甲状腺从圆口纲到哺乳动物都有甲状腺，但其形态结构各有差异。哺乳动物甲状腺位于气管腹侧，甲状软骨附近，分为左右两叶，中间由峡部（锥状叶）相连。人类的甲状腺形似蝴蝶，犹如遁甲而得名（图10.2）。甲状腺是机体内最大的内分泌腺，主要分泌甲状腺激素，参与机体代谢的调节。

1）甲状腺激素的合成

甲状腺激素主要有两种，甲状腺素（3，5，3’，5’-四碘甲腺原氨酸，T4）和三碘甲腺原氨酸（3，5，3’-三碘甲腺原氨酸，T3），它们都属于酪氨酸碘化物。

甲状腺激素在甲状腺球蛋白上合成，主要原料是碘和酪氨酸。其合成过程主要为以下3个步骤：

（1）聚碘作用

食物中的无机碘化合物，经肠消化吸收后，以I-的形式进入血液。甲状腺上皮细胞通过逆电化学梯度将血液中的I-转运入腺细胞内。此时甲状腺内I-浓度比血液中高出20～25倍。这一个过程称为甲状腺腺泡上皮的聚碘作用。

图10.2　人体甲状腺示意图

（2）碘的活化

被摄入腺泡的I-在甲状腺过氧化酶的催化下迅速转化为I2或与过氧化酶形成复合物。碘的活化是碘得以取代酪氨酸残基上氢原子的先决条件。

（3）酪氨酸的碘化和碘化酪氨酸的偶联

在腺泡上皮细胞粗面内质网的核糖体上，甲状腺球蛋白的酪氨酸残基上的氢原子可被I原子取代或碘化，依次形成一碘酪氨酸残基（MIT）和二碘酪氨酸残基（DIT）。然后，两分子的DIT耦联生成1分子T4（DIT+DIT）；或1分子DIT和1分子MIT耦联生成1分子T3（DIT+MIT）。正常生理状况下，只有一部分碘化酪氨酸能耦联生成甲状腺激素，其中大约75%是T4，25%是T3，另一些不能耦联的仍以MIT或DIT残基的形式留在甲状腺球蛋白分子中。

2）甲状腺激素的储存、释放、运输与代谢

（1）储存

甲状腺激素通过与甲状腺球蛋白结合，以胶质的形式储存在腺泡腔内。其储存有两大特点：

①甲状腺素是唯一储存在细胞外的激素。

②储存量很大，是机体的激素中储存量最多的。

（2）释放

当甲状腺受到TSH刺激后，腺泡细胞顶端通过吞饮作用和溶酶体蛋白水解酶作用下，T3，T4迅速进入血液。

（3）运输

T3和T4释放入血液后，大部分与血浆蛋白结合，以此形式进行运输。其中，T4与血浆蛋白亲和力很强，绝大部分都与血浆中甲状腺素结合球蛋白结合。而T3与血浆蛋白亲和力较低，因此主要以游离形式存在。与蛋白结合的甲状腺激素和游离激素之间可以相互转换，维持动态平衡。只有游离的激素才能进入细胞与受体结合，从而发挥其生理作用。

（4）代谢

血浆中T4半衰期为6～7 d，T3半衰期为1～3 d。20%的T4和T3在肝脏降解，经胆汁排入小肠后，随粪便排出。80%的T4在外周组织脱碘成为T3。T3再进一步脱碘，形成二碘、一碘以及不含碘的甲状腺氨酸。

3）甲状腺激素的生理作用

甲状腺激素几乎对机体所有器官、组织都有作用，主要作用是调节新陈代谢，促进生长发育等。(www.daowen.com)

（1）对代谢的影响

①对能量代谢的作用：甲状腺激素能促进心、肝、肾、骨骼和肌肉等大多数器官组织基础代谢率增高，产热量和耗氧量增加。切除甲状腺后，动物代谢率逐渐下降至正常水平的30%～50%，随后注射甲状腺激素，发现有明显产热效应。因此，甲状腺激素对于动物机体有明显提高代谢率，增加产热的作用。

②对物质代谢的作用：甲状腺激素对三大营养物质代谢的作用重要且复杂。总的来说：

a.对于蛋白质代谢：正常生理状况下甲状腺激素主要是促进蛋白质及各种酶生成，但分泌过多时则加速蛋白质特别是骨骼肌蛋白质的分解。

b.对于糖代谢：一方面，甲状腺激素能够促进小肠黏膜对糖的吸收，增强肝糖原分解，并对肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素和生长激素的升糖作用发挥允许作用。因此，起到升高血糖浓度的作用。另一方面，甲状腺激素也可以增加胰岛素的分泌，促进脂肪肌肉等外周组织对糖的摄取和利用，起到降低血糖的作用。

c.对于脂肪代谢：甲状腺激素可以促进脂肪酸氧化，增强儿茶酚胺和胰高血糖素对脂肪的分解作用；对于胆固醇，甲状腺激素既促进其合成，又加速降解，一般来说分解作用要强于合成作用。

d.对于水和电解质：甲状腺激素可以调节毛细血管通透性，促进维持细胞内液更新。甲状腺功能低下时，毛细血管通透性明显增大，可见组织特别是皮下组织常发生水盐潴留，同时由大量黏蛋白沉积而表现出黏液性水肿。

（2）对生长发育的作用

①促生长作用：甲状腺激素能促进组织分化、生长、发育和成熟，特别是脑和长骨的发育和生长。先天性甲状腺功能低下，会导致患儿智力低下、身材矮小，称为克汀病或呆小症。此外，甲状腺激素能提高中枢神经系统兴奋性，增强交感神经的活动。当甲状腺激素水平低下时，机体会出现感觉迟钝、行动迟缓、记忆力减退和嗜睡等症状。

②促变态反应：甲状腺激素能促进两栖类和鱼类的变态反应。将蝌蚪甲状腺切除后，生长发育受到阻碍，不能变态成蛙，如补充后又可以恢复生长；缺乏甲状腺激素的鳗鲡无法从柳叶鳗转变为玻璃鳗，鲆鲽类眼睛也无法在幼苗期移到同一边。

③对心血管系统的作用：甲状腺激素可以使心率加快，输出量增加。

④对生殖系统的作用：甲状腺激素可以促进性腺发育及副性征的出现。缺乏甲状腺激素的幼畜会出现性腺发育停止，不表现副性征等症状。此外，甲状腺对母畜发情、排卵、受孕和泌乳都有一定的促进作用。

4）甲状腺激素分泌的调节

甲状腺激素的分泌主要受到下丘脑-腺垂体-甲状腺轴的调节。此外，也受到有一定程度的自身调节。

（1）下丘脑-腺垂体-甲状腺轴

下丘脑分泌的TRH通过垂体门脉系统作用于腺垂体，促进TSH的合成和释放。TSH经血液运输至甲状腺后，促进甲状腺激素的合成和释放以及甲状腺增生。

环境等因素刺激可通过神经系统将信号传递给下丘脑，从而调节TSH和甲状腺激素的合成和释放。例如，在寒冷环境下，下丘脑体温中枢感受到寒冷刺激，分泌TRH作用于腺垂体，促进腺垂体分泌TSH，再经血液运输至甲状腺后，引起甲状腺激素的分泌，从而起到增加代谢产热的调控作用。

此外，血液中游离T4，T3浓度的改变，也会作用于下丘脑-腺垂体-甲状腺轴，反馈性地调节甲状腺激素的分泌。血液中T4，T3浓度升高，可以刺激腺垂体减少TSH的合成和分泌，同时使腺垂体对TRH的敏感性降低，使血液中T4，T3浓度降低，维持正常的生理需要。

（2）自身调节

甲状腺自身具有在TSH浓度不变或完全缺乏的情况下对碘摄取和合成产生改变的调节称为自身调节。当食物中碘含量降低时，甲状腺摄取和聚碘能力增强，反之当其超过一定限度时，则甲状腺摄取和聚碘能力下降。

实践举例

地方性甲状腺肿，又称“大脖子病”，曾在我国大部分地区流行。其主要病因是由于碘摄入不足造成。一些地区（主要是远离沿海的内陆及高海拔山区）水和食物中碘含量匮乏，造成机体T4，T3合成减少，对腺垂体TSH分泌的反馈性抑制作用减弱，使TSH分泌增加，导致甲状腺组织代偿性增生肥大。

思考：此病实质上属于“甲亢”还是“甲减”？请阐述碘在该病形成过程中的作用，并提出有效的治疗方法。