甲狀腺的生理功能主要由其分泌的甲狀腺素（簡稱T3、T4）和降鈣素髮揮作用。
一、甲狀腺激素的生理功能
合成甲狀腺激素的原料為碘和甲狀腺球蛋白，進入甲狀腺濾泡上皮細胞內有機碘，在過氧化物酶的作用豐轉變成活性的碘，並迅速和甲狀腺球蛋白上的酪氨酸合成一碘酪氨酸（T1）和二碘酪氨酸（T2）；2個二碘酪氨酸偶聯成甲狀腺素（T4），1個二碘酪氨酸和1個一碘酪氨酸偶聯成1個三碘酪氨酸（T3）。甲狀腺激素的合成和分泌受下丘腦，腺垂體和血漿中甲狀腺激素水平的調節，以維持血漿激素水平的動態平衡，這就是下丘腦-垂體-甲狀腺軸系統。促甲狀腺激素（TSH）是垂體前葉分泌的一種糖蛋白，它受下丘腦的促甲狀腺激素釋放激素（TRH）刺激而釋放，TSH由血液運送到甲狀腺，促進T4、T3的合成和分泌；同時，血清T4，T3水平的增高則可抑制TSH的分泌，稱為負反饋。甲狀腺激素的生理功能十分廣泛，主要是促進物質與能量代謝，促進生長和發育過程。①甲狀腺激素在人體生熱效應、能量代謝的調節中起主要作用。②生理劑量的甲狀腺激素可調節三大物質（蛋白質、糖和脂肪）代謝。③甲狀腺激素對促進組織分化、生長和發育成熟都有重要作用，在維持正常生長髮育方面是必不可少的激素，特別是對骨骼系統和神經系統的生長髮育尤為重要。
二、降鈣素的生理功能
C細胞以胞吐方式分泌降鈣素，其主要生理功能為促進成骨細胞的活動，使鈣鹽沉著於骨質內，使骨鹽沉積於類骨質，並抑制腎小管和胃腸道對鈣的吸收，還可減少破骨細胞的數量並抑制其活動，從而使血鈣降低。
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