La production hormonale de la glande thyroïde est constituée de thyroxine ou T4 (80%) et de triiodothyronine ou T3 (20%). Dans la circulation, la totalité de la T4 provient de la sécrétion thyroïdienne mais la majeure partie de la T3 (80%) est produite en extrathyroïdien à partir de la déiodation de la T4. La conversion de la T4 en T3 peut être influencée par diverses conditions et la T3 circulante est un reflet moins fiable de la production d’hormones thyroïdiennes que la T4. Dans le sérum, la plupart de la T4 et de la T3 sont liées à des protéines de liaison et seulement 0,02 % de la T4 et 0,3 % de la T3 sont libres. En raison de leur meilleure performance diagnostique, les mesures de la T4 libre (FT4) et de la T3 libre (FT3) ont supplanté la détermination des hormones totales (libres + liées). Les mesures de l’hormone totale restent utiles pour les études de recherche ou en cas d’hyperthyroïdie sévère. La dialyse à l’équilibre/RIA est considérée comme la méthode de référence pour les mesures d’hormones libres. Les laboratoires cliniques de routine utilisent des immunodosages directs automatisés en deux étapes ou en une étape avec un ligand de poids moléculaire élevé ou un anticorps marqué. La mesure des hormones libres reste techniquement exigeante, en particulier dans les sérums de patients atteints de maladies graves non thyroïdiennes et présentant une faible capacité de fixation de la thyroxine sérique. L’interférence des anticorps anti-hormones thyroïdiennes et de l’hyperthyroxinémie dysalbuminémique familiale dépend de la méthode de dosage, mais elle est maintenant moins marquée et moins fréquemment détectée. Pour pouvoir interpréter correctement les résultats d’un dosage, il est nécessaire d’évaluer ses performances dans des échantillons de sérum bien caractérisés sur le plan biologique et clinique. Les mesures de la FT4 et de la FT3, si la FT4 est normale et qu’une hyperthyroïdie est suspectée, sont utilisées pour confirmer et évaluer le niveau d’hypo et d’hyperthyroïdie (manifeste ou subclinique). Lorsque le statut thyroïdien est instable (premiers mois d’un traitement thyroïdien, modification de la dose de L-T4, thyroïdite subaiguë) ou lorsque la fonction hypothalamo-hypophysaire est perturbée (hypothyroïdie centrale), le dosage de la TSH est diagnostiquement trompeur et seules les mesures des hormones libres sont fiables pour l’évaluation de la fonction thyroïdienne.