甲状腺主要具有合成、储存和分泌甲状腺激素的作用，甲状腺激素又包括四碘甲状腺原氨酸和三碘甲状腺原氨酸，又简称为T4和T3。T3的量较T4少，但是T3与蛋白结合更容易分离，T3的活性较强，生理作用比T4高4-5倍。
甲状腺激素的合成和分泌过程，又受到下丘脑分泌的激素TRH和垂体分泌的激素TSH的调控，当人体的外部环境发生变化，甲状腺激素的需要量增加，或者是甲状腺激素的合成发生障碍时，血中的甲状腺激素的浓度会发生下降，同时可以刺激垂体引起促甲状腺激素的分泌增加，这种反馈和负反馈的作用可以维持下丘脑-垂体-甲状腺之间生理上的动态平衡。
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