La thyroxine (T4) est la principale hormone produite par la glande thyroïde. Sa forme synthétique, la lévothyroxine sodique, est chimiquement identique à l’hormone produite par la thyroïde. Elle est vendue sous les noms de Synthroid, Levoxyl, Unithroid, Tirosint et sous de nombreux génériques, et c’est le traitement de référence d’une thyroïde qui fonctionne insuffisamment (hypothyroïdie).
La T4 est en grande partie une prohormone. L’essentiel de son effet survient après que l’organisme lui a retiré un atome d’iode pour la transformer en hormone plus active, la T3 (liothyronine). En dehors de la médecine, les hormones thyroïdiennes sont détournées pour accélérer la perte de graisse. Le fait le plus important pour cet usage est imprimé dans un avertissement encadré (boxed warning) de la notice de la lévothyroxine : l’hormone thyroïdienne ne doit pas être utilisée contre l’obésité ou pour perdre du poids, les doses de substitution normales ne font pas baisser le poids chez les personnes dont la thyroïde est saine, et des doses plus élevées peuvent provoquer une toxicité grave, voire mortelle.
Cette page résume ce que rapportent la notice (étiquetage de la FDA, agence américaine du médicament), les essais cliniques et les grandes études de cohorte. Elle a une visée uniquement éducative et ne constitue pas un avis médical.
| Propriété | Détail |
|---|---|
| Classe médicamenteuse | Hormone thyroïdienne (L-thyroxine synthétique, T4) |
| Marques / autorisation | Synthroid (NDA 021402, 2002), Levoxyl, Unithroid, Levo-T, Tirosint ; génériques |
| Voies | Comprimé, gélule et solution par voie orale ; injection intraveineuse |
| Dosages des comprimés | 25, 50, 75, 88, 100, 112, 125, 137, 150, 175, 200 et 300 mcg (Synthroid) |
| Dose adulte selon la notice | Substitution complète d’environ 1,6 mcg/kg/jour, ajustée selon la TSH ou la T4 libre |
| Demi-vie (notice) | 6–7 jours chez les personnes ayant une fonction thyroïdienne normale ; 3–4 jours en hyperthyroïdie ; 9–10 jours en hypothyroïdie |
| Point clé du mécanisme | Environ 80 % de la T3 circulante est produite à partir de la T4 dans les tissus périphériques |
| Marge thérapeutique | Étroite, selon la notice : de petites erreurs de dose entraînent un surdosage ou un sous-dosage |
| Statut aux États-Unis | Sur prescription uniquement ; pas une substance contrôlée |
| Statut AMA | Ne figure pas sur la Liste des interdictions 2026 |
Qu’est-ce que c’est
La lévothyroxine est la L-3,3’,5,5’-tétraiodothyronine : deux cycles dérivés de la tyrosine reliés entre eux et portant quatre atomes d’iode (PubChem). L’hormone libre a pour formule C₁₅H₁₁I₄NO₄ (776,9 g/mol). Le médicament est le sel de sodium, C₁₅H₁₀I₄NNaO₄, à 798,86 g/mol sous forme anhydre (notice du Synthroid). En poids, l’iode représente environ les deux tiers de la molécule.
La structure a été élucidée et l’hormone synthétisée pour la première fois en laboratoire en 1927 (Harington and Barger, Biochem J 1927).
T4 et T3
La T4 et la T3 agissent par les mêmes récepteurs nucléaires des hormones thyroïdiennes, qui activent et désactivent des gènes. Par leur intermédiaire, l’hormone thyroïdienne régule le métabolisme des protéines, des lipides et des glucides, augmente la consommation d’oxygène et la production de chaleur, et stimule le cœur (62 FR 43535). Les deux hormones diffèrent surtout par leur puissance et leur durée d’action. La notice du Synthroid donne ces chiffres pour les personnes ayant une fonction thyroïdienne normale :
| Paramètre | Lévothyroxine (T4) | Liothyronine (T3) |
|---|---|---|
| Rapport stocké dans la thyroglobuline (la réserve hormonale de la thyroïde) | 10–20 | 1 |
| Puissance biologique relative | 1 | 4 |
| Demi-vie | 6–7 jours | 2 jours ou moins |
| Liaison aux protéines | 99,96 % | 99,5 % |
La notice indique que les effets de l’hormone thyroïdienne proviennent « predominantly » (principalement) de la T3, et qu’environ 80 % de la T3 de l’organisme est produite à partir de la T4 par désiodation (retrait d’un atome d’iode) dans des tissus comme le foie et le rein. La T4 fonctionne donc comme un réservoir durable que l’organisme convertit en T3 selon les besoins. Pour l’hormone plus rapide et à action plus courte administrée directement, voir T3 (liothyronine sodique).
Pharmacocinétique
D’après la notice du Synthroid :
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Absorption orale | 40–80 %, principalement dans le jéjunum et l’iléon supérieur |
| Comprimé contre solution buvable | Biodisponibilité relative d’environ 93 % |
| Effet de l’alimentation | L’absorption augmente à jeun ; le soja, les noix, les fibres alimentaires, la farine de graines de coton et le jus de pamplemousse peuvent la réduire ou la retarder |
| Liaison aux protéines | Plus de 99 % liée à la globuline liant la thyroxine (TBG), à la transthyrétine et à l’albumine ; seule la fraction libre est active |
| Métabolisme | Principalement désiodation successive dans le foie ; environ 80 % d’une dose quotidienne de T4 devient des quantités égales de T3 et de T3 inverse |
| Élimination | Principalement rénale ; environ 20 % de la T4 est éliminée dans les selles |
| Délai jusqu’à l’effet complet d’un changement de dose | L’effet thérapeutique maximal peut prendre 4–6 semaines |
La longue demi-vie explique que la lévothyroxine se prenne une fois par jour et que les taux sanguins évoluent lentement. Avec une demi-vie d’environ une semaine, un changement de dose met plusieurs semaines à atteindre un nouvel état d’équilibre, si bien que la notice conseille de recontrôler la TSH (thyréostimuline, le signal hypophysaire qui stimule la thyroïde) 6–8 semaines après tout changement de dose chez l’adulte.
Usage médical autorisé
La notice autorise la lévothyroxine chez l’adulte, l’enfant et le nouveau-né dans deux situations :
- Hypothyroïdie. Traitement substitutif de l’hypothyroïdie primaire (thyroïdienne), secondaire (hypophysaire) et tertiaire (hypothalamique), congénitale ou acquise.
- Freinage de la TSH dans le cancer de la thyroïde. En complément de la chirurgie et de l’iode radioactif dans les cancers différenciés de la thyroïde dont la croissance dépend de la TSH.
La notice mentionne deux limites. Elle n’est pas indiquée pour réduire les nodules thyroïdiens bénins ou le goitre non toxique chez les personnes ayant suffisamment d’iode, car il n’y a aucun bénéfice et un surdosage peut provoquer une hyperthyroïdie. Elle n’est pas non plus indiquée pendant la récupération d’une thyroïdite subaiguë.
Posologie selon la notice
| Population | Dose initiale (notice) | Ajustement |
|---|---|---|
| Adultes atteints d’hypothyroïdie | Substitution complète 1,6 mcg/kg/jour ; certains ont besoin de moins | Paliers de 12,5–25 mcg toutes les 4–6 semaines jusqu’à normalisation de la TSH |
| Adultes âgés, ou risque de fibrillation auriculaire ou de maladie cardiaque | En dessous de 1,6 mcg/kg/jour | Toutes les 6–8 semaines |
| Enfants de 0–3 mois | 10–15 mcg/kg/jour | Toutes les 2 semaines selon la TSH ou la T4 libre |
| Grossesse, hypothyroïdie nouvelle avec TSH ≥10 mUI/L | 1,6 mcg/kg/jour | TSH toutes les 4 semaines |
La notice indique que des doses supérieures à 200 mcg/jour sont rarement nécessaires, et qu’une mauvaise réponse à plus de 300 mcg/jour traduit généralement des oublis de prise, une malabsorption ou des interactions médicamenteuses. Elle se prend une fois par jour à jeun, 30–60 minutes avant le petit-déjeuner, et à au moins 4 heures d’intervalle des médicaments qui bloquent son absorption.
Pourquoi les produits à base de lévothyroxine ont dû obtenir de nouvelles autorisations
La lévothyroxine était vendue avant 1962 sans demande d’autorisation de nouveau médicament approuvée. En 1997, la FDA a déclaré que tous les produits oraux à base de lévothyroxine étaient de nouveaux médicaments nécessitant une autorisation formelle (62 FR 43535). L’avis citait des problèmes de stabilité et de teneur :
- au moins 10 rappels à l’initiative des fabricants depuis 1991, portant sur 150 lots et plus de 100 millions de comprimés ;
- dans tous les cas sauf un, les comprimés étaient sous-dosés ou il n’était pas possible de démontrer qu’ils conservaient leur teneur jusqu’à la date de péremption ;
- un produit rappelé titrait 74,7–90,4 % de son dosage indiqué.
La FDA a souligné que la lévothyroxine ayant une marge thérapeutique étroite, même de petites différences de teneur des comprimés comptent. Les registres de la FDA montrent l’autorisation d’Unithroid en août 2000 (Drugs@FDA, NDA 021210), de Levoxyl en mai 2001 (NDA 021301) et de Synthroid en juillet 2002 (NDA 021402).
Ce que montre la recherche
La lévothyroxine seule reste la référence dans l’hypothyroïdie
La recommandation 2014 de l’American Thyroid Association a examiné les alternatives, dont les associations T4 plus T3, l’extrait thyroïdien d’origine animale et la T3 seule. Elle a conclu que la lévothyroxine devait rester le traitement de référence, aucune preuve solide et constante ne montrant qu’une alternative améliore les résultats de santé (Jonklaas et al., Thyroid 2014).
Une méta-analyse de 11 essais randomisés portant sur 1 216 patients a comparé la T4 plus T3 à la T4 seule (Grozinsky-Glasberg et al., JCEM 2006) :
| Critère | Différence moyenne standardisée, association contre T4 seule (IC à 95 %) |
|---|---|
| Fatigue | −0,12 (−0,33 à 0,09) |
| Dépression | 0,07 (−0,20 à 0,34) |
| Qualité de vie | 0,03 (−0,09 à 0,15) |
| Douleurs corporelles | 0,00 (−0,34 à 0,35) |
Il n’y avait pas non plus de différence pour le poids corporel, le cholestérol, les triglycérides ou les événements indésirables.
Hypothyroïdie légère (infraclinique) chez les personnes âgées
L’essai TRUST a randomisé 737 adultes de 65 ans ou plus atteints d’hypothyroïdie infraclinique persistante (TSH de 4,60–19,99 mUI/L avec une T4 libre normale) vers la lévothyroxine ou un placebo (Stott et al., NEJM 2017). À une dose médiane de 50 mcg/jour, la TSH est descendue à 3,63 mUI/L contre 5,48 mUI/L sous placebo. Après un an, il n’y avait aucune différence pour les symptômes d’hypothyroïdie (différence 0,0 ; IC à 95 % −2,0 à 2,1) ni pour la fatigue (0,4 ; IC à 95 % −2,1 à 2,9), et aucun critère secondaire ne s’est amélioré. Abaisser une TSH modérément élevée n’a pas amélioré le ressenti de ces patients.
Perte de poids et composition corporelle
L’hormone thyroïdienne augmente la dépense énergétique, ce qui explique qu’elle ait été essayée contre l’obésité. Une revue systématique des études randomisées et prospectives contrôlées sur la T3 ou la T4 administrées pendant une restriction calorique n’a pas pu établir d’effets constants sur la perte de poids, la dégradation des protéines, le métabolisme ou la fréquence cardiaque (Kaptein et al., JCEM 2009). Les auteurs ont noté que les études étaient peu nombreuses et petites, mais que les données montraient bien qu’un tel traitement produit une hyperthyroïdie infraclinique. L’avertissement encadré de la FDA reflète la même conclusion.
Le poids perdu sous excès d’hormone thyroïdienne n’est pas uniquement de la graisse. Des études chez des patients ayant une thyroïde naturellement hyperactive (maladie de Basedow et affections similaires, pas des utilisateurs de médicaments) montrent ce que coûte un état thyrotoxique en muscle :
| Étude | Patients | Résultat après rétablissement d’une fonction thyroïdienne normale |
|---|---|---|
| Nørrelund et al., Clin Endocrinol 1999 | 5 | La surface musculaire de la cuisse a augmenté de 24 % ; la force des bras et des jambes a augmenté d’environ 48–51 %. Les auteurs ont estimé que la masse musculaire était réduite d’environ 20 % et la force d’environ 40 % pendant la thyrotoxicose |
| Lönn et al., JCEM 1998 | 9 | La masse non grasse a augmenté de 2,7 kg à 3 mois et de 3,5 kg à 12 mois ; la surface muscle plus peau de la cuisse a augmenté de 25 % à 12 mois |
La récupération d’une masse et d’une fonction musculaires normales a pris 5–9 mois dans la première étude. Il s’agit de petites études sur l’hyperthyroïdie endogène : elles montrent le sens de l’effet plutôt que ce que ferait une dose donnée de lévothyroxine chez une personne en bonne santé.
Effets indésirables et risques
Avertissement encadré
La notice du Synthroid porte cet avertissement encadré (notice du Synthroid) :
- les hormones thyroïdiennes, seules ou avec d’autres médicaments, ne doivent pas être utilisées pour traiter l’obésité ni pour perdre du poids ;
- chez les personnes ayant une fonction thyroïdienne normale, des doses correspondant au besoin hormonal quotidien normal ne font pas baisser le poids ;
- des doses plus élevées peuvent provoquer une toxicité grave, voire mortelle, en particulier en association avec des amines sympathomimétiques comme les coupe-faim.
Surdosage : ce que fait un excès de T4
La notice indique que les effets indésirables sont principalement ceux de l’hyperthyroïdie due au surdosage :
- cœur : palpitations, accélération du rythme cardiaque, arythmies, élévation de la pression artérielle, angor, insuffisance cardiaque, infarctus et arrêt cardiaque ;
- système nerveux : nervosité, anxiété, irritabilité, insomnie, tremblements, maux de tête ;
- organisme et métabolisme : perte de poids, augmentation de l’appétit, intolérance à la chaleur, transpiration, fièvre, diarrhée ;
- muscles et os : faiblesse musculaire, diminution de la densité minérale osseuse ;
- reproduction : irrégularités menstruelles et altération de la fertilité.
Un surdosage peut aussi provoquer une confusion, et des embolies cérébrales, un état de choc, un coma et des décès ont été rapportés. Les symptômes peuvent n’apparaître que plusieurs jours après un surdosage, ce qui reflète la longue demi-vie.
Le surdosage est fréquent même sous surveillance médicale. Dans la Cardiovascular Health Study américaine, 41 % des 339 adultes de 65 ans ou plus qui prenaient une hormone thyroïdienne avaient une TSH inférieure à 0,45 mU/L, signe d’un dosage excessif (Somwaru et al., JCEM 2009).
Fibrillation auriculaire et maladie cardiovasculaire
Dans la cohorte de Framingham, 2 007 personnes de 60 ans ou plus ont été suivies pendant 10 ans (Sawin et al., NEJM 1994). Celles qui avaient une TSH de 0,1 mU/L ou moins présentaient une incidence cumulée de fibrillation auriculaire de 28 %, contre 11 % chez celles qui avaient une TSH normale, soit un risque relatif ajusté de 3,1 (IC à 95 % 1,7–5,5).
Une cohorte écossaise de 17 684 patients sous T4 au long cours a relié les événements aux taux de TSH (Flynn et al., JCEM 2010) :
| TSH sous traitement | Maladie cardiovasculaire, HR (IC à 95 %) | Arythmies, HR (IC à 95 %) | Fractures, HR (IC à 95 %) |
|---|---|---|---|
| Freinée (≤0,03 mU/L) | 1,37 (1,17–1,60) | 1,6 (1,10–2,33) | 2,02 (1,55–2,62) |
| Basse mais non freinée (0,04–0,4 mU/L) | Pas d’augmentation significative | Pas d’augmentation significative | Pas d’augmentation significative |
| Élevée (plus de 4,0 mU/L) | 1,95 (1,73–2,21) | 1,80 (1,33–2,44) | 1,83 (1,41–2,37) |
Un excès comme un manque d’hormone étaient associés à des effets nocifs, par rapport à une TSH dans l’intervalle de référence. Ce sont des études observationnelles : elles montrent des associations, pas une preuve de causalité.
Perte osseuse et fractures
La notice avertit qu’une sur-substitution augmente la résorption osseuse et abaisse la densité minérale osseuse, en particulier chez les femmes ménopausées. Dans une étude ontarienne portant sur 213 511 utilisateurs de lévothyroxine âgés de 70 ans ou plus, l’usage actuel était associé à une probabilité de fracture supérieure de 88 % à celle d’un usage ancien (OR ajusté 1,88 ; IC à 95 % 1,71–2,05) (Turner et al., BMJ 2011). Le risque augmentait avec la dose :
| Dose quotidienne cumulée sur l’année précédente | Probabilité de fracture par rapport à la faible dose (IC à 95 %) |
|---|---|
| Faible (moins de 0,044 mg/jour) | Référence |
| Moyenne (0,044–0,093 mg/jour) | 2,62 (2,50–2,76) |
| Élevée (plus de 0,093 mg/jour) | 3,45 (3,27–3,65) |
Freinage de la thyroïde de l’organisme
La prise d’hormone thyroïdienne met la TSH au repos par rétrocontrôle négatif, et la production propre de la thyroïde diminue. Chez sept femmes ayant une thyroïde normale qui ont arrêté un traitement prolongé par hormone thyroïdienne, la TSH est d’abord restée indétectable, est redevenue détectable après 2–3 semaines, et la T4 a mis au moins 4 semaines à se normaliser (Vagenakis et al., NEJM 1975). Pendant cette période, les taux d’hormones thyroïdiennes étaient inférieurs à la normale.
Interactions
Sélection d’interactions tirées de la notice :
| Médicament ou facteur | Effet |
|---|---|
| Calcium, fer, antiacides, chélateurs du phosphate, chélateurs des acides biliaires | Fixent la T4 et réduisent son absorption ; espacer d’au moins 4 heures |
| Inhibiteurs de la pompe à protons, sucralfate | Diminuent l’acidité gastrique et peuvent réduire l’absorption |
| Phénobarbital, rifampicine | Accélèrent la dégradation de la T4, ce qui augmente les besoins |
| Androgènes et stéroïdes anabolisants | Abaissent la TBG, si bien que la T4 totale baisse tandis que la T4 libre et la TSH restent généralement normales |
| Œstrogènes oraux et contraceptifs | Augmentent la TBG |
| Warfarine | L’hormone thyroïdienne renforce son effet ; l’INR doit être surveillé |
| Insuline et antidiabétiques | Le contrôle glycémique peut se dégrader |
| Kétamine | Hypertension et tachycardie marquées |
| Sympathomimétiques | Les effets des deux peuvent augmenter ; risque d’insuffisance coronarienne |
| Compléments de biotine | Faussent les analyses thyroïdiennes ; la notice conseille de les arrêter au moins 2 jours avant les analyses |
L’interaction avec les androgènes compte pour les personnes qui utilisent de la testostérone ou d’autres stéroïdes anabolisants : une T4 totale basse sur un bilan peut refléter une baisse de la protéine de transport plutôt qu’une véritable hypothyroïdie. La mise en garde sur les sympathomimétiques s’applique aux stimulants comme le clenbutérol, bien qu’aucune étude contrôlée de cette association précise n’existe.
Qui ne doit pas l’utiliser
La seule contre-indication de la notice est l’insuffisance surrénalienne non corrigée, car l’hormone thyroïdienne accélère l’élimination du cortisol et peut déclencher une crise surrénalienne. La notice conseille aussi :
- de commencer en dessous de la dose complète chez les adultes âgés et les personnes atteintes de maladie cardiaque ;
- de ne pas utiliser les comprimés oraux dans le coma myxœdémateux, qui nécessite un traitement intraveineux ;
- d’ajuster la dose pendant la grossesse, où les besoins peuvent augmenter, et de revenir à la dose d’avant la grossesse après l’accouchement.
Statut légal et usage en dehors de la médecine
Aux États-Unis, la lévothyroxine est un médicament sur prescription uniquement. Elle ne figure pas sur la liste des substances contrôlées de la DEA (agence américaine de lutte contre la drogue) (21 CFR 1308.13). Les hormones thyroïdiennes ne figurent pas sur la Liste des interdictions 2026 de l’AMA (Agence mondiale antidopage), si bien qu’aucune autorisation d’usage à des fins thérapeutiques n’est nécessaire pour elles dans le sport.
Les preuves de mésusage dans le sport contrôlé sont limitées. Sur 498 échantillons de sérum issus de contrôles antidopage australiens, 2 athlètes présentaient une thyrotoxicose biologique, soit une prévalence d’environ 4 pour 1 000, et 2 des 509 formulaires de contrôle antidopage déclaraient une prise de T4 (Handelsman et al., J Endocr Soc 2023). Les endocrinologues décrivent la prise dissimulée d’hormone thyroïdienne (thyrotoxicose factice) comme visant le plus souvent à perdre de la graisse et du poids, y compris chez les culturistes (Persani et al., Ann Endocrinol 2023).
Hormone thyroïdienne cachée dans des compléments
L’hormone thyroïdienne peut aussi être prise sans le savoir. Lorsque 10 compléments en vente libre de « soutien thyroïdien » ont été analysés par chromatographie, 9 contenaient de la T3 et 5 de la T4 (Kang et al., Thyroid 2013). À la dose recommandée, 4 produits apportaient 8,57–91,6 mcg/jour de T4 et 5 apportaient plus de 10 mcg/jour de T3. Les auteurs ont noté que certains dépassaient les doses thérapeutiques courantes de l’hypothyroïdie.
Points clés
- La T4 est une prohormone à action lente. La lévothyroxine est identique à la T4 produite par la thyroïde, et l’essentiel de son effet survient après conversion en T3. Sa demi-vie d’environ une semaine fait que les changements mettent des semaines à se stabiliser.
- Traitement de référence de l’hypothyroïdie. Les recommandations et les méta-analyses d’essais privilégient la lévothyroxine seule plutôt que les associations T4 plus T3 ou les extraits thyroïdiens.
- Notice contre l’usage amaigrissant. L’avertissement encadré indique que les doses normales ne font pas perdre de poids chez les personnes dont la thyroïde est saine et que des doses plus élevées peuvent mettre la vie en danger. Les études contrôlées de la T4 contre l’obésité étaient petites et incohérentes.
- Un excès d’hormone coûte du muscle et de l’os. Les patients en thyrotoxicose perdent masse et force musculaires, et une TSH freinée sous traitement est associée à la fibrillation auriculaire et aux fractures.
- Marge thérapeutique étroite. De petites différences de dose ou de teneur des comprimés comptent, ce qui explique que la FDA ait exigé une autorisation formelle des produits oraux après 1997.
- Ni inscrite aux annexes ni interdite dans le sport. Elle est sur prescription uniquement aux États-Unis, n’est pas une substance contrôlée et ne figure pas sur la Liste des interdictions 2026 de l’AMA.
Sources
- AbbVie. Synthroid (levothyroxine sodium) tablets, prescribing information, révisée en 2/2024. DailyMed ; Drugs@FDA, NDA 021402.
- Food and Drug Administration. Registres Drugs@FDA pour Unithroid (NDA 021210) et Levoxyl (NDA 021301). NDA 021210 ; NDA 021301.
- National Center for Biotechnology Information. Levothyroxine, PubChem CID 5819. PubChem.
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