Toxisch nodulair struma is het late resultaat van een traag groeiproces dat nieuwe dochterfollikels genereert uit de moederfollikels van een normale schildklier. Aangezien het normale schild van de follikels niet is opgebouwd uit monoklonale epitheelcellen, maar uit cellen met een zeer variabele functionele uitrusting, kunnen dochterfollikels die ontstaan door de preferentiële replicatie van bepaalde moederfollikelcellen met een hoog groeipotentieel, verschillen van moederfollikels. Zo kunnen de nakomelingen van follikels een hoger of lager jodiummetabolisme hebben dan hun moederfollikels. Sommige van de nieuw gegenereerde follikels hebben een hoge autonome, d.w.z. TSH-onafhankelijke, jodiumomzet, terwijl sommige andere een hoog autonoom groeipotentieel hebben. De mate van autonome functie is geheel onafhankelijk van die van de groei. Tijdens het proces van goitrogenese kunnen nieuw gegenereerde follikels bovendien nieuwe vormen van expressie van genetische functies verwerven. Dergelijke nieuwe eigenschappen, b.v. een bepaald groeipatroon, kunnen overerfbaar worden en worden dan doorgegeven van moeder op dochtercellen. Het resultaat is het meest karakteristieke kenmerk van nodulaire struma’s, namelijk de heterogeniteit van structuur en functie tussen twee zieke klieren en zelfs tussen dicht naast elkaar gelegen follikels van dezelfde klier. Sterk ongelijke intrinsieke replicatiesnelheden tussen verschillende folliculaire cellen en een even grote afhankelijkheid van groeistimuli verklaren de regionale verschillen in de groei van het struma. Dit, samen met een netwerk van vezelige littekens die een ongehinderde expansie van de groeiende follikelpopulatie belemmeren, leidt steevast tot een nodulair groeipatroon van de struma. TSH is zeker niet verantwoordelijk voor de groei van dit type struma. In plaats daarvan zijn de laatste jaren een aantal groeifactoren van de schildklier ontdekt, waaronder groeistimulerende immunoglobulinen die verwant zijn aan die welke bij de ziekte van Graves worden aangetroffen. Zodra het aantal folliculaire cellen met een hoog intrinsiek groeipotentieel groot genoeg is geworden onder invloed van extrathyroïde groeistimuli, kan de groei van het struma autonoom worden en zichzelf in stand houden. Of een nodulair struma al dan niet thyrotoxicose veroorzaakt, hangt af van het aantal follikels met hoge intrinsieke jodiumtoename die toevallig ontstaan tijdens de struma-ontwikkeling. In tegenstelling tot thyrotoxicose bij de ziekte van Graves, is hyperthyreoïdie bij nodulair struma een zeer traag progressieve, sluipend evoluerende complicatie.