硒元素对高碘或低碘型的甲状腺疾病均有保护作用机理。
甲状腺激素主要分为甲状腺素（T4）和三碘甲状腺原氨酸（T3），其中T4不具有激素活性，而T3具有很高的激素活性，是发挥甲状腺激素作用的最主要的激素。
机体的免疫紊乱导致甲状腺疾病，体液免疫引起甲亢，细胞免疫引起甲状腺机能衰减。在桥本氏甲状腺肿和甲状腺瘤的发病过程中，通常初期阶段表现为甲亢，中期表现为甲亢和甲状腺机能衰减同时存在，末期表现为甲状腺机能衰减。
碘的摄取是甲状腺激素合成的限速步骤，甲状腺激素的合成伴随自由基和多种过氧化物特别是H2O2的产生。清除氧化物质，维持氧化—抗氧化平衡，需要消耗重要抗氧化营养元素硒。硒不但是抗氧化酶的重要组成成分，避免甲状腺上皮细胞遭受过氧化损伤，还是调节甲状腺激素的脱碘酶重要成分，参与调节甲状腺激素的合成。
硒不是促进碘吸收，而是有助于含碘的T4/T3转化，改善甲状腺机能。缺硒将影响脱碘酶活性，引起甲状腺机能紊乱。适量补充硒，能够提高D1型脱碘酶活性，有助于甲状腺激素的合成和发挥作用。同时，硒还能够清除甲状腺激素合成过程中产生的过氧化物质，保持甲状腺氧化—抗氧化动态平衡，保护甲状腺细胞免受氧化应激损伤。另外，硒还可以拮抗细胞凋亡，改善免疫细胞的一系列技能，包括B细胞增殖和活性，吞噬作用，天然杀伤细胞活性和免疫蛋白的合成。这些就是硒在防治甲状腺疾病中的作用。
通常人们认识到，硒对碘缺乏情况下的疾病有防治作用。最近人们更多的关注到，硒对碘过量的某些毒性有预防作用。高碘不但能引起甲亢，实验证实高碘也可引起碘性甲状腺肿等疾病。
过量碘会导致D1型脱碘酶活性下降，导致高T4低T3的甲状腺激素变化。硒元素以硒半胱氨酸的形式参与D1合成，硒营养相对缺乏造成的脱碘酶D1活性下降是过量碘性甲状腺肿形成的主要原因。适量补硒能促进尿碘的排泄，升高GSH-Px活性，从而提高D1脱碘酶活性，影响甲状腺激素代谢，调节甲状腺激素平衡。
过量碘还能导致甲状腺内过氧化物质H2O2堆积，损伤细胞影响甲状腺功能。硒元素以谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px形式参与甲状腺激素代谢，保护细胞膜结构和功能，清除过量H2O2，保持适量H2O2刺激甲状腺过氧化物酶TPO活性，保证甲状腺正常运行。
近年来沿海地区碘的摄入过多可能诱发慢性淋巴细胞性甲状腺炎，而且距离海越近，居民的甲状腺肿发病率越高。高碘摄入时间的延长，可逐渐诱发自身免疫反应，而硒对此的保护作用对临床有重要的指导意义。
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