三碘甲状腺原氨酸（T₃）脂溶性强，可直接进入细胞核内，与核受体结合，调节基因转录，从而发挥生理作用。糖皮质激素属于甾体类激素，其受体位于细胞浆内，激素先与胞浆受体结合形成复合物，再进入细胞核发挥作用；肾上腺素、儿茶酚胺属于胺类激素，它们与细胞膜上的受体结合，通过第二信使系统发挥作用；胰岛素属于蛋白质类激素，也是与细胞膜上的受体结合，激活细胞内的信号转导通路来发挥作用。所以直接进入细胞核内与核受体结合发挥作用的激素是三碘甲状腺原氨酸，答案为D。