甲状腺的主要功能是合成、贮存和分泌甲状腺素。甲状腺功能与人体各器官系统的活动和外部环境相互联系。主要调节的机制包括下丘脑—垂体—甲状腺轴控制系统和甲状腺体内的自身调节系统。
甲状腺素几乎作用于机体的所有组织，从多方面调节新陈代谢与生长发育，是维持机体功能活动的基础性激素，其生物效应十分广泛。甲状腺激素的生物作用概括为几个方面：
1、促进生长发育
甲状腺素是胎儿和新生儿脑发育的关键激素。在胚胎期，甲状腺素能促进神经元的增殖和分化以及突触的形成;促进胶质细胞的生长和髓鞘的形成，诱导神经生长因子和某些酶的合成，促进神经元骨架的发育。
甲状腺素可刺激骨化中心发育成熟，加速软骨骨化，促进长骨和牙齿生长。胚胎期及幼儿期如果缺乏甲状腺素，可导致不可逆的神经发育障碍，以及骨骼的生长与成熟延迟或停滞，出现明显的智力发育迟缓、身材短小、牙齿发育不全等症状，称为克汀病或称为呆小症。
2、调节新陈代谢
(1)增强能量代谢：甲状腺素能使全身绝大多数组织的基础氧消耗量增加，产热量增加，甲状腺素对不同组织的产热效应有差别，对心脏的效应最为显著，但对脑、性腺(睾丸)、脾脏等组织影响不明显。
(2)调节物质代谢：甲状腺素广泛影响物质的合成代谢和分解代谢，而且对代谢的影响也十分复杂，常表现为双向作用。因此，甲状腺功能亢进患者常表现为体脂消耗增加，总体脂量减少，血胆固醇含量低于正常;而甲状腺功能减退患者，体脂比例增大，血胆固醇含量升高而易发生动脉粥样硬化。
(3)蛋白质代谢：甲状腺素对蛋白质的合成和分解也存在双向调节作用。生理情况下，能促进结构蛋白质和功能蛋白质的合成，有利于机体的生长发育及维持各种功能活动，表现为正氮平衡;但甲状腺素分泌过多时，则促进蛋白质的分解，表现为负氮平衡。
(4)对神经系统的影响：甲状腺素对已分化成熟的成年人神经系统的活动也有作用，主要表现为兴奋作用。甲状腺功能亢进患者常有易激动、烦躁不安、喜怒无常、失眠多梦、注意力分散等中枢神经系统兴奋性增高的表现。而甲状腺功能减退患者则表现为中枢神经系统兴奋性降低，出现记忆力减退，言语和行动迟缓、表情淡漠、少动嗜睡等。
(5)对心脏的影响：可使心率增快、心肌收缩力增强、心输出量和心肌耗氧量增加。甲状腺功能亢进患者会出现心动过速、心律失常甚至心力衰竭。
(6)对消化系统的影响：可促进消化道的运动和消化腺的分泌。甲状腺功能亢进时，食欲亢进，胃肠运动加速，肠吸收减少，甚至出现顽固性吸收不良性腹泻;甲状腺功能亢进减退时，食欲减退，由于胃肠运动减弱可出现腹胀和便秘。
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