O mare parte a bolilor severe, nelegate de o patologie tiroidiană preexistentă, incluzând și traumatismele, intervețiile chirurgicale, bolile psihiatrice, starvația, etc. pot afecta negativ funcția tiroidiană. În unele boli severe, prin alterarea metabolismului hormonilor tiroidieni și afectarea axului hipotalamo-hipofizo-tiroidian, valorile TSH, TT4, FT4, TT3, FT3, rT3 se pot modifica în mod foarte variat, cea mai frecventă combinație fiind TSH scăzut, paralel cu valori scăzute de FT4 și FT3 și crescute de rT3. Uneori TSH poate fi normal sau doar ușor scăzut, paralel cu FT4 normal, FT3 scăzut, rT3 crescut sau normal. Magnitudinea modificărilor depinde de severitatea bolii nontiroidiene. Aceaste modificări pot fi considerate într-un fel o modalitate de adaptare a organismului la stres. Acestea se produc prin mecanisme complexe, în primul rând prin scăderea secreției hipotalamice de TRH și consecutiv de TSH, precum si prin scăderea conversiei periferice de T4 în T3.
Modificările centrale și cele periferice pot surveni independent una de cealaltă. Reducerea nivelului de T3 poate fi benefică în faza acută a bolilor și în starvație, organismul putând conserva enegie prin reducerea catabolismului tisular. La acești bolnavi valorile TSH scad și mai mult dacă ei au fost tratați cu glucocorticoizi sau dopamină, fiecare inhibând secreția de TSH. Valorile TSH pot fi ușor crescute în faza de recuperare a acestor boli.
În bolile critice prelungite, aceste modificări pot deveni dăunătoare, ridicându-se dilema necesității tratamentului. Dovezile privind beneficiul terapeutic cu T3 sau T4 sunt limitate și controversate. Există studii privind beneficiul terapeutic cu T3 intravenos aplicat după chirurgia cardiacă, precum și studii privind tratamentul cu TRH asociat cu growth hormone-releasing peptide (GHRP-2) care duc la normalizarea TSH și eutiroidizare.
DeGroot considera boala nontiroidiana o disfuncție hipotalamo-hipofizară, recomandând tratament cu T4 sau T3 asociat cu alți hormoni (hidrocortizon, fludrocortizon, insulina, testosteron, TRH și secretagog al hormonului de creștere). În ciuda evidențelor insuficiente și uneori contradictorii, acest autor susține necesitatea tratamentului la pacienții cu boală nontiroidiană severă. La acest grup de pacienți, o hipotiroxinemie severă se asociaza cu o mortalitate crescută.
Diagnosticul de boala nontiroidiană (NTI) se pune la pacientul grav bolnav, în general spitalizat, pe baza dozărilor hormonale. Pacientul nu prezintă simptomele și semnele clasice ale hipotiroidiei, ele neputîndu-se dezvolta într-un timp scurt și fiind mascate de boala de bază. Diagnosticul diferențial se face cu hipopituitarismul, disfuncția tiroidiană indusă de amiodaronă.
Prognosticul depinde de boala de bază care a declanșat sindromul NTI, funcția tiroidiană revenind la normal după vindecarea acesteia.
Cu cât valorile de TSH, FT4, FT3 sunt mai mici și valoarea de rT3 mai mare, cu atât prognosticul este mai sever. Într-un studiu efectuat într-o unitate de terapie intensivă la pacienți în stare critică, predictibilitatea decesului s-a putut face cu o sensibilitate și specificitate de 75% și 80%, când TT4 seric a fost sub 3,1 μg/dl.