La tireotropina (TSH, Thyroid-Stimulating Hormone) è una glicoproteina dimerica (subunità alfa comune e subunità beta specifica) prodotta dalle cellule tireotrope dell'ipofisi anteriore sotto lo stimolo del TRH (Thyrotropin-Releasing Hormone) ipotalamico e regolata dal feedback negativo degli ormoni tiroidei (FT4 e FT3). Il TSH agisce sui recettori della membrana delle cellule follicolari tiroidee stimolando la captazione dello iodio, la sintesi e la secrezione di T4 e T3 e la crescita della ghiandola. Il dosaggio si esegue su siero con immunoassay di terza generazione (chemiluminescenza, ECLIA) con sensibilità funzionale inferiore a 0,02 mIU/L, che permette di distinguere i valori normali (0,4-4,0 mIU/L) dai valori soppressi dell'ipertiroidismo. Il TSH è il test più sensibile e specifico per la valutazione della funzione tiroidea grazie alla relazione log-lineare inversa con la FT4: piccole variazioni della FT4 producono variazioni amplificate del TSH. Un TSH elevato con FT4 ridotta definisce l'ipotiroidismo primario (tiroidite di Hashimoto, post-tiroidectomia); un TSH elevato con FT4 normale è l'ipotiroidismo subclinico. Un TSH soppresso con FT4 e/o FT3 elevate definisce l'ipertiroidismo (morbo di Graves, adenoma tossico, gozzo multinodulare tossico); un TSH soppresso con FT4 e FT3 normali è l'ipertiroidismo subclinico. Il TSH è inappropriatamente normale o elevato nel raro adenoma ipofisario TSH-secernente e nella resistenza agli ormoni tiroidei.