已知重金属如铅（Pb）、汞（Hg）和镉（Cd）是有毒物质，但在美国，人们未将它们与甲状腺轴的关联进行很好地量化。Chen等【121（2）：181（2013）】研究了甲状腺激素[总的和游离甲状腺素（TT₄和FT₄）、总的和游离三碘甲状腺原氨酸TT₃和FT₃）、促甲状腺激素（TSH）和甲状腺球蛋白（Tg）]与血液中Pb、Hg和Cd水平以及尿Cd水平之间的关系。作者分别分析了来自美国国家健康和营养调查（NHANES,2007~2008）中的样本，其中包括1109名青少年（12~19岁）和4409名成年人。在校正年龄、性别、种族、尿碘、身体质量指数和血清可替宁后，作者对甲状腺激素与重金属之间的关联进行了评估。结果显示，血铅（BPb）、总Hg和Cd水平的几何平均数（GM）在青少年中分别为0.81、0.47和0.21μg/L,在成年人中分别为1.43、0.96和0.38μg/L。尿Cd的GM_S在青少年和成年人中分别为0.07和0.25μg/g肌酐。在青少年中未观察到金属与甲状腺激素关联的统一模式。在成人中，血Hg与TT₄、TT₃ 和FT₃呈负相关，尿Cd与TT₄、TT₃ 、FT₃和Tg呈正相关，但Pb与甲状腺激素没有关联。关联在个体水平相对较弱，Hg和Cd每增加四分位数间距，甲状腺激素变化约为1%~4%。作者总结认为：上述分析表明成人Hg暴露与甲状腺激素呈负相关，而Cd暴露与甲状腺激素呈正相关。