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Rev Cubana Endocrinol 2004;15(1)

Pruebas hormonales e inmunológicas para la evaluación de la función tiroidea

MSc. Julio César Rodríguez González
Investigador Auxiliar.
Instituto Nacional de Endocrinología.

Tirotropina humana

Desarrollo metodológico

En las últimas 3 décadas, la metodología analítica empleada en la cuantificación de tirotropina humana (hTSH) en suero ha experimentado un desarrollo acelerado que amplió grandemente la utilidad clínica de esta prueba en el estudio de la función tiroidea. Los primeros ensayos fueron desarrollados durante la década de los años 60 y fueron los radioinmunoensayos (RIAs) los que carecían de la suficiente sensibilidad y precisión para discriminar los valores de hTSH encontrados en pacientes con hipertiroidismo primario clínico (< 0,01 mUI/L) de los valores encontrados en pacientes eutiroideos (0,4-4 mUI/L), por lo que su única utilidad clínica fue el diagnóstico del hipotiroidismo primario clínico. Estos ensayos, llamados de primera generación, presentaban una sensibilidad funcional de 1-2 mUI/L. En la década de los años 80, con el desarrollo alcanzado en la tecnología de producción de anticuerpos monoclonales y en la concepción de un diseño de ensayo no competitivo tipo sandwich o de "2 sitios", comenzó el auge de los métodos inmunométricos (IMAs) en sus diferentes tipos en dependencia de la señal y reacción que la desencadena. Inicialmente fueron desarrollados los métodos inmunorradiométricos (IRMAs) de naturaleza isotópica y casi simultáneamente con estos los IMAs de naturaleza no isotópica. Entre estos últimos se encuentran los ensayos inmunoenzimométricos (IEMAs), los inmunofluorimétricos (IFMAs), los inmunoluminométricos (ILMAs) en sus subtipos de inmunoquimioluminiscentes (ICMAs), inmunobioluminiscentes (IBMAs) e inmuoelectroquimioluminiscentes (IECMAs). Los IMAs de naturaleza no isotópica han permitido el incremento de la automatización. Los IRMAs y IEMAs son considerados métodos de 2da. generación, y los IFMAs, ICMAs, IBMAs e IECMAs son de tercera generación.
Este mejoramiento considerable de las potencialidades analíticas y clínicas de la determinación de hTSH ha inducido un cambio profundo y radical en las estrategias de evaluación de la función tiroidea. En la actualidad es reconocida la superioridad de la medición de la concentración de hTSH por métodos sensibles (segunda y tercera generaciones) en relación con la determinación de la fracción libre de tiroxina sérica (FT4) para la evaluación funcional tiroidea en la mayoría de las situaciones clínicas que se presentan en las consultas especializadas en tiroides. Como resultado, muchos países han promovido y usan una estrategia de evaluación funcional tiroidea centralizada en la determinación de hTSH por métodos sensibles, e incluso han demostrado durante su empleo su efectividad y eficiencia diagnóstica en poblaciones de pacientes ambulatorios que acuden a las consultas especializadas de endocrinología. Otros países más conservadores abogan por una estrategia que combina la determinación de hTSH y FT4, al plantear que una estrategia centralizada en la determinación de hTSH pudiera no ser adecuada, al no identificar los pacientes con hipotiroidismo central o con tumores pituitarios hipersecretores de hTSH y no permite identificar condiciones no usuales donde haya una discordancia en la relación fisiológica entre hTSH y FT4.

Nuestro punto de vista en relación con este aspecto es que, si bien los ensayos sensibles de hTSH son extraordinariamente útiles en el diagnóstico de disfunción tiroidea, se deben usar con una clara comprensión de sus limitaciones. Lógicamente, ningún ensayo bioquímico, por sí sólo, puede definir la función tiroidea en todas las situaciones clínicas. La estrategia analítica adoptada puede diferir entre laboratorios por una diversidad de hechos y criterios, pero ésta debe proporcionar una máxima información con la mejor eficiencia clínica y analítica, con un mínimo de costo y la inclusión de combinaciones de diferentes ensayos para determinadas situaciones clínicas que así lo requieran con vista a un diagnóstico preciso y eficiente.

Utilidad clínica

La utilidad clínica de los ensayos IMAs sensibles de hTSH ha sido abordada para 2 tipos de poblaciones seleccionadas, que son la población de pacientes ambulatorios y la población de pacientes hospitalizados con enfermedades no tiroideas (NTI).

Determinación de hTSH en pacientes ambulatorios

Determinación de TSH en pacientes hospitalizados

La realización de un ensayo de función tiroidea en pacientes hospitalizados debe indicarse sólo cuando el clínico sospeche que la enfermedad está asociada o complicada con algún trastorno funcional tiroideo.

En pacientes hospitalizados con NTI que no hayan recibido tratamiento con dopamina o glucocorticoides, drogas cuya acción inhibidora sobre la secreción de TSH es bien conocida, un valor normal de TSH puede ser empleado para excluir hiper o hipotiroidismo primario, a diferencia de los valores de FT4, y FT3 y los de TT4 y TT3 que dan resultados anormalmente bajos, sobre todo la T3, tanto total como libre, que disminuyen a medida que aumenta la severidad de la enfermedad y la posibilidad de muerte.

Tiroxina y triyodotironina totales

Desarrollo metodológico

Los métodos para la determinación de la concentración total de hormonas tiroideas (TT4 y TT3) también experimentaron cambios en su metodología en los últimos 40 años. En la década de los años 50 se disponía de un único ensayo para la evaluación de la función tiroidea que constituía una medición indirecta de la concentración de hormonas tiroideas totales: el ensayo de yodo unido a proteínas (PBI). En la década del 60 se empleó el método de unión competitiva a proteína (CPB) y en la década del 70 por método radioinmunológico (RIA). Actualmente las concentraciones séricas de TT4 y TT3 son medidas por inmunoensayos inmunométricos no isotópicos en formato automatizado (IEMA, IFMA y ICMA). Muy recientemente se introdujo la espectrofotometría de masa.

Utilidad clínica

La determinación de TT4 y TT3 son útiles en la evaluación de la función tiroidea en situaciones clínicas donde no se presenten anomalías relativas a los niveles circulantes y afinidad de las proteínas transportadoras (TBG, TTR/TBPA, albúmina) por las hormonas tiroideas. En este sentido, presentan equivalentes exactitudes diagnósticas con respecto a las determinaciones de la fracción de hormonas tiroideas libres (FT4 y FT3); sin embargo, presentan pérdida de la exactitud diagnóstica en estados clínicos asociados con alteraciones de los niveles circulantes de las proteínas transportadoras y alteraciones moleculares de estas, fundamentalmente la TBG. En estas últimas situaciones, las determinaciones de TT4 y TT3 se emplean como ensayos adjuntos a la determinación de un estimado del estado de las proteínas transportadoras, específicamente para el cálculo del índice de hormonas tiroideas libres (FT4 I/FT3I).

Las determinaciones de hormonas tiroideas totales se emplean como ensayos únicos, es decir, no asociados a otros ensayos en:

a) TT4

Evaluación de discordancia entre las determinaciones de hTSH y FT4.

Evaluación de la función tiroidea en pacientes severamente enfermos con NTI hospitalizados en unidades de cuidados intensivos (UCI). En este grupo se prefiere usar una estrategia combinada (determinación de TSH sensible con FT4) sobre todo en pacientes severamente enfermos con NTI hospitalizados en UCI. Se plantea que en ellos la determinación de TT4 podría ser un medidor confiable de su grado de complicación, de manera que cuando la severidad de la enfermedad se incrementa hasta hacerse crítica (usualmente asociada a la sepsis), los niveles de TT4 disminuyen como resultado de alteraciones en el equilibrio entre la fracción libre de T4 y la unida a proteínas transportadoras, causadas por inhibidores de la unión de T4 a sus proteínas transportadoras. Sí el paciente no estuviese severamente enfermo, una disminución de los niveles de TT4 sin asociación con un incremento de TSH (> 20 mUI/L) debe orientar a un diagnóstico de hipotiroidismo secundario, como consecuencia de una disfunción pituitaria o hipotalámica.

b) TT3

Diagnóstico de hipertiroidismo primario causado por T3 (tirotoxicosis-T3).


Tiroxina y triyodotironina libres

La pequeña fracción de hormonas tiroideas libres (0,02 % T4 y 0,2 % T3) es la responsable de la actividad biológica de las hormonas tiroideas a nivel celular; por tanto, debe ser un mejor reflejo de los efectos fisiológicos de la hormona que la medición de la fracción total.

Desarrollo metodológico

La metodología para cuantificar la fracción de hormonas tiroideas libres ha transitado por un desarrollo metodológico por más de 50 años. Este desarrollo se ha enfrentado a 3 retos analíticos importantes, que son:

1. La necesidad de métodos muy sensibles (subpicomolar - pico molar).
2. Evitar una alteración que rompa el equilibrio entre la fracción libre y la unida a las proteínas transportadoras en el curso de la medición de la fracción libre.
3. Detectar la presencia de inhibidores y otros factores de interferencia que pueden invalidar la medición de la fracción libre.


Métodos directos de determinación de hormonas libres

1950-1970. Diálisis en equilibrio isotópico (DEI): Emplea el producto del valor del PBI y de la fracción isotópica en el filtrado para ensayar el nivel de tiroxina libre en suero.

1970-1975. Método de DEI + Determinación de FT4 por RIA en el filtrado: Igual al anterior, sólo que el PBI es sustituido por el RIA.

1985. Diálisis en equilibrio simétrico + RIA de FT4 (sensible, pico moles), ultra filtración + RIA de FT4 (sensible, pico moles) y filtración en gel + RIA de FT4 (sensible, pico moles). Estos procedimientos garantizaron una mínima dilución de las muestras durante la separación física y, por tanto, una menor perturbación del equilibrio hormona libre-hormona unida. Luego al dializado o filtrado se le cuantificaba por RIA la fracción libre.

Aunque no oficialmente, hay un método de determinación de hormonas tiroideas libres conocido como estándar de oro. Además de este, se considera generalmente por consenso que la diálisis en equilibrio simétrico o la ultra filtración, combinado con la determinación de FT4 por RIA sensible, son los métodos de referencia. En un futuro se considera que un método ideal de referencia para la cuantificación directa de la fracción libre de hormonas tiroideas será la ultra filtración realizada a 37 ºC, combinado con la determinación en el filtrado de la fracción libre por espectrofotometría de masa.

Métodos indirectos o de estimado de la fracción de hormonas libres (FT4E y FT3E)

De Índice. Se basan en cálculos simples que modifican el valor de la hormona total para proporcionar un aproximado de la concentración de hormona libre en presencia de anomalías en las proteínas transportadoras. Han sido usados por más de 40 años y requieren de 2 mediciones por separado, una es la determinación de la fracción total de hormonas tiroideas libres (TT4 y TT3) y la otra es un estimado de la concentración de las proteínas transportadoras, fundamentalmente la globulina transportadora de tiroxina (TBG) o de la capacidad de unión total de las proteínas transportadoras. En este sentido, los métodos indirectos desarrollados basados en el cálculo de un índice de hormonas libres son:

a) Diálisis Isotópica + determinación de TT4 por PBI o RIA.
b) Medición de TT4 o TT3 + Inmunoensayo de TBG (RIA o ELISA).
c) Medición de TT4 o TT3 + ensayo de captación de T3 (THBRT3) o T4 (THBRT4) a un aceptor o intercambiador.

Ensayos de ligando sin separación física

Se han desarrollado 3 procedimientos metodológicos de inmunoensayos de hormonas tiroideas libres:

1970 (final): RIA de 2 etapas (hormona marcada).
1970 (final): RIA de una etapa (análogo marcado con 125I o ELISA de una etapa (análogo marcado con enzima).
1990 (inicio): Ensayos inmunométricos (anticuerpo marcado). La tendencia actual es usar uno de los más nuevos ensayos de ligando, con preferencia los ensayos inmunométricos.

Utilidad clínica

Métodos de determinación de estimado de FT4 (FT4E):

a) Diagnóstico de disfunción tiroidea primaria clínica en pacientes ambulatorios, especialmente en aquellas situaciones clínicas con trastornos en los niveles y/o en la capacidad de unión de las proteínas transportadoras y pacientes hospitalizados con NTI.
b) Monitoreo del tratamiento para el hipertiroidismo e hipotiroidismo.
c) Exclusión de hipotiroidismo central (hipotalámico o pituitario).

Métodos de determinación de estimado de FT3 (FT3E):

Las determinaciones de FT3, interpretadas en estrecha relación con la determinación de FT4, son de utilidad para el diagnóstico de presentaciones clínicas de hipertiroidismo complejas y en ciertas condiciones poco frecuentes:

Tiroglobulina

Desarrollo metodológico

La tiroglobulina (Tg) es usualmente cuantificada en suero, pero en los últimos años, se ha empleado su medición en los fluidos quísticos tiroideos y en el material obtenido en los lavados de la aguja empleada en la biopsia con aguja fina realizados a los nódulos tiroideos.

La determinación de Tg en suero se ha realizado totalmente mediante inmunoensayos. El RIA fue el primer método analítico empleado a mediado de la década del 70. En la década de los años 80 los IMAs isotópicos (IRMAs) y no isotópicos (IEMAs, IFMAs, ICMAs) irrumpieron aceleradamente en el mercado, con una gradual transformación de diseños sandwich de "2 sitios" a "multisitio".

Utilidad clínica

Los niveles séricos de Tg reflejan integralmente 3 factores principales:

a) La masa de tejido tiroideo diferenciado presente.
b) Cualquier daño o inflamación de la glándula tiroidea que causa liberación de Tg.
c) El grado de estimulación del receptor de hTSH.

Por tanto, un aumento en la concentración de Tg en suero es un indicador no específico de función tiroidea.

Utilidad clínica de la determinación de Tg en condiciones no neoplásicas

Los niveles aumentados de Tg son resultados de anomalías en la masa tiroidea, estimulación tiroidea excesiva o daño físico del tiroides producido por una cirugía, biopsia o tiroiditis. En este sentido, la utilidad clínica de la determinación de Tg es:

Utilidad de la determinación de Tg en el cáncer diferenciado del tiroides

El uso primario de la determinación de Tg es como marcador tumoral en pacientes con carcinoma diferenciado de tiroides de células foliculares. En esta población de pacientes, la concentración de Tg refleja la masa de tejido tiroideo presente (tejido remanente normal o tumoral), daño tiroideo (por cirugía o biopsia) y estimulación del receptor de TSH (endógena o por inyección intramuscular de hTSH recombinante).

Teniendo en cuenta que el nivel de TSH es el principal regulador de la concentración de Tg en suero, es difícil interpretar esos valores sin un verdadero conocimiento del estado de estimulación tirotrópica, es decir, el nivel de hTSH en suero. Además, la no existencia o no utilidad de un intervalo de referencia de Tg en suero para pacientes con cáncer diferenciado de tiroides, fundamentalmente los pacientes sometidos a una tiroidectomía total y radioterapia, hacen necesario el conocimiento y utilidad, como punto de referencia, de la relación normal que hay entre la masa de tejido tiroideo, los niveles de Tg y el estado de estimulación tirotrópico. Específicamente, un g de tejido tiroideo normal libera a la circulación sanguínea aproximadamente 1 µg/L de Tg, cuando los niveles de hTSH son normales (0,4-4 mUI/L) y aproximadamente 0,5µg/L de Tg cuando la hTSH está suprimida (< 0,1 mUI/L). Teniendo en cuenta lo anterior, la utilidad clínica de la determinación de Tg debe ser analizada en 4 momentos o situaciones diferentes durante la atención a pacientes con cáncer diferenciado de tiroides de células foliculares:

1. Determinación de Tg sérica en la etapa preoperatoria. Los valores preoperatorios de Tg (realizados antes o después de 2 semanas de realizada la biopsia) son útiles para determinar la capacidad secretora de Tg por el tumor. Un nivel alto de Tg (por encima del intervalo de referencia), indica que el tumor tiene la capacidad de secretar Tg y por inferencia, el seguimiento posoperatorio con Tg puede ser clínicamente usado en estos pacientes. Si los valores de Tg preoperatorios son normales, un valor posoperatorio de Tg no detectable no tiene una importancia clínica bien definida, pues no queda claro cuándo el tumor originalmente secretó Tg. La sensibilidad de la determinación de Tg como marcador tumoral alcanza su mayor expresión en tumores realmente pequeños (= 2 cm de diámetro) con valores preoperatorios de Tg altos.

2. Determinación de Tg sérica 1 a 2 meses después de la cirugía tiroidea. Después de la cirugía, en un término entre 2-4 días, los niveles de Tg caen rápidamente. Si la terapia supresiva con hormonas tiroideas es iniciada inmediatamente después de la cirugía para prevenir un incremento de la TSH, la concentración de Tg cae a niveles que reflejan el tamaño de tejido normal remanente más cualquier tejido tumor residual. Usualmente, un aproximado de 2 g de tejido tiroideo queda como remanente después de una tiroidectomía total o casi total, por lo cual se debe esperar valores de Tg < 2 µg/l, cuando el paciente ha sido sometido a una exitosa intervención quirúrgica, y los niveles de TSH estén < 0,1 mUI/L. En caso de lobectomías, se esperan valores de Tg < 10 µg/L bajo supresión tiroidea.

Por tanto, la disminución aguda de los niveles de Tg sérica refleja la efectividad de la cirugía, así como de la supresión de los niveles de TSH por el tratamiento inmediato con dosis supresivas de hormonas tiroideas.

3. Determinación de Tg sérica durante el seguimiento a largo plazo de los pacientes con cáncer diferenciado de tiroides de células foliculares: a) Cuando el nivel de TSH es estable y < 0,1 mUI/L, cualquier cambio en el nivel de Tg debe reflejar un cambio en la masa tumoral. De esta forma, una recurrencia clínica en aquellos pacientes con tumores tiroideos, clasificados como pobres secretores de Tg (Tg preoperatorio normal), puede estar asociada con valores séricos de Tg bajos o no detectables; sin embargo, para tumores buenos secretores de Tg (valores de Tg preoperatorios elevados) la recurrencia está asociada con un incremento progresivo del nivel sérico de Tg. En esta etapa, la evaluación clínica de los pacientes debe realizarse siguiendo el comportamiento del patrón seriado de los niveles de Tg realizados cuando el paciente está bajo un estado estable y de supresión de los niveles de estimulación tirotrópica (TSH < 0,1 mUI/L), lo que resulta clínicamente más útil que un valor aislado de Tg. b) Cuando los niveles de Tg sérica son detectables durante la terapia supresiva con L-T4, los cambios en la masa tumoral pueden ser evaluados por mediciones seriadas de Tg sin suspender el tratamiento supresivo con L-T4 o sin aplicar estimulación exógena por inyección intramuscular de hTSH recombinante. c) Cuando los niveles de Tg sérica son NO detectables durante la terapia supresiva con L-T4, es más útil determinar Tg bajo condiciones de estimulación con TSH, lo cual se logra suspendiendo el tratamiento supresivo con L-T4 o con estimulación con hTSH recombinante. d) Los pacientes completamente atireóticos, son aquellos que sus niveles de Tg son no detectables, aún en estado de franca estimulación con TSH y son los pacientes de mejor pronóstico clínico.

4. Determinación de la respuesta secretora de Tg a la estimulación con TSH. La magnitud del incremento de Tg en respuesta a la estimulación endógena de TSH (suspensión del tratamiento con L-T4) o exógena (administración intramuscular de hTSH recombinante) proporciona una valoración del grado de sensibilidad del tumor por la TSH. Típicamente, el tejido normal remanente o los tumores bien diferenciados producen un incremento > de 3 veces el nivel de Tg basal (bajo supresión de TSH) en aquellos pacientes sin la presencia (detectados por inmunoensayos sensibles) de autoanticuerpos contra la Tg (TgAb). Los tumores pobremente diferenciados e indiferenciados muestran un pobre incremento (< 3 veces el valor basal de Tg) de la respuesta secretora de Tg a la estimulación con TSH. Usualmente, la respuesta secretora de Tg a un incremento endógeno de TSH es mayor que el incremento de la secreción de Tg provocado exógenamente.

Todo lo anterior, referido a la utilidad clínica de Tg sérica, es valido para los pacientes sin presencia de TgAb detectados por inmunoensayos sensibles. En pacientes con presencia de TgAb, la utilidad clínica de la determinación de Tg puede verse seriamente limitada.

Autoanticuerpos tiroideos

Los ensayos para la determinación de los auto anticuerpos tiroideos, anti-tiroperoxidasa (TPOAb), tiroglobulina (TgAb) y receptor de TSH (TRAb) son usados en el diagnóstico de trastornos auto inmunes del tiroides. Desde hace 40 años la metodología para la cuantificación de estos autos anticuerpos TPOAb y TgAb ha evolucionado desde métodos cualitativos y semicuantitativos hasta los más modernos inmunoensayos cuantitativos:

Desarrollo metodológico

TPOAb. Métodos cualitativos (antígeno microsomal):

a) Fijación de complemento.
b) Hemoaglutinación pasiva (eritrocitos de carnero).
c) Inmunofluorescencia.

Métodos cuantitativos (auto antígeno TPO):

a) Radioinmunoensayo (RIA).
b) Ensayos inmunométricos (IMAs), IRMA, EIMA, IFMA. ICMA.

TgAb. Métodos cualitativos:

a) Hemoaglutinación pasiva (eritrocitos de carnero).
b) Inmunofluorescencia.

Métodos cuantitativos:

a) Radioinmunoensayo (RIA).
b) Ensayos inmunométricos (IMAs), IRMA, EIMA, IFMA, ICMA.

Los IMAs no isotópicos han evolucionado a la automatización. La metodología para determinar los TRAb ha evolucionado con una nomenclatura particular muy relacionada con los principios metodológicos de los ensayos:

TBII (Inmunoglobulinas inhibidoras de la unión de la TSH a su receptor):

a) 1ra. generación de ensayos: ensayo de radiorreceptor (RRA, receptor porcino de TSH).
b) 2da. generación de ensayos: inmunoenzimáticos (ELISA, receptor de adipositos de curiel de TSH), de tubo recubierto isotópico (receptor humano recombinante de TSH), TBII no isotópico (quimioluminiscencia, receptor humano recombinante de TSH). Este ensayo de 2da. generación no isotópico ha evolucionado hacia la automatización.

TSAb/TSBAb:

a) Bioensayos in vitro de 1ra. generación: cortes de tejido tiroideo, células tiroideas (cultivo primario monocapa /AMPc), línea celular FRTL-5 (cultivo monocapa /AMPc). El logro de la expresión (en forma recombinante) en células CHO del receptor humano de TSH en 1989-90, permitió el desarrollo de una nueva generación de ensayos TSAb/TSBAb.
b) Bioensayos in vitro de 2da. generación: células CHO que expresan hTSH-Rr (monocapa /AMPc), células CHO doble transfección (hTSH-R/Luciferaza-CRE /luminiscencia).

Utilidad clínica

TPOAb:

a) Diagnóstico de enfermedad tiroidea autoinmune (AITD > 95 % tiroiditis de Hashimoto, 70-85 % BTD): ensayo óptimo.
b) Factor de riesgo para enfermedad tiroidea autoinmune (AITD).
c) Factor de riesgo para hipotiroidismo durante la terapia con interferón alfa, interleucina 2 o litio.
d) Factor de riesgo para disfunción tiroidea durante la terapia con amiodarone.
e) Factor de riesgo de hipotiroidismo autoinmune en población > 60 años (pesquisaje TSH + TPOAb).
f) Factor de riesgo para hipotiroidismo en pacientes con síndrome de Down (pesquisaje anual con TSH+TPOAb).
g) Factor de riesgo de disfunción tiroidea durante el embarazo (pesquisaje con TSH + TPOAb, primer trimestre) y predictor de la tiroiditis posparto (primer - segundo trimestres).
h) Factor de riesgo de abortos y promotor de fallos en la concepción con empleo de técnicas de reproducción asistida (FIV).

TgAb:

Cáncer diferenciado del tiroides (células foliculares)

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