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甲状腺激素包括总T3、总T4、游离T3、游离T4。总T3、总T4是甲状腺激素和蛋白质结合以后形成，而在血液中真正发挥甲状腺激素作用的是游离T3和游离T4。当游离T3、游离T4用尽，总T3和总T4脱掉蛋白又变成游离状态，这是保证机体游离的甲状腺激素水平在一个相对恒定的数值内。发生甲状腺激素水平升高时，尤其是游离T3游离T4升高，可见于弥漫性甲状腺肿伴甲状腺功能亢进症的患者，也可见于急性甲状腺炎、亚急性甲状腺炎的一过性甲亢期。还可见于中枢性疾病导致的甲亢，此为垂体性甲亢，这种疾病非常少见，一般忽略不计。甲状腺激素水平升高多是由于弥漫性甲状腺肿伴甲状腺功能亢进症，发病原因是由于机体产生了自身免疫性疾病，机体把甲状腺当成抗原产生了自身抗体。除了甲状腺激素水平升高以外，还可以有抗体的升高，包括球蛋白抗体、微粒体抗体以及促甲状腺激素受体抗体的升高，发生甲亢时应该给予正确的治疗。