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Numerosos mecanismos regulatórios complexos influenciam o desenvolvimento e função do sistema nervoso periférico e central. Entre eles, os hormônios pertencem aos mais potentes fatores regulatórios. Várias partículas conhecidas por sua atividade hormonal servem como neurotransmissores. Além disso, os hormônios secretados sistematicamente modulam a função do sistema nervoso tanto no nível do cérebro quanto nos órgãos periféricos. A função tireoidiana tem demonstrado um papel crucial no desenvolvimento cognitivo adequado, mas também em muitos outros aspectos da atividade do sistema nervoso, em mecanismos que envolvem interação direta com circuitos reguladores intrínsecos ou indiretamente por efeitos sistêmicos exercidos, por exemplo, sobre o sistema circulatório ou vias metabólicas. Devido a estas relações estreitas com o funcionamento do sistema nervoso, os distúrbios do estado tireotabólico estão associados a um vasto espectro de sinais e sintomas neurológicos, incluindo: distúrbios de humor e cognitivos, dor de cabeça, oftalmoplegia, tremores e outros distúrbios de movimento, fraqueza muscular, etc. Tanto o hipotiroidismo como o hipotiroidismo podem causar sintomas psiquiátricos como distúrbios depressivos ou de ansiedade, déficits de memória, incapacidade executiva e até psicose. O hipotiroidismo grave descompensado pode resultar em coma de mioedema – uma condição de risco de vida com sintomas encefalopáticos em progressão sequencial. A encefalopatia esteróide-responsiva associada à tiroidite auto-imune (SREAAT) representa outra forma de distúrbio encefalopático associado à doença da tiróide e causando complicações clínicas potencialmente graves. Na periferia, os distúrbios tireotabólicos podem afetar a função muscular resultando em cansaço subjetivo e baixa tolerância ao exercício e, em alguns casos (especialmente no hipotireoidismo), em sinais objetivos miopáticos. Também o sistema nervoso periférico pode ser afetado, principalmente em pacientes hipotiróides, com maior tendência a desenvolver polineuropatia periférica e neuropatias de aprisionamento como o túnel do carpo ou as síndromes do canal de Guyone.