抑郁症患者脑部5-羟色胺神经递质含量下降，造成下丘脑-垂体-甲状腺轴功能活动减退，最终导致垂体中的促甲状腺激素受体敏感度下降。
因此在抑郁症患者注射促甲状腺素释放激素后，仅能使促甲状腺激素分泌量稍微上升，这种现象称为促甲状腺激素反应迟钝利用此原理可帮助抑郁症的诊断。
实验结果的判读
临床以注射促甲状腺素释放激素后的四次血清促甲状腺激素值为指标进行判断，在实验结果方面，先定出一个促甲状腺激素的界限值。但病人促甲状腺激素反应值高于基础者，其值应低于年龄性别相对应的每个正常人，方定义为反应迟钝一般正常人促甲状腺激素最低反应值是5.6μu/ml。而血清促甲状腺激素结果低于5.0μu/ml者为反应迟钝。
诊断价值
因内源性抑郁症患者下丘脑-垂体-甲状腺轴功能活动减退是其病理基础。
因此临床以促甲状腺素释放激素实验作为内源性抑郁症的生物学诊断标记。此外研究发现双相抑郁症，在注射促甲状腺素释放激素后，有部分病人出现促甲状腺激素反应迟钝，而精神分裂症病人无此现象，故该实验可作为躁狂型抑郁症又称双相情感障碍的参考性诊断标准。
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