Функция щитовидной железы регулируется гипоталамо-гипофизарной системой. ТСГ, стимулирующий синтез и высвобождение тиреоидного гормона из щитовидной железы, секретируется передней долей гипофиза в ответ на стимуляцию ТРГ. Обратный контроль гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси в значительной степени опосредуется модуляцией тиреоидным гормоном восприимчивости ТСГ по отношению к ТРГ (см. рис.3).
Рис.3. Регуляция функции щитовидной железы. Тиреоидный гормон контролирует собственную выработку посредством механизма отрицательной обратной связи как на гипоталамическом, так и на гипофизарном уровне.
Концентрация Т3, основной активной формы тиреоидного гормона, в тиреотропных клетках передней доли гипофиза регулирует синтез и секрецию ТСГ. Высокие концентрации Тз, либо поступающего непосредственно из щитовидной железы, либо образующегося в результате монодейодирования Т4, приводят к полному прекращению секреции ТСГ. При низких концентрациях тиреоидного гормона, обусловленных болезнью щитовидной железы или передозировкой антитиреоидных препаратов, повышается содержание ТСГ и значительно увеличивается чувствительность тиреотропных клеток к ТРГ (см. рис.4).
Помимо модулирующего действия тиреоидного гормона на гипофизарном уровне, Тз также подавляет высвобождение ТРГ из гипоталамуса. И общая α - субъединица, и специфическая β - субъединица молекулы ТСГ синтезируются тиреотропом. Сборка субъединиц, в результате которой образуется молекула активного ТСГ, происходит на гладком эндоплазматическом ретикулуме. Ингибирующий элемент, связывающий Т3, подавляет транскрипцию генов как α -, так и β - субъединиц ТСГ. Секреция ТСГ регулируется исключительно конечным продуктом системы – Т3.
ТРГ также стимулирует секрецию пролактина, однако физиологическое значение этого явления пока не известно. Неясным остается и значение экстрагипо-таламической выработки ТРГ в коре головного мозга, спинном мозге, островках поджелудочной железы и желудочно-кишечном тракте.