甲状腺素分泌的调节机制是一个复杂且精细的过程，主要涉及下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴调节、自身调节以及神经调节等多个方面。

下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴调节是甲状腺素分泌调节的核心机制。下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素（TRH），TRH 经下丘脑 - 垂体门脉系统运输至腺垂体，刺激腺垂体分泌促甲状腺激素（TSH）。TSH 是调节甲状腺生长和甲状腺激素合成与释放的关键激素，它作用于甲状腺，促进甲状腺滤泡上皮细胞增生、甲状腺血液供应增加，同时促进甲状腺激素的合成与释放。当血液中甲状腺激素水平升高时，可反馈抑制下丘脑分泌 TRH 和腺垂体分泌 TSH，使甲状腺激素分泌减少；反之，当甲状腺激素水平降低时，对下丘脑和腺垂体的负反馈抑制作用减弱，TRH 和 TSH 分泌增加，从而使甲状腺激素分泌增多，维持甲状腺激素水平的相对稳定。

甲状腺自身调节是指甲状腺根据碘供应的情况，对自身碘摄取、激素合成与释放进行的一种自身调节。当食物中碘供应过多时，甲状腺摄碘减少，甲状腺激素合成与释放也相应减少；反之，当碘供应不足时，甲状腺摄碘增加，甲状腺激素合成与释放增多，以维持机体对甲状腺激素的需求。这种自身调节是一种缓慢而持续的调节方式，不受神经和体液因素的直接影响。

神经调节也是甲状腺素分泌调节的重要组成部分。甲状腺受交感神经和副交感神经的双重支配。交感神经兴奋可促进甲状腺激素的合成与释放，而副交感神经兴奋则抑制甲状腺激素的分泌。此外，一些应激刺激如寒冷、感染、创伤等，可通过神经 - 内分泌途径影响下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴的功能，使甲状腺激素分泌增加，以提高机体的代谢率和应激能力。

综上所述，甲状腺素分泌的调节机制是一个多层次、多环节的复杂过程，通过下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴调节、自身调节和神经调节等多种方式，确保甲状腺激素的分泌能够适应机体不同生理状态的需求，维持机体内环境的稳定。