甲状腺有合成、 贮存和分泌甲状腺素的功能。甲状腺素主要包括四碘甲状腺原氨酸(t4)和三碘甲状腺素原氨酸(t3)。t3的量虽远较t4为少，但t3与蛋白结合较松，易于分离，且其活性较强而迅速。因此，其生理作用较t4高4～5倍。
甲状腺激素的合成和分泌过程受下丘脑、通过垂体前叶所分泌的促甲状腺激素(tsh)的调解和控制，而tsh的分泌则受血液中甲状腺激素浓度的影响。
当人体内在活动或外部环境发生变化、甲状腺激素的需要量增加时(如寒冷、妊娠期妇女、生长发育期的青少年)、或甲状腺激素的合成发生障碍时(如给与抗甲状腺药物)血中甲状腺素的浓度下降，即可刺激垂体前叶，引起促甲状腺激素的分泌增加(反馈作用)，而使甲状腺合成和分泌甲状腺素的过程加快;当血中的甲状腺素的浓度增加到一定程度后，它又可反过来抑制促甲状腺激素的分泌(负反馈作用)，使甲状腺合成、分泌甲状腺素的速度减慢。
通过这种反馈和负反馈作用，维持下丘脑――垂体前叶――甲状腺之间的生理上动态平衡。
北京北城甲状腺医院提醒甲状腺激素对能量代谢和物质代谢都有显著影响。不但加速一切细胞的氧状率、全面增高人体的代谢，且同时促进蛋白质、碳水化合物和脂肪的分解，并且严重影响体内水的代谢。
因此，如果给与人体甲状腺激素，则发生尿氮的排出增加，肝内糖原降低，储存脂肪减少，并同时使氧的消耗或热量的放出增加，同时尿量增多。反之，在甲状腺功能减退时，就引起人体代谢全面降低以及体内水的蓄积，临床上就出现粘液水肿。
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