甲亢可由某些甲状腺激素合成障碍引起，而这类疾病往往是由遗传引起的。比如，如果一个人患有甲状腺素合成的遗传性疾病，那么此时，身体对碘化物尤其是碘的吸收就会受到严重阻碍，容易导致甲亢。还有一种人，如果脱碘酶的摄入和吸收出现障碍，就容易出现甲亢。体内某些水解蛋白酶的缺陷也会导致甲状腺机能亢进。

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精神或神经异常可导致甲状腺机能亢进。特别是过度的精神刺激会降低体内自主神经的排斥功能，间接导致机体产生抗体的能力下降，进而导致体内免疫性疾病的出现，降低机体免疫系统对过敏的敏感性，从而容易发生甲状腺过敏引起的甲亢。

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激素对甲亢的发生有一定的影响。有一种现象，女性在怀孕期间容易得甲亢，但产后甲亢会缓解甚至消失。这说明至少孕酮和甲亢有关。人体免疫系统的过度代偿也会导致甲亢。

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免疫系统的过度代偿通常发生在免疫系统被长期抑制的人身上，然后突然缓解。尤其是有些人得了自身免疫性疾病后，免疫系统会长期受到抑制，然后会逐渐从这种自身免疫性疾病中恢复过来。此时长期被抑制的免疫系统抑制会消失或减轻，使免疫系统过度代偿，可能诱发自身免疫性甲亢。

促甲状腺激素受体抗体在甲亢中起重要作用，甲亢多由Graves病引起。促甲状腺激素受体抗体可促进甲状腺分泌更多的甲状腺激素，从而使甲状腺兴奋，诱发甲亢。