Il gozzo nodulare tossico è il risultato tardivo di un lento processo di crescita che genera nuovi follicoli figli dai follicoli madre di una tiroide normale. Poiché il guscio follicolare normale non è costruito da cellule epiteliali monoclonali, ma piuttosto da cellule con un equipaggiamento funzionale molto variabile, i follicoli figli generati dalla replicazione preferenziale di particolari cellule follicolari madri dotate di un alto potenziale di crescita, possono essere diversi dai follicoli madre. Per esempio, la progenie dei follicoli può avere un metabolismo dello iodio più alto o più basso dei loro follicoli progenitori. Alcuni dei follicoli appena generati hanno un alto turnover di iodio autonomo, cioè indipendente dal TSH, mentre altri hanno un alto potenziale di crescita autonomo. Il grado di funzione autonoma è completamente indipendente da quello di crescita. Nel processo di goitrogenesi, i follicoli appena generati possono, inoltre, acquisire nuove forme di espressione di funzioni genetiche. Questi nuovi tratti, per esempio un particolare modello di crescita, possono diventare ereditabili e vengono poi trasmessi dalla madre alle cellule figlie. Il risultato è il più caratteristico di tutti i segni distintivi del gozzo nodulare, ovvero l’eterogeneità della struttura e della funzione tra due ghiandole malate e persino tra follicoli strettamente adiacenti della stessa ghiandola. I tassi di replicazione intrinseca molto disuguali tra le diverse cellule follicolari e l’indipendenza altrettanto variabile dagli stimoli di crescita spiegano le differenze regionali nella crescita del gozzo. Questo, insieme ad una rete di cicatrici fibrose che interferisce con l’espansione senza ostacoli della popolazione follicolare in crescita, produce invariabilmente un modello di crescita nodulare del gozzo. Il TSH non è certamente responsabile della crescita di questo tipo di gozzo. Invece, un certo numero di fattori di crescita della tiroide, comprese le immunoglobuline stimolanti la crescita simili a quelle trovate nella malattia di Graves, sono state scoperte negli ultimi anni. Una volta che il numero di cellule follicolari con alto potenziale di crescita intrinseca è diventato abbastanza grande sotto l’impatto di stimoli di crescita extratiroidei, la crescita del gozzo può diventare autonoma e auto-perpetuarsi. Il fatto che un gozzo nodulare produca o meno una tireotossicosi è una funzione del numero di follicoli ad alto ricambio iodico intrinseco che si generano nel corso della goitrogenesi. In contrasto con la tireotossicosi nella malattia di Graves, l’ipertiroidismo nel gozzo nodulare è una complicazione che progredisce molto lentamente e si evolve in modo insidioso.