甲状腺的功能活动主要受下丘脑–垂体系统调节，三者组成下丘脑–垂体–甲状腺轴。垂体前叶分泌的TSH直接兴奋甲状腺细胞，促进甲状腺激素的分泌和合成。当血液中甲状腺激素浓度增加到一定程度，它抑制TSH的产生(负反馈作用)，使甲状腺激素合成和分泌的速度减慢;反之，当各种原因导致血液中甲状腺激素浓度下降，又能引起TSH的分泌增加(反馈作用)，而使甲状腺激素合成和分泌的速度加快。TSH的分泌还受下丘脑促甲状腺激素释放激素(TRH)的直接刺激。当甲状腺激素释放增多时除对垂体TSH释放有抑制作用外，也对下丘脑释放的TRH有对抗作用，间接地抑制TSH分泌，从而保持下丘脑–垂体–甲状腺轴的平衡。


甲状腺对体内碘缺乏或碘过剩也有适应性调节，如血液中无机碘含量升高时，能刺激甲状腺摄碘及其与酪氨酸结合而生成较多的甲状腺素，但当血液中无机碘蓄积到一个临界值后，可引起碘与酪氨酸结合的进行性抑制及甲状腺素合成与释放的降低。甲状腺通过上述调节系统控制，维持人体正常的生长发育与代谢功能。

甲状腺功能还受药物(多巴胺、糖皮质激素、碘剂、碳酸锂、酮康唑、普萘洛尔、性激素等)和疾病(肝脏疾病、肾脏疾病、精神疾病、危重疾病)等的影响。


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