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丙硫氧嘧啶（Propylthiouracil）又稱丙基硫氧嘧啶，通過抑制甲狀腺內過氧化物酶系統，阻止甲狀腺內酪氨酸的碘化及碘化酪氨酸的縮合，從而抑制甲狀腺激素的合成。
丙硫氧嘧啶在1947年被美國食品及藥物管理局批準為合法藥物。
除了作為藥物使用之外，它還被用作研究不同人（超級嘗味者）對苦味鑒別能力的基因差異。
丙硫氧嘧啶能抑制甲狀腺過氧化物酶，而這種酶則在合成甲狀腺激素的時候，起到將碘化物添加到激素前體甲狀腺球蛋白的氨基酸片斷上。抑制這種酶則可以達到抑制甚至阻斷生成甲狀腺激素過程的結果。
需要注意的是，丙硫氧嘧啶并不會抑制囊細胞基底外側膜上的鈉依賴性碘轉運。要抑制這一過程，需要競爭性抑制劑，如高氯酸鹽或者硫氰酸鹽。
丙硫氧嘧啶也能起到抑制5'-脫碘酶（四碘甲狀腺胺酸甲狀腺素5'脫碘酶）的作用，該酶將甲狀腺激素從失活的T4形式轉變為T3這一活性形式。作為比較，他巴唑盡管有相同的主要作用，但卻沒有這一種次要作用。
口服時，一小時內血漿中的藥物濃度最高，并且主要集中作用在甲狀腺中。但由于病患個體之間的差異，可能會導致開始治療后2到4小時內都不能使甲狀腺功能恢復正常。重要的是，70%的藥物會與血漿蛋白相結合，并且在正常的生理pH值下會明顯地被離子化。因此幾乎不會通過胎盤或者母乳進入胎兒及嬰兒體內。而另一種抗甲狀腺激素藥物他巴唑則在這兩方面都會有較高的風險，因此禁止用于孕婦或者哺乳期間的婦女。
藥物在血漿中的半衰期約為1小時，并且不會因病人的甲狀腺病情差異而發生明顯的改變。然而正因為藥物集中作用于甲狀腺，因此需要根據病情的不同而調整用藥間隔時間。正常的時間間隔應在8小時以上。體內的藥物只有不到10%會未經改變就排泄出體外，余下的會通過和肝臟葡萄糖醛結合形成結合物排出體外。
其中一個可能的副作用是引發粒性白血球缺乏癥[4]。該病癥狀為喉嚨、腸胃或者皮膚的感染，并且渾身不舒服，甚至發燒。此外，還可能導致血小板減少癥。由于血小板對于保護血管至關重要，故血小板的減少可能導致大量出血，尤其是內出血如中風等。
總體而言，丙硫氧嘧啶屬于副作用耐受性良好的——大約每100人會有1人出現副作用。絕大部分人所遇到的副作用和皮膚有關，例如紅疹、瘙癢、蕁麻疹、脫發以及色素沉著。其它常見的副作用包括腫脹、惡心、嘔吐、胃灼熱、味覺喪失、關節或肌肉疼痛、麻木、頭痛、過敏性反應以及頭發變白等。
丙硫氧嘧啶被劃分為D類孕婦用藥。所謂的D類藥物是指有明顯證據證明其對人類胎兒有風險。然而在可能危及孕婦生命的情況下，其可能的好處有可能比胎兒獲得的風險要高。
如果長期用藥，穿透胎盤的丙硫氧嘧啶對于三個月以上的胎兒來說，其主要的影響是會導致輕微的甲狀腺分泌減少。通常在停止用藥幾天之后，該問題就會得到解決。在臨床上發現，受此影響的新生兒的甲狀腺可能會腫大，這是因為在胎兒時期其垂體分泌的促甲狀腺激素水平因此變高而引起的。在使用丙硫氧嘧啶的案例中，約有12%的案例報告發現這種現象。