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Numerosos y complejos mecanismos reguladores influyen en el desarrollo y la función del sistema nervioso periférico y central. Entre ellos, las hormonas pertenecen a los factores reguladores más potentes. Varias partículas conocidas por su actividad hormonal sirven como neurotransmisores. Además, las hormonas secretadas sistémicamente modulan la función del sistema nervioso tanto a nivel cerebral como en los órganos periféricos. Se ha demostrado que la función tiroidea desempeña un papel crucial en el correcto desarrollo cognitivo, pero también en muchos otros aspectos de la actividad del sistema nervioso, en mecanismos que implican una interacción directa con los circuitos reguladores intrínsecos o indirectamente mediante efectos sistémicos ejercidos, por ejemplo, sobre el sistema circulatorio o las vías metabólicas. Debido a estas estrechas relaciones con la función del sistema nervioso, las alteraciones del estado tirometabólico se asocian a un amplio espectro de signos y síntomas neurológicos que incluyen: trastornos del estado de ánimo y cognitivos, cefalea, oftalmoplejia, temblor y otros trastornos del movimiento, debilidad muscular, etc. Tanto el hiper como el hipotiroidismo pueden provocar síntomas psiquiátricos como trastornos depresivos o de ansiedad, déficits de memoria, incapacidad ejecutiva e incluso psicosis. El hipotiroidismo descompensado grave puede dar lugar a un coma mixoédrico, una afección potencialmente mortal con síntomas encefalopáticos de progresión secuencial. La encefalopatía que responde a los esteroides asociada a la tiroiditis autoinmune (SREAAT) representa otra forma de trastorno encefalopático asociado a la enfermedad tiroidea y que causa complicaciones clínicas potencialmente graves. En la periferia, las alteraciones tirometabólicas pueden afectar a la función muscular dando lugar a un cansancio subjetivo y a una baja tolerancia al ejercicio y, en algunos casos (especialmente en el hipotiroidismo), a signos miopáticos objetivos. También puede verse afectado el sistema nervioso periférico, principalmente en los pacientes hipotiroideos, con mayor tendencia a desarrollar polineuropatías periféricas y neuropatías de atrapamiento como los síndromes del túnel carpiano o del canal de Guyone.