甲狀腺激素主要有甲狀腺素，又稱四碘甲腺原氨酸(thyroxine，3，5，3，5，-tetraiodothyroxine，T4)和三碘甲腺原氨酸(3，5，3，-triiodothyronine，T3)兩種，它們都是酪氨酸碘化物。 另外， 甲狀腺也可合成極少量的逆- T3(3，3，5-T3或reverse T3， rT3)，它不具有甲狀腺激素的生物活性。

　　甲狀腺激素合成的原料有碘和甲狀腺球蛋白，在甲狀腺球蛋白的酪氨酸殘基上發生碘化，并合成甲狀腺激素。 人每天食物中大約攝取碘100～200μg，約有1/3進入甲狀腺，甲狀腺含碘總量為800μg，占全身碘量的90%。 因此，甲狀腺與碘代謝的關系極為密切。

　　1.甲狀腺腺泡聚碘

　　由腸吸收的碘，以I-的形式存在于血液中，逆著電化學梯度， 以主動運輸的方式運轉進入甲狀腺上皮細胞內。在甲狀腺上皮細胞基底膜上，可能存在I-轉運蛋白，它依賴Na+-K+-ATP酶活動提供的能量來完成I-的主動轉運。

　　2.碘的活化

　　攝入腺泡上皮細胞的I-，在過氧化酶的作用下被活化，I-的活化， 是碘得以取代酪氨酸殘基上的氫原子的先決條件。如先天缺乏過氧化酶，I-不能活化，將使甲狀腺激素的合成發生障礙。

　　3.酪氨酸碘化與甲狀腺激素的合成

　　在腺泡上皮細胞粗面內質網的核糖體上，可形成一種由四條肽鏈組成的大分子糖蛋白，即甲狀腺球蛋白(thyroglobulin，TG)，其有3%酪氨酸殘基。碘化過程就發生在甲狀腺球蛋白酪氨酸殘基上，10%酪氨酸殘基可被碘化。

　　甲狀腺球蛋白酪氨酸上的氫原子可被碘原子取代或碘化， 首先生成一碘酪氨酸殘基(MIT)和二碘酪氨酸殘基(DIT)，然后兩個分子的DIT耦聯生成四碘甲腺原氨酸(T4)：一個分子的MIT與一個分子的DIT發生耦聯，形成三碘甲狀腺原氨酸(T3)，還能合成極少量的rT3。

　　上述酪氨酸的碘化和碘化酪氨酸的耦聯作用，都是在甲狀腺球蛋白的分子上進行的，所以甲狀腺球蛋白的分子上既含有酪氨酸、碘化酪氨酸，也含有MIT、DIT和T3及T4。

　　(二)甲狀腺激素的貯存、釋放、運輸與代謝

　　1.貯存：在甲狀腺球蛋白上形成的甲狀腺激素，在腺泡腔內以膠質的形式貯存。

　　甲狀腺激素的貯存有兩個特點：一是貯存于細胞外(腺泡腔內);二是貯存的量很大，可供機體利用50～120天。

　　2.釋放：腺泡細胞以吞飲的方式將腺泡腔內的T3、T4、MIT、DIT、TG吞入細胞內，并與溶酶體結合，在蛋白水解酶作用下，將T3、T4、MIT、DIT分離下來，甲狀腺球蛋白分子較大，不易進入血液，MIT和DIT的分子雖然較小，但很快受脫碘酶的作用而脫碘，脫下來的碘大部分儲存在甲狀腺內。T3、T4釋放入血。甲狀腺分泌的激素主要是T4約占總量的90%， T3分泌量小但生物活性是T4的5倍。

　　3.運輸：T4與T3釋放入血之后，以兩種形式在血液中運輸，一種是與血漿蛋白結合，另一種則呈游離狀態，兩者之間可相互轉化，維持動態平衡。游離的甲狀腺激素在血液中含量很少，卻發揮著生理作用。結合型的甲狀腺激素沒有生物活性。與甲狀腺素結合的血漿蛋白有三種： 甲狀腺素結合球蛋白(thyroxine-binding globulin，TBG)、 甲狀腺素結合前白蛋白(thyroxine-binding prealbumin ，TBPA)和白蛋白。他們可與T4與T3發生不同程度的結合。T3主要以游離形式存在。

　　4.代謝：血漿T4半衰期為7天，T3為1.5天。20%的T4與T3在肝內降解，與葡萄糖醛酸或硫酸結合后，經膽汁排入小腸， 隨糞排出。其余80%的T4在外周組織脫碘酶的作用下，產生T3 與rT3。T4脫碘變成T3是T3的主要來源。