甲状腺的病理生理妊娠第3周，胎儿甲状腺起始于前肠上皮细胞突起的甲状腺原始组织，妊娠第5周甲状舌导管萎缩，甲状腺从咽部向下移行，第7周甲状腺移至颈前正常位置，妊娠第10周起，胎儿脑垂体可测出TSH，妊娠18～20周脐血中可测到TSH。
胎儿甲状腺能摄取碘及碘化酪氨酸，耦联成三碘甲腺原氨酸(T3)，甲状腺素(T4)，并释放甲状腺激素(thyroid hormone)至血循环，妊娠8～10周，甲状腺滤泡内出现胶状物，开始合成T4，妊娠20周时T4水平升高，但在20周前胎儿血清中TSH，T3，T4，游离T3(FT3)，游离T4(FT4)水平均十分低，甚至测不出，胎盘不能通过TSH，很少通过甲状腺激素，说明胎儿的垂体-甲状腺轴与母体是彼此独立的，至妊娠中期，胎儿下丘脑-垂体-甲状腺轴开始发挥作用，TSH分泌水平渐增高，一直持续至分娩，TSH在母体中整个孕期均无变化，羊水中TSH正常情况下测不出，由于胎儿血T4在TSH影响下渐渐升高，甲状腺素结合球蛋白(TBG)的浓度也同时升高，抗甲状腺药，包括放射性碘，可自由通过胎盘，所以患甲状腺功能亢进症(简称甲亢)的母亲孕期接受抗甲状腺药治疗后娩出的新生儿可患甲状腺功能减低症合并甲状腺肿。
新生儿TSH正常值逐日变化，生后不久，约30～90min，由于冷环境刺激，血中的，TSH突然升高，于3～4天后降至正常，在TSH影响下，T3与T4在生后24～48h内亦升高，了解以上这些激素浓度的生理性变化，才能正确地估价新生儿期的甲状腺功能。
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