Dans le sérum, 20 % de la triiodothyronine (T3 totale ou T3T) proviennent directement de la thyroïde et 80 % de la désiodation en périphérie de la thyroxine (T4). La T3 circule principalement sous forme liée à des protéines de transport mais aussi sous forme libre (0,3 %), biologiquement active (T3L). Bien qu'il soit techniquement exigeant, le dosage de T3L tend à supplanter celui de T3T.

La concentration de T3L et T3T soumise à l'influence de facteurs extrathyroïdiens (maladies graves non thyroïdiennes) est fréquemment abaissée sans anomalie thyroïdienne (syndrome à basse T3). Elle constitue de ce fait un reflet moins fidèle de la fonction thyroïdienne que la T4. Le dosage de T3 conserve cependant une place dans le cadre du diagnostic d'une hyperthyroïdie à T4L normale et de la surveillance d'un traitement par T3.

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