La glande thyroïde est l’un des composants de l’axe hypothalamo-hypophyso-thyroïdien, qui est un excellent exemple de système de contrôle à rétroaction négative. La production et la sécrétion de thyroxine et de triiodothyronine par la glande thyroïde sont stimulées par l’hormone hypothalamique thyrotropin-releasing hormone et l’hormone hypophysaire antérieure thyrotropin. À leur tour, les hormones thyroïdiennes inhibent la production et la sécrétion de l’hormone de libération de la thyrotropine et de la thyrotropine. La diminution de la production d’hormones thyroïdiennes entraîne une augmentation de la sécrétion de thyrotropine et donc une augmentation de la sécrétion d’hormones thyroïdiennes. Cela permet de rétablir les concentrations sériques d’hormones thyroïdiennes à des niveaux normaux (si la glande thyroïde n’est pas gravement endommagée). À l’inverse, une production accrue d’hormones thyroïdiennes ou l’administration de doses élevées d’hormones thyroïdiennes inhibe la sécrétion de thyrotropine. En raison de cette inhibition, les concentrations sériques d’hormones thyroïdiennes sont en mesure de baisser vers des niveaux normaux. Les interactions complexes entre l’hormone thyroïdienne et la thyrotropine maintiennent les concentrations sériques d’hormones thyroïdiennes dans des limites étroites. Cependant, si la glande thyroïde est gravement endommagée ou s’il y a une production excessive d’hormones thyroïdiennes indépendamment de la stimulation de la thyrotropine, il s’ensuit une hypothyroïdie (carence thyroïdienne) ou une hyperthyroïdie (excès thyroïdien).
Comme indiqué ci-dessus, une grande partie de la triiodothyronine produite chaque jour provient de la déiodation de la thyroxine dans les tissus extrathyroïdiens. La conversion de la thyroxine en triiodothyronine diminue de manière significative en réponse à de nombreuses conditions défavorables, telles que la malnutrition, les blessures ou les maladies (y compris les infections, le cancer et les maladies du foie, du cœur et des reins). La production de triiodothyronine est également inhibée par la famine et par plusieurs médicaments, notamment l’amiodarone, un médicament utilisé pour traiter les patients souffrant de troubles du rythme cardiaque. Dans chacune de ces situations, les concentrations sériques et tissulaires de triiodothyronine diminuent. Cette diminution de la production de triiodothyronine peut être une adaptation bénéfique à la famine et à la maladie car elle réduit la dégradation des protéines et ralentit l’utilisation des nutriments pour générer de la chaleur, ce qui permet de maintenir l’intégrité des tissus et de conserver les ressources énergétiques.
La glande thyroïde du fœtus commence à fonctionner à environ 12 semaines de gestation, et sa fonction augmente progressivement par la suite. Quelques minutes après la naissance, il y a une poussée soudaine de la sécrétion de thyrotropine, suivie d’une augmentation marquée des concentrations sériques de thyroxine et de triiodothyronine. Les concentrations d’hormones thyroïdiennes diminuent ensuite progressivement pour atteindre les valeurs adultes au moment de la puberté. La sécrétion d’hormones thyroïdiennes augmente chez la femme enceinte. Par conséquent, les femmes souffrant d’une déficience thyroïdienne qui deviennent enceintes ont généralement besoin de doses d’hormones thyroïdiennes plus élevées que lorsqu’elles ne sont pas enceintes. Il y a peu de changement dans la sécrétion thyroïdienne chez les adultes âgés par rapport aux adultes plus jeunes.