiroidals, que estan en contacte amb el col·loide que ocupa l’interior dels fol·licles. Així, mitjançant un mecanisme d’englobament, o pinocitosi, es formen unes petites vacuoles plenes de tiroglobulina, que es desplacen per l’interior de les cèl·lules en direcció a la membrana basal que forma l’exterior del fol·licle. A mesura que s’hi desplacen, les vacuoles es fusionen amb lisosomes, estructures intracel·lulars plenes d’enzims. D’aquesta manera, sobre la tiroglobulina actuen uns enzims proteolítics, que la fraccionen i alliberen les hormones T3 i T4, que surten de les cèl·lules i passen a la circulació sanguínia, i molècules de MIT i de DIT, que sofreixen un procés de desiodació i alliberen el iode que contenen, per tal que es pugui tornar a aprofitar.
En condicions normals, la tiroide produeix diàriament entre 80 i 100 µg de T4, hormona que té una vida mitjana de 4 a 6 dies, ja que constantment es va metabolitzant, fonamentalment al fetge. Una part de la T4 metabolitzada es transforma en T3, de la qual hom produeix, sumant una petita part provinent de la tiroide i una gran part obtinguda per la degradació de T4, entre 20 i 40 µg diaris; la vida mitjana d’aquesta hormona és aproximadament de 24 hores.
En la sang, la major part de les hormones tiroidals circulen unides a diverses proteïnes, i només una petita fracció s’hi troben en estat lliure. Del total de T4, una mínima fracció circula lliure en la sang; la resta, la major part de l’hormona, és transportada per diverses proteïnes: un 60% de la T4 en circulació s’uneix a la denominada globulina transportadora de tiroxina, o TGB, un 30% circula unida a la prealbúmina transportadora de tiroxina, o TBPA, i la resta, un 10%, unida a la proteïna de tipus albúmina. Pel que fa a la T3, la major part de l’hormona circula lliure en la sang, i en una proporció reduïda s’uneix a la TGB. Cal destacar que només tenen activitat sobre els teixits les molècules d’hormona lliure en la sang, els nivells de la qual, en condicions normals, són de 4 a 12 µg/100 ml, per a la T4, i de 75 a 175 µg/100 ml, per a la T3. Per tant, l’hormona unida a proteïnes serveix com una mena de dipòsit circulant, que allibera immediatament hormona activa, quan les necessitats orgàniques s’incrementen.
Les accions de les hormones tiroidals, que es desenvolupen pràcticament en tots els teixits de l’organisme, són molt variades, tot i que, en general, suposen un increment notable de múltiples reaccions metabòliques. Tant la T4 com la T3 produeixen els mateixos efectes, però molt més intensament aquesta darrera. En primer lloc, acceleren la síntesi d’enzims oxidatius, la qual cosa provoca un augment del consum cel·lular d’oxigen i de la producció d’escalfor amb l’increment consegüent del metabolisme basal. També augmenta la glucòlisi, o degradació de la glucosa, i la lipòlisi, o degradació dels greixos. D’altra banda, les hormones tiroidals tenen un efecte simpaticomimètic, és a dir que provoquen les mateixes accions que el sistema nerviós simpàtic, com acceleració del ritme cardíac, increment de l’activitat neuromuscular i sudació. A més, influeixen notablement sobre el creixement, la maduració i la diferenciació de tots els teixits orgànics, i són imprescindibles perquè l’organisme assoleixi les formes i dimensions adultes. En aquest sentit, cal destacar l’activitat que desenvolupen les hormones tiroidals sobre el sistema nerviós en l’etapa fetal i la primera infància, ja que tenen un paper fonamental en el procés maduratiu del sistema nerviós.
La regulació de la síntesi i l’alliberament d’hormones tiroidals es realitza per diferents mecanismes, per bé que en condicions normals sempre depèn de la concentració de T4 i T3 lliures en la sang. En primer lloc, l’activitat de la tiroide depèn de l’acció de l’hormona hipofisial TSH, la producció de la qual depèn, però, de l’hormona hipotalàmica TRH. Es produeix, doncs, un mecanisme de retroalimentació negatiu, mitjançant el qual l’augment d’hormones tiroidals en la sang provoca una minva en la producció de TRH en l’hipotàlem, com també una menor resposta hipofisial a aquesta hormona, per la qual cosa es produeix la reducció simultània de la secreció de TSH. Inversament, una minva dels nivells d’hormones tiroidals circulants causa l’increment de la producció de TRH i, en conseqüència, un augment en la producció hipofisial de TSH, hormona que estimularà la tiroide perquè potenciï la seva activitat. D’aquesta manera, els nivells alts de TSH causen l’engrossiment de la tiroide i de la seva vascularització. D’altra banda, hi ha també un cert grau d’autoregulació tiroidal, segons el nivell del iode contingut en la sang i a l’interior de la glàndula. Així, si la glàndula conté molt iode, o si els nivells circulants de iode són molt elevats, l’activitat tiroidal s’inhibeix, alhora que, si la concentració de iode intratiroidal o sanguini és baixa, l’activitat tiroidal s’incrementa. En aquest sentit, cal destacar l’important paper que correspon a l’administració d’elevades quantitats de iode en cas d’hipertiroïdisme, ja que aconsegueix de reduir l’activitat tiroidal.