平常我们所吃的食物中，含有碘化物，消化后由肠吸收的碘，以I-的形式存在于血液中，而甲状腺体内I-浓度较血液中高25～30倍，通过腺泡壁上皮细胞膜上的静息膜电位，再消耗一部分O2使I-进入细胞内，也就是生理学通常所说的“碘泵”来完成这一过程，但“ 碘泵”必须依赖Na+、K+ -ATP提供能量。根据摄取放射碘的能力来检测甲状腺机能，已成为临床常用方法之一。
摄入腺泡上皮细胞的I-，在过氧化酶的催化下被活化，活化部位在细胞顶端质膜微绒毛与腺泡腔交界处，使I-变为I2或I+，或是与过氧化酶形成某种复合物，如先天缺乏过氧化酶，I-不能活化将引起甲状腺肿。
多数学者认为，在腺泡上皮细胞核糖体上可形成一种由四条肽链组成的大分子糖蛋白——甲状球蛋白，它含5000个氨基酸，分子量为670000，3%为酪氨酸残基，其中10%可被碘化，碘化过程发生在微绒毛与腺泡腔交界处，实验表明，只有微绒毛与腺泡腔壁的甲状腺细胞“残骸 ”才能碘化甲状球蛋白，残基上的氢原子可被1～4个碘原子取代或被碘化。首先出现的是一碘酪氨酸残基和二碘酪氨酸残基，然后这两种分子发生偶联而生成三碘甲状腺原氨酸(T3) 残基，两个二碘酪氨酸残基偶联而成四碘甲状腺原氨酸(T4)残基。放射自显影实验表明，注入放射性碘几分钟后，即可在微绒毛与腺泡腔交界处发现含有以上四种残基的甲状球蛋白。
I-的活化和酪氨酸碘化都在同一过氧化酶催化下完成，故抑制此酶活性的药物如硫脲嘧啶等，便有阻断T4与T3合成的效用，可用于治疗甲状腺机能亢进病(简称甲亢)。
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