碘元素与甲状腺关系密切而又十分复杂。甲状腺具有强大的浓集碘的能力。甲状腺是碘代谢的主要场所，也是合成甲状腺激素的唯一腺体，又是人体内最大的碘库。甲状腺对碘有摄取、浓集，合成激素、储备和分泌的功能。甲状腺激素也是碘在人体内存在的一种形式。甲状腺腺内的有机碘库很大，能储存8～10毫克碘，足够机体用3～4个月。碘元素是人体不可缺少的微量元素。无论是碘缺乏或者是碘过多，都会给人体造成疾病。同时，碘元素的多少对甲状腺的上述功能又有重要的调节影响，在人体代谢机制中二者有双向互动调节的作用。
碘是合成甲状腺激素的主要原料。碘元素的缺乏，导致制造甲状腺激素的原料不足，可以发生碘缺乏病。包括克汀病、甲状腺肿大、甲状腺功能不足（甲减）等。碘缺乏病导致人体的生长、发育、智力及全身生命代谢和生理功能发生严重障碍。特别是生育出无法逆转的智力低下，发育呆小的后代，严重影响人口的素质。但碘摄入量并非越多越好。碘元素过多，也可以刺激甲状腺，引发碘甲亢、甲状腺肿和多种甲状腺疾病。一般认为，甲状腺癌，与碘缺乏无关，却与高碘有关。所以人体摄入过多的碘，同样也会严重影响人体健康。实际上，碘摄入量与甲状腺疾病的关系，是一种U形曲线关系。即碘摄入量在一个合理范围，才有利于甲状腺的正常生理活动，碘摄入量的过低与过高都会导致甲状腺疾病的增加。在我国实行全民加碘盐后，甲状腺疾病在沿海地区明显增加，高碘性甲状腺疾病也开始引起人们的关注。
甲状腺激素是甲状腺以碘为主要材料生产出的具有重要生物活性的激素。甲状腺激素包括T  ₄   、T  ₃   及rT  ₃   ，都是碘化酪氨酸的衍生物。甲状腺激素在体内代谢的过程，实际上也是碘元素在体内代谢的过程。甲状腺激素也是碘存在的一种形式。
人体中的下丘脑—垂体—甲状腺轴控制着甲状腺激素的合成与分泌，同时也控制着碘元素的吸收、利用和代谢。碘元素的多少，也会对甲状腺的功能发生非常重要的影响。既有相互依赖相互制约的关系，也有治病和致病的关系。
总之，碘元素与甲状腺的关系亲密又复杂。碘既是甲状腺生产甲状腺激素不可缺少的原料，又对甲状腺激素的分泌具有合理调节的作用，而且还有治病和致病的双重身份。碘元素在临床可以用于诊断和治疗甲状腺疾病，同时也可以由于碘缺乏或碘过多，诱发多种甲状腺疾病（甲状腺肿大或功能异常）的发生。

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