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甲状腺激素的代谢包括脱碘、脱氨基或羧基、结合反应，其中，以脱碘反应为主。

该反应受肝、肾及其他组织中特异的脱碘酶催化。

少量T3、T4及其代谢产物可通过尿及胆汁排出。

调节：

甲状腺激素的合成与分泌主要受下丘脑-垂体-甲状腺轴的调节。

TRH(促甲状腺激素释放激素)：促进垂体合成和释放TSH。

TSH(促甲状腺激素)

刺激甲状腺细胞增生和甲状腺球蛋白合成，并促进I的摄取到释放。

血液中游离T3、T4水平的波动，负反馈地引起下丘脑释放TRH、垂体释放TSH的增加或减少，该调控最重要。此外，肾上腺素、雌激素也都有某些作用。