罹患嚴重疾病或慢性疾病之病患，常發生甲狀腺荷爾蒙平衡失調。 T4 製造或血清甲狀腺素結合量異常可能會導致低、正常或升高之游離T4值，血清T4 濃度通常很低，TSH 濃度正常或稍微升高。 當懷疑甲狀腺機能亢進且free t3 T4值正常時，Total T3 的量便具有其價值。
- T3 以游離及蛋白質結合體的形式平衡混合循環在血液中，它會與甲狀腺素結合球蛋白（thyroxine binding globulin，TBG）、前白蛋白（prealbumin）及白蛋白結合。
- T3 幾乎都與上述蛋白質結合，因此血液中所存在之未結合或游離狀態的T3 只佔了0.2-0.4%，而這些游離狀態部份卻是具有生物活性的甲狀腺素。
- T3 在這些結合蛋白中的分布，據估計在TBG 中佔38-80%、前白蛋白中佔9-27%及白蛋白中佔11-35%。
- 在甲狀腺機能亢進的情況下，測量T3 可用來預測甲狀腺儲備量。
- 儘管甲狀腺組織正常，也會因飲食缺碘而造成甲狀腺荷爾蒙分泌不足；在這種情況下，血清T4 濃度通常很低而TSH 濃度升高。
- 高TSH 值伴有低的T4 值通常表示有甲狀腺機能低下。
在診斷某些甲狀腺功能疾病及碘缺乏所引起的疾病時，測量血清T3 濃度是甲狀腺篩檢套組中一個重要的項目。 臨床上，測量血清T3 t3 濃度對於診斷甲狀腺機能亢進及追蹤此疾病之治療過程特別重要。 在甲狀腺機能亢進的情況下，測量T3 t3 可用來預測甲狀腺儲備量。 以血清T3 濃度增加但T4、Free t3 T4 及體外T4 攝取分析結果正常來鑑定一種稱為T3 甲狀腺中毒症（T3-thyrotoxicosis）之甲狀線功能不良更突顯了測量血清T3 濃度的重要性。 t3 儘管甲狀腺組織正常，也會因飲食缺碘而造成甲狀腺荷爾蒙分泌不足；在這種情況下，血清T4 濃度通常很低而TSH 濃度升高。 高TSH 值伴有低的T4 值通常表示有甲狀腺機能低下。
不過，在碘缺乏症中，這些結果加上血清T4 濃度正常或升高大部分都是屬於甲狀腺功能正常之個體。 三碘甲狀腺素（3,5,3’ Triiodothyronine，簡稱為T3）是一種甲狀腺荷爾蒙，其分子量為651daltons，在血清中之 半衰期為1.5 天。 T3 以游離及蛋白質結合體的形式平衡混合循環在血液中，它會與甲狀腺素結合球蛋白（thyroxine binding globulin，TBG）、前白蛋白（prealbumin）及白蛋白結合。 T3 在這些結合蛋白中的分布，據估計在TBG 中佔38-80%、前白蛋白中佔9-27%及白蛋白中佔11-35%。 T3 幾乎都與上述蛋白質結合，因此血液中所存在之未結合或游離狀態的T3 只佔了0.2-0.4%，而這些游離狀態部份卻是具有生物活性的甲狀腺素。
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