Désiodases DIO1, DIO2 et DIO3 : rôles, génétique et impact sur le métabolisme thyroïdien
Les désiodases (DIO1, DIO2 et DIO3) constituent une famille de sélénoprotéines qui contrôlent les niveaux d’hormones thyroïdiennes tant au niveau sérique qu’intracellulaire.
Bien que la thyroxine (T4) soit le produit principal de la glande thyroïde, elle est considérée comme une pro-hormone.
Environ 80 % de la T3 circulante (la forme active) provient de la conversion périphérique de la T4 par les désiodases, et non de la sécrétion directe de la thyroïde.
DIO1 et DIO2: les voies de l'activation
Le passage de la T4 à la T3 active se fait par le retrait d'un atome d'iode sur l'anneau externe (5'-désiodation).
DIO1 est principalement exprimée dans le foie, les reins, la thyroïde et l'hypophyse.
Sa fonction majeure est de moduler les taux de T3 dans le sang (sérum).
DIO2 est présente dans le cerveau, les muscles squelettiques, le cœur, l'os et le tissu adipeux brun.
Elle est le régulateur majeur de la concentration de T3 à l'intérieur des cellules.
Elle est essentielle pour le contrôle de la sécrétion de la TSH par l'hypophyse.
En cas d'hypothyroïdie, l'activité de DIO2 augmente pour protéger les tissus, tandis qu'elle diminue en cas d'hyperthyroïdie.
L'exposition au froid stimule DIO2 dans le tissu adipeux brun pour saturer les récepteurs à la T3 et produire de la chaleur.
DIO3: la voie de l'inactivation
La DIO3 agit comme le principal mécanisme de freinage en retirant un atome d'iode sur l'anneau interne.
Elle transforme la T4 en rT3 (T3 inverse) et la T3 en T2, deux métabolites inactifs pour les récepteurs nucléaires classiques.
Elle est massivement exprimée durant la vie fœtale et dans le placenta pour protéger les tissus en développement d'une exposition hormonale excessive.
En cas de maladie grave ou de jeûne prolongé, l'activité de DIO3 peut augmenter, contribuant à la baisse de la T3 circulante observée dans ces situations.
Impact des mutations et variantes génétiques
La variante rs2235544 de DIO1 est associée à une activité accrue, entraînant une T3 libre (FT3) plus élevée et une T4 libre (FT4) plus basse.
Une réduction de l'activité de DIO1 dans le foie pourrait également corréler avec une élévation du cholestérol.
Le polymorphisme Thr92Ala de DIO2 est lié à une réduction de la libération de T3 stimulée par la TSH.
Cette mutation est cliniquement associée à l'arthrose, à la résistance à l'insuline et à une altération du bien-être psychologique.
Nouvelles perspectives métaboliques
Le métabolisme thyroïdien dépasse la simple conversion T4-T3:
- Activité de la T2: Longtemps jugée inactive, la T2 est désormais reconnue comme une molécule active ciblant les mitochondries pour réguler la bioénergétique.
- Rôles non génomiques: La T4 elle-même exerce des effets directs, notamment dans la neurogenèse durant la grossesse, sans nécessiter de conversion en T3.
- Transporteurs MCT8/MCT10: L'efficacité des désiodases dépend de la capacité des hormones à entrer ou sortir des cellules via ces transporteurs spécifiques.
Sources pour aller plus loin:
- Deiodinases and the Three Types of Thyroid Hormone Deiodination Reactions
- Genetic abnormalities in thyroid hormone deiodinases
- Iodothyronine deiodinases and reduced sensitivity to thyroid hormones
- Type 1 iodothyronine deiodinase in human physiology and disease
- Deiodinases and the Three Types of Thyroid Hormone Deiodination Reactions