La L-Tiroxina (CAS: 51-48-9) o levotiroxina è un ormone tiroideo sintetico chimicamente identico alla tiroxina (T4), che viene naturalmente secreto dalle cellule follicolari della ghiandola tiroidea. È usato per trattare la carenza di ormone tiroideo e occasionalmente per prevenire la recidiva del cancro alla tiroide. Come la sua controparte secreta naturalmente, la levotiroxina è un composto chirale nella forma L-. Il farmaco correlato destrotiroxina (D-Tiroxina) è stato utilizzato in passato come trattamento per l'ipercolesterolemia (livelli elevati di colesterolo), ma è stato ritirato a causa di effetti collaterali cardiaci. La L-tiroxina è utilizzata principalmente per il trattamento dell'ipotiroidismo, del gozzo, della tiroidite linfocitaria cronica, del coma mixedema e dello stupore. In vivo, la L-tiroxina (0,9 e 2,7 μg) inibisce la sintesi e il rilascio di tireotropina indotta dall'ormone di rilascio della tireotropina dall'ipofisi anteriore nei topi. Le formulazioni contenenti L-Tiroxina sono state utilizzate nel trattamento dell'ipotiroidismo. La terapia con levotiroxina viene utilizzata in caso di deficit degli ormoni tiroidei nell'organismo umano, come avviene in caso di deficit della tiroide, dell'ipofisi e dell'ipotalamo (rispettivamente ipotiroidismo primario, secondario e terziario). La L-Tiroxina è utilizzata anche nel trattamento del gozzo eutiroideo e multinodulare, compresi i noduli tiroidei, le tiroiditi subacute o croniche, o in caso di deficit post-chirurgico, o dopo il trattamento radiometabolico in pazienti con cancro alla tiroide. Gli effetti di questo farmaco dipendono fortemente dal dosaggio. A piccole dosi, la L-Tiroxina esercita un'azione anabolica. A dosi medie stimola la crescita e lo sviluppo dei tessuti, il metabolismo delle proteine, dei grassi e dei carboidrati, aumenta l'attività funzionale del sistema nervoso centrale e cardiovascolare, nonché dei reni e del fegato. A dosi elevate rallenta l’attività tireotropica dell’ipofisi e sopprime la produzione della ghiandola tiroidea.