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三碘甲状腺激素是甲状腺分泌的甲状腺激素之一，甲状腺滤泡细胞分泌三碘甲状腺激素和四碘甲状腺激素两种甲状腺激素。
三碘甲状腺原氨酸从甲状腺分泌进入血液后，99%以上与血清中的细胞因子结合球蛋白(TBG)结合。未与TBG结合的称为游离三碘甲状腺原氨酸，简称FT3。血液循环中FT3含量较低，但生物活性明显高于游离四碘细胞因子(FT4)。FT3是诊断甲亢的敏感指标，甲亢时FT3升高早于FT4。
游离三碘甲状腺原氨酸又称FT3，是反映甲状腺功能最敏感的指标。
甲状腺功能不正常时，由此反映出来。当甲状腺功能下降时，甲状腺功能明显下降。地方性甲状腺功能不全症由于该指标明显下降，导致人身高偏低，影响智力水平，即呆小症。因此，三碘甲状腺原氨酸是反映甲状腺功能的最直接指标，高指标一般为甲状腺功能亢进，此病甲状腺功能亢进最多见，这个指标低的话甲状腺功能会下降。
血清三碘甲硫氨酸表示甲状腺激素的含义。
甲状腺激素中含有总T3，即三碘甲硫氨酸。总T4、甲状腺激素、游离T3、游离三碘甲状腺原氨酸、游离T4。甲状腺激素是维持人体代谢的兴奋性激素，甲状腺激素的合成是碘在甲状腺上皮细胞内，经碘化酪氨酸合成单碘酪氨酸、二碘酪氨酸、三碘酪氨酸和甲状腺激素。在体内真正发挥甲状腺激素作用的是游离甲状腺激素，包括游离T3、游离T4。当这两种激素枯竭时，蛋白质结合的血清三碘甲腺激素和甲状腺激素开始向游离状态变化起作用。甲状腺肌钙蛋白酸过高或过低均为病理状态。
甲状腺结合球蛋白是人血浆中甲状腺激素的主要转运蛋白。
分子量约54000，在肝内合成，含有395个氨基酸，4个门冬酰氨连接的寡聚糖链，与70%人血浆中的T3、T4结合，TBG基因与x染色体长度甲状腺结合球蛋白的正常值通常为15mg/L至34mg/L。甲状腺结合球蛋白的临床意义表现在甲状腺功能减退以外的球蛋白增多、妊娠、雌激素治疗中，传染性肝炎、骨髓瘤、骨肿瘤、先天性甲状腺结合球蛋白增多、急性间歇性卟啉病等；甲状腺功能亢进以外的减少，例如见于肾病综合征、肝硬化、转移瘤等。
导致其升高的原因有甲状腺性甲亢，甲状腺炎的甲亢期，甲状腺激素受体抵抗，垂体病变，以及医源性甲状腺亢进症。甲状腺性甲亢要给予抗甲状腺药物，抑制甲状腺激素的分泌和合成，亚甲炎的甲亢期给予控制心率等改善症状治疗。
血清中的甲状腺球蛋白偏高，通常是提示甲状腺局部炎症或出现甲状腺实质器官肿大。
甲状腺球蛋白是甲状腺局部器官中最主要的蛋白质成分，其中分泌物增高或降低会引起甲状腺球蛋白的敏感反应。一旦发生局部炎症，炎症反应产生的各种蛋白质就会积累，甲状腺球蛋白就会升高。局部组织肿大可导致脏器实质性增加，也可引起甲状腺球蛋白升高。临床上需要及时鉴别各种疾病，不仅炎症感染，甲状腺癌也会导致机体甲状腺球蛋白增高。该物质为肿瘤标志物，切除肿瘤后不会出现。