甲状腺产生两种激素：甲状腺素和降钙素。甲状腺素由滤泡细胞产生，降钙素由滤泡旁细胞产生。甲状腺主要分泌两种具有生理活性的甲状腺素，分别为L-3，5，3′，5′-四碘甲腺原氨酸（以T ₄表示）和L-3，5，3′-三碘甲腺原氨酸（以T ₃表示），都是酪氨酸的碘化物。另外，甲状腺也合成极少量的不具有甲状腺激素活性的反-T ₃（r-T ₃）。甲状腺分泌的甲状腺素主要是T ₄，占总量的90%以上；T ₃的分泌量较少，但T ₃的生物活性是T ₄的4～5倍。

甲状腺素的合成步骤：

由肠道吸收的碘，以无机碘离子（I ^-）形式存在于血液中，浓度为250μg/L左右。甲状腺摄取碘的能力很强，腺体内的I ^-浓度较血液中高25～50倍，甲状腺可以从血液中摄取其1/5的I ^-。因此，甲状腺摄取I ^-的过程是逆浓度差的主动过程，这种主动转运机制，称为碘浓聚，也称作“碘泵”，以保持甲状腺/血浆比值，即浓度梯度。碘浓聚过程依赖Na ⁺-K ⁺-ATP酶供给能量；碘的浓聚受TSH调控及甲状腺内部自身调节，给予TSH可促进甲状腺聚碘能力。甲状腺摄取的碘绝大部分被贮存在甲状腺滤泡腔内，只有少量存在于滤泡细胞内靠近顶端的部位。目前对于碘泵的本质还不十分清楚，实验发现用哇巴因（ouabain）抑制ATP酶，聚碘作用立即发生障碍；某些单价负离子如过氯酸（ ）、过锝酸（ ）等都会引起聚碘作用受到抑制。

碘离子被甲状腺上皮细胞摄取以后，在临近腺泡腔的顶部胞膜及其微绒毛上迅速被氧化为“活性碘”。这一过程是由特异的甲状腺过氧化物酶（thyroid peroxidase，TPO）所催化的。TPO的底物H ₂O ₂来自于线粒体的生物氧化过程。H ₂O ₂的形成依赖于NADPH-细胞色素C还原酶的活性，并受细胞中Ca ²⁺的调节。H ₂O ₂的形成是碘的活化和酪氨酸碘化的限速步骤。

酪氨酸碘化作用发生在微绒毛与滤泡腔交界处。在甲状腺滤泡上皮细胞粗面内质网核糖体上形成的甲状腺球蛋白是甲状腺素的前体物质，含5000个氨基酸，其中约含有115个酪氨酸残基。酪氨酸经碘化后，首先形成一碘酪氨酸残基（MIT）和二碘酪氨酸残基（DIT）。二分子DIT结合脱去一个丙氨酸，即成T ₄；MIT与DIT结合脱去一个丙氨酸，即成T ₃，此外还能合成极少量的反-T ₃（r-T ₃）。这一过程称为偶联反应，也需甲状腺过氧化物酶参与。

碘的活化，酪氨酸的碘化和碘化酪氨酸的偶联都是在过氧化物酶的催化下进行的。TPO是由滤泡上皮细胞生成的一种含铁卟啉的蛋白质，TPO在甲状腺滤泡上皮细胞的微绒毛处分布最多，所以甲状腺素的合成主要在腺泡上皮细胞顶缘的微绒毛部位。硫氧嘧啶等硫脲类化合物可抑制TPO的活性，从而抑制甲状腺素的合成，用于治疗甲状腺功能亢进。

甲状腺素的贮存有两个特点：①甲状腺素贮存于细胞外（滤泡内）。②贮存量大，可供机体利用50～120天。即使给予阻断剂量的抗甲状腺药物，2周之内体内甲状腺素水平仍可保持基本不变或T ₄浓度稍有下降，而TSH浓度并不升高，足以证明激素储备量之大。这有利于机体适应在缺碘情况下维持血浆中甲状腺素水平的稳定，从而保证机体正常代谢活动。

甲状腺素贮存在TG中，所以需要把TG水解后才能释放至血液中，在TSH的作用下，腺细胞以吞饮方式将滤泡腔内的甲状腺球蛋白以胶质小滴的形式摄入细胞内，溶酶体与胶质小滴融合，形成吞噬溶酶体，经蛋白水解酶作用TG被水解，从而释放T ₄、T ₃和MIT、DIT。后两者在脱碘酸的作用下脱碘，脱下的碘被重新利用，T ₃、T ₄不受脱碘酶的作用，直接进入血液循环。

甲状腺是内源性T ₄的唯一来源，而甲状腺分泌T ₃的量仅占全部T ₃的20%，其余80%则在甲状腺以外的组织，在脱碘酶的作用下由T ₄转化而来。

血浆中的甲状腺素以游离和与蛋白质结合两种方式存在，与甲状腺素结合的蛋白质有甲状腺素结合球蛋白（thyroid binding globulin，TBG）、甲状腺素结合前白蛋白（thyroxinebinding prealbumin，TBPA）和白蛋白。甲状腺素绝大多数以与蛋白质结合的方式存在，仅有0.3%T ₃及0.02%T ₄以游离方式存在于血液循环中。血浆中T ₃约70%与TBG结合，30%与白蛋白结合，而几乎不和TBPA结合；T ₄有约60%与TBG结合，30%与TBPA结合，10%与白蛋白结合。T ₄较T ₃与TBG的结合更加紧密，所以血浆中游离甲状腺素T ₃大约是T ₄的10倍。只有游离状态的激素才能被组织细胞利用，发挥其生物学效应，因此甲状腺功能状态取决于血液中游离甲状腺素的浓度。T ₃、T ₄与蛋白质的结合是可逆的，蛋白质-激素复合物可以解离。当甲状腺素浓度增加至TBG与激素结合的饱和点（约200μg/L）或高于饱和点时（如甲亢），则总甲状腺素浓度轻度的增加将会使游离的浓度有较明显的增多。反之，若甲状腺素结合蛋白减少或激素与蛋白结合被某些物质所抑制，则游离T ₄浓度增加，后者反馈抑制TSH分泌导致甲状腺素分泌减少，浓度降至正常水平。

游离的甲状腺素，主要是T ₃进入靶细胞细胞核后与细胞核中特异性的T ₃受体结合而产生生物效应。

甲状腺素在发挥生理作用后，在肝脏失活，在肾、肠排泄，也有一部分随胆汁进入肝肠循环，血浆中T ₃的半衰期为1.5天，T ₄的半衰期为7天，T ₃、T ₄经单脱碘酶脱碘而失活。T ₄最主要的代谢途径是在肝、肾脱碘转化为活性激素T ₃，正常人分泌的T ₄有近40%经脱碘生成T ₃，约40%经内环5′-脱碘酶生成γ-T ₃。T ₄转变为T ₃后生物活性升级，而T ₄转变为γ-T ₃则失去生物活性。

脱碘酶（deiodinase）有3种不同亚型：①1型脱碘酶（typeⅠ5′-deiodinase，Ⅰ型5′-DI）是体内含量最多的脱碘酶，对T ₄的亲和力较低。人的1型脱碘酶高活化水平见于甲状腺、肝和肾，在肝和肾将T ₄转变成T ₃。1型脱碘酶的生理作用是为外周组织提供足够的T ₃，以维持正常的血浆T ₃水平。在系统疾病和正常胎儿，1型酶活性低，可导致血清T ₃降低。甲亢时该酶的活性增强，丙硫氧嘧啶可抑制该酶活性，而甲巯咪唑对其无影响，故降低T ₃方面丙硫氧嘧啶较甲巯咪唑效果更为明显。②2型脱碘酶（typeⅡ5′-deiodinase，2型5′-DI）对T ₄亲和力较高，主要存在于中枢神经、垂体、棕色脂肪组织和甲状腺中。2型脱碘酶的重要性在于它能在器官如垂体、脑和棕色脂肪组织中将T ₄转变成T ₃供局部使用。在甲减时2型脱碘酶活性增加，在垂体和脑组织中形成T ₃，以代偿性T ₄水平的降低。在甲亢时，1型脱碘酶活性升高，而2型脱碘酶活性降低，可保护中枢神经系统免受代谢紊乱的影响。③3型脱碘酶存在于胎盘中枢神经系统。1型和2型脱碘酶作用于外环（5′-脱碘），产生T ₃；3型脱碘酶作用于内环（5′-脱碘），形成rT ₃，使激素失活。

在肝脏，T ₄主要与葡萄糖醛酸结合，T ₃则主要与硫酸结合而失活，结合物经胆汁进入小肠，小部分在小肠内重吸收，大部分经小肠进一步分解后再经粪便排出；在小肠内重吸收的部分，形成甲状腺素肝肠循环。

甲状腺素的主要作用：增加全身组织细胞的氧消耗及热量产生；促进蛋白质、碳水化合物及脂肪分解；促进人体的生长发育。甲状腺素借助于扩散作用穿过质膜后进入细胞核，与其特异受体结合，调节基因表达，促进蛋白质及各种酶的生成，从而表现出甲状腺素广泛的生物学效应。

甲状腺素有促进物质代谢增加耗氧量及产热的作用。甲状腺素可以广泛促进机体绝大多数组织的氧化代谢及产热，尤以心、肝、骨骼肌和肾等组织最为明显，但淋巴系统、睾丸、精囊、前列腺、卵巢、子宫、胃平滑肌等少数组织则不受影响。在胚胎期胎儿大脑组织可受甲状腺素的作用而增加耗氧率，但出生后大脑组织就失去了这种反应能力。有研究认为，1mg T ₄可使组织产热增加，提高基础代谢率28%。给动物注射甲状腺素后，需要经过一段较长时间的潜伏期才能出现生热作用，T ₄为24～48小时，而T ₃为18～36小时，且T ₃的生热作用比T ₄强3～5倍，但持续时间较短。

近年来研究表明，动物注射甲状腺素后，心、肝、肾和骨骼肌等组织出现产热效应时，Na ⁺-K ⁺-ATP酶活性明显升高，如用哇巴因抑制此酶活性，则甲状腺素的产热效应可完全被消除。又如，甲状腺功能低下的大鼠，血中甲状腺素含量下降，其肾组织细胞膜Na ⁺-K ⁺-ATP酶活性减弱，若给予T ₄，酶的活性可恢复甚至增加。由此看来，甲状腺素的产热作用与Na ⁺-K ⁺-ATP酶的关系十分密切。一般认为，甲状腺素使心肌、肝、肾、骨骼肌等组织的细胞上的Na ⁺-K ⁺-ATP酶活性增加，ATP分解，ADP/ATP比值增大，氧化磷酸化加强，促进物质分解代谢，从而增加氧耗和产热。另有学者认为，甲状腺素也能促进脂肪酸氧化，产生大量的热能。在禁食和休息状态下的产热效应，用基础代谢率（BMR）表示。甲状腺功能亢进时，产热量增加，基础代谢率升高，患者喜凉怕热，极易出汗；而甲状腺功能低下时，产热量减少，基础代谢率降低，患者喜热恶寒，两种情况均无法适应环境温度的变化。

甲状腺的上述作用可能主要是通过提高细胞膜上的钠-钾泵（Na ⁺-K ⁺-ATP酶）活性实现的。甲亢时，氧的消耗与二氧化碳的产生均增加，BMR明显升高；甲状腺功能减退者BMR明显降低。

甲状腺素几乎刺激所有的代谢途径，包括合成代谢和分解代谢过程，并且对代谢环节有复杂的影响，因此常表现为双相作用。生理状态下，甲状腺素对蛋白质、糖和脂肪的合成和分解代谢均有促进作用，而甲状腺素过高时促进分解代谢的作用更加明显。

生理情况下，T ₄或T ₃能加速蛋白质及各种酶类的生成，使肌肉、肝、肾等组织的蛋白质合成明显增加，细胞数量增多，体积增大，尿氮减少，表现为正氮平衡；但对皮下组织中的结蛋白有促进分解作用。T ₄与T ₃分泌不足时（甲状腺功能减退），蛋白质合成减少，肌肉无力，尿氮增加；但皮下组织中的黏蛋白增多，可结合大量的正离子和水分子，引起黏液性水肿。若甲状腺功能减退发生在幼儿，会导致其生长停滞。T ₄与T ₃分泌过多时（甲状腺功能亢进），则加速蛋白质分解，特别是加速骨骼肌的蛋白质分解，使肌酐含量降低，肌肉无力。由于蛋白质分解，尿中钾的排出也增多。此外，由于促进骨组织的蛋白质分解，从而导致血钙升高和尿钙的排出量增加，可出现一定程度的骨质疏松。

甲状腺素促进小肠黏膜对糖的吸收，促进糖原分解，使血糖升高。但T ₄与T ₃可同时加强机体组织对糖的利用，也可使血糖降低。甲状腺素还能增加一些组织对肾上腺素、胰高血糖素、皮质醇和生长激素的敏感性，使细胞内cAMP升高，故能促进糖原分解，并加强肝脏的糖异生作用，因此甲状腺素有使血糖升高的趋势。甲状腺功能亢进时，血糖常升高，有时出现糖尿，但随后血糖又快速降低，其原因可能是甲状腺素水平的升高可增强胰岛素抵抗，加速胰岛素降解，使血糖水平升高；同时，甲状腺激素可加强外周组织（如肝脏、肌肉、脂肪）对糖的利用，有降糖作用，当然对脑组织不产生影响。

甲状腺素可增强脂肪代谢的各个环节。甲状腺素促进脂肪动员，促进脂肪酸氧化；还可增加脂肪组织对肾上腺素与胰高血糖素的敏感性，使cAMP升高，激活三酰甘油脂肪酶，促进脂肪分解，加速细胞内脂肪酸的氧化。通常甲状腺素对脂肪分解的影响大于对脂肪合成的影响，因此甲状腺功能亢进患者脂肪分解与合成代谢均增强，但总体上是脂肪减少。甲状腺素既促进胆固醇合成，又可通过肝脏加速胆固醇的降解，使其转变成胆汁酸，从粪便排出。其分解的速度超过合成，使血浆胆固醇水平降低，所以甲状腺功能亢进患者血中胆固醇的含量低于正常水平。

甲状腺素可刺激细胞膜上Na ⁺-K ⁺-ATP酶的活性，促进Na ⁺、K ⁺通过细胞膜的转运，增加ATP消耗和体内耗氧，增加基础代谢率。在线粒体膜上有甲状腺素受体，能使Na ⁺、K ⁺转运加速，ATP消耗增加。幼年时，甲状腺功能低下将使骨骼系统发育迟缓，长骨骨前发育不全造成肢体过短，称为侏儒症。但胚胎期胎儿骨的生长并不必需甲状腺素，所以患先天性甲状腺发育不全的胎儿，出生后如及时补足甲状腺素，身长可以基本正常。成年后甲状腺素刺激骨组织重建，主要是刺激骨质吸收，使骨钙的更新加快。因此，甲状腺功能亢进症患者骨钙减少，尿中钙、磷排泄增多，消化道钙吸收减少。甲状腺功能减低时，骨质吸收过程受抑制，骨钙更新缓慢，尿钙排泄减少，消化道钙吸收增加。

甲状腺素对心血管系统的活动有明显影响，T ₄与T ₃可使心率增快，心肌收缩率增强，心排血量增加，外周阻力下降。甲状腺素可直接作用于心肌，促进心肌细胞的肌浆网释放Ca ²⁺，激活与心肌收缩有关的蛋白，增强肌球蛋白重链ATP酶的活性，从而加强心肌的收缩力，引起正性变力和变时效应。T ₃能增加心肌细胞膜上β肾上腺素能受体的数量和亲和力，提高心肌对儿茶酚胺的敏感性。生热效应引起的热负荷增加，使外周血管舒张，有助于更多的热量从体表散发。

甲状腺素对神经系统的发育十分重要，特别是在胚胎期及婴幼儿出现甲状腺素缺乏，脑的发育明显障碍，脑各部位的神经细胞变小，轴突、树突与髓鞘均减少，胶质细胞数量也减少。神经组织内的蛋白质、磷脂以及各种重要的酶与递质的含量都减低，表现为以智力迟钝和身材矮小为特征的“呆小症”（克汀病）。所以，在缺碘地区预防呆小症的发生，应在妊娠期注意补充碘，治疗呆小症必须抓住时机，应在出生后3个月内补给甲状腺素，过迟则难以奏效。甲状腺素不但影响中枢神经系统的发育，对已分化成熟的神经系统活动也有作用。甲状腺素能通过活化儿茶酚胺对神经系统的效应，增强交感神经的活动，提高中枢神经的兴奋性，维持正常的精神意识活动状态。甲状腺功能亢进时，中枢神经系统的兴奋性增高，严重时出现肌肉震颤及惊厥。反之，当甲状腺功能低下时，表现为感觉迟钝、记忆力减退、表情淡漠、畏寒怕冷等。

甲状腺素增加其他各种激素以及药物的代谢与清除率；T ₄、T ₃可促进生长激素及促性腺激素的分泌，卵巢功能的正常有赖于甲状腺功能的正常；促黄体生成素释放激素与促卵泡刺激素释放激素的正常分泌也需要甲状腺素的存在。对于伴有甲亢的糖尿病患者，胰岛素需求增加。此外，甲状腺素还可促进皮质醇降解，使ACTH分泌增多，促进促红细胞生成素的生成。

综上所述，甲状腺素具有促进组织分化、生长与发育成熟的作用，甲状腺素不足对生长、发育的影响可以概括如下：

1）当母亲怀孕时，胎儿在子宫内缺少甲状腺素，胎儿的生长发育会受到很大的影响，可能出现宫内发育停滞、流产、畸形。若新生儿缺少甲状腺素，则表现为痴呆、聋哑、神经运动功能障碍。

2）儿童期发生甲状腺素不足，生长发育会受到严重的影响，表现为体格矮小、骨年龄幼稚、智力低下、青春期延迟。

3）成人期发生甲状腺素不足，表现为甲状腺肿大、全身水肿、怕冷、食欲低下、便秘、皮肤粗糙、反应迟钝和记忆力减退等代谢减低症状。

4）成人长期甲状腺功能减低未得以治疗，会引起黏液性水肿，甚至昏迷。如认识不足和处理不及时，会引起呼吸衰竭，甚至死亡。

5）遗憾的是，甲状腺功能减低的患者临床表现常常十分隐匿，症状又不特异，不容易被早期发现，不能得到早期诊断和及时的治疗。

关于甲状腺素在细胞内的作用机制，现在尚未完全明确。甲状腺素虽然也刺激细胞膜和线粒体酶，但目前认为甲状腺激素的作用主要是通过T ₃与特异核受体结合起作用。T ₃特异核受体是一大的超家族成员，该超家族中还包括类固醇（steroid）激素受体、维生素D受体和视黄醇受体。甲状腺激素很大程度上作为转录因子，和其他核蛋白一起，修饰各种基因表达而发挥生物学功能。

通过核受体作用于转录与翻译过程　目前已发现，在人和动物的肝、肾、脑、肺和其他组织中（如T淋巴细胞）有T ₃核受体。核受体对T ₃的亲和力较T ₄大4～10倍。T ₃与核受体结合5～10小时后，细胞核上合成mRNA的聚合酶活性逐渐增强，使转录能力增强，24小时后达到最高水平。除转录外，T ₃与T ₄也可能作用于mRNA的翻译过程，因为T ₃有可能促进mRNA在核糖体上的运动速度。

近年研究发现，与核受体结合的主要是T ₃，其来源有两个：①细胞外液T ₃穿过细胞膜进入细胞质，继而再进入细胞核中；②细胞外液中的T ₄进入细胞质后脱碘变为T ₃，然后再进入细胞核中。而且，不同组织细胞核受体结合的T ₃主要来源有所差异。如肝、肾等组织细胞的核受体结合的T ₃主要来自血浆；而大脑皮质、小脑核、垂体细胞的核受体结合的T ₃主要由细胞质中的T ₄转化而来。由此而言，在缺碘情况下，一般以T ₃升高来代偿T ₄的不足，这种情况下对肝、肾等组织来说，甲状腺素是足够的，因此患者没有能量代谢降低等甲状腺功能低下的症状；但大脑、小脑等仍会由于甲状腺素不足而出现分化、发育障碍。

血液流经肝脏时，有1/3的甲状腺素被肝脏摄取。在肝细胞内，约15%的T ₄和15%的T ₃分子上的羟基与葡萄糖醛酸或硫酸结合，再经胆汁排入肠道。在肠道内，结合的T ₄和T ₃又被细菌水解分开，然后大部分以游离的形式随粪便排出，少量被肠道重吸收，形成甲状腺素肝肠循环。

体内约5%的T ₄和5%的T ₃由肾脏排出。其中，大部分是以结合形式排出的，少部分是以游离形式排出的。

约75%的T ₄通过脱碘而降解。T ₄脱碘变为T ₃是不断进行的，这是一个活化过程。然后，体内的T ₃脱碘变为T ₂和无碘甲腺原氨酸而失活。T ₄、T ₃也可以通过脱氨和脱羟而失活。

降钙素（calcitonin，CT）是一种单链肽激素，其由甲状腺滤泡旁细胞合成和分泌，主要由肾脏代谢。它可降低血浆中钙、磷浓度，抑制钙、磷的吸收，是甲状旁腺激素的拮抗物。其生物活性主要作用的靶器官为骨、肾。通常钙水平的升高和降低标志降钙素的分泌情况，循环中钙水平升高，则降钙素水平也迅速升高。测定降钙素临床意义，主要在于监测疗效和癌症复发。在全部甲状腺切除后，降钙素水平持续升高则说明有残余的肿瘤组织形成。

降钙素是甲状腺C细胞分泌的含有一个二硫键的32肽，分子量为3400。正常人血清中降钙素浓度为10～20ng/L，血浆半衰期小于1小时，主要在肾降解并排出，降钙素整个分子皆为激素活性所必需。

生理性CT调节目前并不清楚，血钙与C细胞CT分泌的关系尚未建立。高血镁可引起甲状腺C细胞CT释放。一些激素类物质如胆囊收缩素（cholecystokinin）、促胰液素（secretin）等在药理剂量下可使CT释放，生理剂量对人类的作用尚不清楚。交感神经系统对CT分泌的生理调控可能有一定作用，如β肾上腺素受体激动剂可促进CT分泌，β肾上腺素受体拮抗剂、α肾上腺素受体激动剂可能减少CT分泌，多巴胺及生长抑素等能降低CT分泌。

体循环中钙浓度急速增加，CT则相应分泌增多；反之，血中钙浓度很快下降，则血中CT浓度也相应降低。然而，慢性高钙血症和慢性低钙血症对血中CT水平的影响并不完全清楚，一些研究结果也不完全一致。慢性低钙血症可能降低C细胞CT的分泌，而增加CT的胞内贮存。

胃泌素和胆囊收缩素家族，若给予超生理剂量，可刺激CT分泌。已知饮食中含足量钙摄入使血钙水平上升，则必然引起CT分泌增加。由此推想，人类胃肠道的激素分泌及钙的摄入与甲状腺C细胞分泌之间可能存在某种内在的联系。

甲状腺髓样癌患者血中CT水平一般明显升高，但有的患者血中CT含量为基础水平，故不足以用作诊断依据。但可用钙和胃分泌的相关肽，特别是五肽胃泌素，诱发肿瘤组织CT分泌增加，协助诊断。多数研究报道，妇女血CT水平较男性低，这种区别的机制尚不清楚。关于年龄对CT分泌的影响，结果报道不一。

应激情况可引起血CT水平明显改变，如用大鼠水浸刺激试验，血清CT水平明显降低，但血中钙水平在整个实验过程未见明显变化，说明该刺激引起CT下降并非通过改变血钙浓度，而是通过交感神经α肾上腺素受体起作用。在此种应激下，血中CT降低，从而使胃黏膜损伤而引起溃疡。

尽管在生理浓度时，人CT对身体靶组织的作用尚不十分清楚，但骨、肾以及神经系统作为CT的靶组织已获得公认。

CT对骨组织的作用，主要是作用于破骨细胞受体，抑制破骨细胞活性，抑制骨吸收。体外培养的破骨细胞介质中若加入CT（100ng/ml），10分钟后可见细胞周围的伪足明显收缩，40分钟时伪足完全收缩使细胞由不规则形缩成圆形，破骨细胞的活动受到抑制，随后数量减少。在机体内，CT通过抑制破骨细胞而保护骨组织不被过度吸收，使骨骼中钙的释放减少，从而抑制高血钙。

CT对胃肠道的生物学效应表现在能降低胃泌素（gastrin）、胃酸、胰高血糖素等的分泌，还能降低小肠对钾、钠、氯及水的排泄，能增加生长抑素的胃肠作用。

CT对肾的作用是降低肾小管对钙、磷的重吸收，从而降低血钙、增加尿钙。

CT受体在中枢神经系统多处都有表达，如视交叉前区、巨细胞旁侧核及孤索核等，后者对疼痛具有重要的调节作用。临床上CT可用于镇痛，效果明显，无成瘾性。

近年发现，来源前列腺的精液中具有很高浓度的CT，达正常血浆浓度的40倍（2ng/ml）。体外精子培养研究发现，CT能明显增加精子的获能（capacitation），这为卵子的受精创造必需条件，说明CT很可能是精子授精能力的内在调节因素。当受精卵着床时，妊娠兔子宫本身合成CT明显增加，达到甲状腺合成CT量的1/10～1/5，说明在早期受精卵着床中，CT是一个重要调控者。用反义寡核苷酸抑制CT mRNA和CT多肽的合成，结果出现胚胎着床严重受损，说明CT在受精卵早期着床时对子宫发挥重要作用。

近年还发现，在未受精的禽蛋及哺乳动物卵子中，CT受体Cla型mRNA仅有低水平表达；而在受精后2～8天Cla上升25倍，同时子宫的CT水平也显著增高。体外囊胚培养发现，介质中加入10ng/ml CT，细胞内Ca ²⁺浓度增加5倍以上。用转基因小鼠研究发现，转入人的CT受体CTR基因，可在胚胎的多处组织中表达，如肢体芽胞、皮肤、面部以及背侧神经节。

以上说明CT对精子获能、受精卵着床及胚胎发育都有重要作用，而这些影响可能是通过改变细胞内Ca ²⁺浓度实现的。

CT在发挥生物学效应时，首先与靶细胞受体结合形成复合物（CT-R），CT-R与G蛋白（Gs亚单位）相互作用，Gs活化，促进腺苷酸环化酶活性增强，引起cAMP上升，沿着蛋白激酶A（PKA）通路将信号下传发挥生物学效应。通过G蛋白偶联的另一条CT作用信号通路：磷脂酶C→IP ₃↑→IP ₃+R→胞内钙库Ca ²⁺↑↑→生物学效应。CT与CTR结合还能通过丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）-细胞外调节蛋白激酶（ERK1/2）通路影响相关基因的表达，从而调控靶细胞的分化或增殖。

目前有几种测定血中CT浓度的方法：①应用CT多克隆抗体建立的放射免疫测定法（radioimmunoassay，RIA）：其测定人血中CT的敏感度为2～10pg/ml；②应用单克隆抗体建立的免疫放射测定法（immunoradiometric assay，IRMA）：该法的优点是较RIA特异性和灵敏度都高，缺点是所用放射性同位素较RIA高很多；③酶联免疫吸附测定法（enzymelinked immunosorbent assay，ELISA）：该法优点是免去使用放射性同位素的危害，但测定变异范围较大；④化学发光免疫法（chemiluminescence immunoassay，CLIA）：该法是将化学反应的高灵敏度和免疫反应的高特异性结合起来的测定法，既无放射性同位素标记使用的损害，又提高了灵敏度，而且能将大批标本进行自动化测定。

血中CT测定有如下临床用途：①甲状腺髓样癌患者血中CT水平往往明显升高，此时测定CT浓度就能提供重要诊断信息，对异位CT分泌瘤的诊断也具有重要作用；②为了进一步确诊甲状腺髓样癌，临床上常用五肽促胃液素刺激试验（pentagastrin stimulation test）测血CT以提高诊断的准确性。

应用钙负荷试验以提高血钙水平，进而刺激CT分泌，使血清CT浓度升高，来检测体内CT储备功能，这是探究CT在骨质疏松症发生中作用的一种临床研究方法。北京协和医院用上述方法进行研究的资料表明，原发性骨质疏松症妇女的血清CT基础值、峰值、升高幅度和曲线下面积均明显低于健康妇女组及健康同年龄绝经后妇女组，说明原发性骨质疏松症妇女血CT基础水平及对钙负荷的反应能力均降低，提示其CT分泌功能及储备功能明显下降。

遗传性甲状腺髓样癌基因突变的发现，使该病的遗传分析诊断更为可靠，取代了五肽促胃液素或钙-五肽促胃液素对该病的常规分析。但在甲状腺髓样癌行甲状腺全切术后，为了评估C细胞是否被切除干净，还是要用上述生化方法进行定期监测。

CT受体（CTR）属G蛋白偶联受体（GPCR）家族，其共有结构特征是受体分子跨膜7次。CTR和甲状旁腺素/甲状旁腺素相关肽（PTH/PTHRP）、血管活性肠肽（VIP）、促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）、胃抑多肽等受体相关，共同组成GPCR的一个新的亚家族（sub-family）。

人降钙素受体（hCTR）基因位于11号染色体短臂，hCTR基因受两个启动子（hCTRP ₁和hCTRP ₂）调控。这两个启动子位于5′-上游4.9kb区域内，缺失突变研究证实hCTRP ₁在5′-阅读框架内仅97bp即足以满足其转录激活的需要。

CT本身对其受体呈下调节作用，CT能促进激素-受体（CT-R）复合物在靶细胞的内吞作用。持续应用CT刺激破骨细胞，引起CTR基因表达下降，因而明显降低CT抑制骨吸收作用，此即为CT的“逃逸”现象（escape）。CT对CTR的下调机制尚不完全清楚，Wada等提出CT处理破骨细胞所引起的CTR表达降低，是由于CT引起CTR mRNA半衰期明显缩短。二萜衍生物forskolin通过激活cAMP可明显降低CTR表达。因此，CT对CTR的下调作用至少部分是由转录机制介导，并与蛋白激酶A（PKA）信号通路相偶联。已知糖皮质类固醇能在转录水平增加细胞表面CTR数量，此作用具有临床意义，但迄今未见有临床资料报道。

近年克隆了三种受体活化修饰蛋白（receptor activity modifying proteins，RAMPs），它们是单跨膜蛋白，其作用是调控降钙素受体样受体（calcitonin receptor like receptor，CRLR）的糖基化及其向细胞表面的转移。此外，RAMP ₁还能促进CRLR向CGRP受体转变，RAMP ₂和RAMP ₃能促进CRLR转变成肾上腺髓质素受体（adrenomedullin receptor）。RAMP ₃和CRLR关系密切，共同在细胞表面表达。到目前为止，尚未确定胰淀素（amylin）受体，推测胰淀素受体很可能是由CTR基因转译后由RAMP修饰而成，并具组织特异性。实验证明，将RAMP ₁、RAMP ₂和RAMP ₃的cDNA与hCTR cDNA共转染至CTR/amylin阴性的COS-7细胞中，RANW ₁和RAMP ₃能诱导CTR转变成胰淀素受体，该受体对鲑鱼CT有高亲和力，对hCT显示低亲和力。

目前发现两种变异体CTR，其基因转录、剪接后产生CTRLa（CLa）和CTRLb（CLb）。前者由478个氨基酸组成，后者由515个氨基酸组成，其间相差的37个氨基酸，集中在受体跨膜穿越的细胞外第二个环（loop）结构域。在人体内CTRLa形式分布最广泛。

骨质疏松症是当今最重要的老年病之一，目前用于诊断该病的手段是测量腰椎（L _2～4）或髋部骨密度（BMD）。基因多态性研究显示，BMD受多种基因调控，如维生素D受体基因、雌激素受体基因、胶原基因以及某些细胞因子基因等。CTR在447位氨基酸是一多态性位点，用Alul内切酶酶切可得到CTR三种基因型，即CC型（447位由脯氨酸取代）、TT型（447位由亮氨酸取代）以及杂合子TC型。

CT分子内碱性氨基酸的增加，使CT的生物活性提升，而鲑鱼及非哺乳动物的CT分子中，比哺乳动物的CT中有较多的碱性氨基酸，故前者生物活性明显大于后者。人们在了解CT这一特性后，很快将人工合成鲑鱼及鳗鱼CT用于临床治疗骨质疏松症、Paget病、高钙血症以及肿瘤骨转移引起的疼痛，现已有基因工程产品。临床用CT有肌内注射和鼻喷两种剂型，鼻喷用量为肌内注射用量的2倍，如一种鲑鱼CT肌内注射用量为每周100U/次，一种经过化学修饰的鳗鱼CT治疗骨质疏松症时的用量为每周201U/次。