La medición de concentración de tirotropina en suero (TSH), una glicoproteína con peso molecular de 28.000 Dalton y secretada por la glándula pituitaria anterior, se considera en términos generales el indicador mas sensible para el diagnostico de hipotiroidismo primario o secundario (de la pituitaria). La estructura del TSH humano es similar a la de las gonadotropinas de la placenta y pituitaria y consiste en una sub-unidad alfa- de 89 aminoácidos que es similar o idéntica entre estas hormonas y una sub-unidad beta de 115 aminoácidos, que confiere especificidad hormonal aparentemente. La producción de las dos sub-unidades se regula por separado con una producción excesiva de la sub-unidad alfa. La molécula TSH tiene una estructura lineal consistente en un núcleo proteínico con cadenas laterales de carbohidratos; las cuales son responsables del 16% del peso molecular.
El incremento de las concentraciones TSH en suero, que es esencialmente responsable de la síntesis y liberación de las hormonas tiroides, es un indicador temprano y sensible de disminución de reserva de tiroides y conjuntamente con las disminución de concentraciones de tiroxina (T4) constituye un diagnostico de hipotiroidismo primario. El incremento esperado en las concentraciones del TSH demuestra el sistema de retroalimentación negativo bien conocido entre las glándulas pituitarias y tiroides. Lo anterior significa que la falla primaria en la glándula tiroides reduce la secreción de las hormonas tiroides, que a su vez estimulan la liberación del TSH por parte de la pituitaria.
Adicionalmente, las mediciones TSH son igualmente útiles para diferenciar el hipotiroidismo secundario y terciario (hipotalámico) causado por la enfermedad primaria de la tiroides. La liberación de TSH de la glándula pituitaria se regula mediante el factor liberador de la tirotropina (TRH), que se secreta por el hipotálamo, y por la acción directa del T4 y la triyodotironina (T3), las hormonas de la tiroides en la pituitaria. El incremento en los niveles de T3 y T4 reduce la respuesta de la pituitaria a los efectos estimuladores del TRH. En el hipotiroidismo secundario y terciario, las concentraciones de T4 son por lo general bajas y los niveles TSH son básicamente bajos o normales. La deficiencia TSH de la pituitaria (hipotiroidismo secundario) o la insuficiencia de la estimulación de la pituitaria por TRH (hipotiroidismo terciario) causará este fenómeno. La prueba de estimulación TRH establece diferenciaciones entre estas condiciones. En el hipotiroidismo secundario, la respuesta del TSH al TRH se opaca un tanto que se obtiene una respuesta normal o retardada en casos de hipotiroidismo terciario.
