Toxisk nodulär struma är det sena resultatet av en långsam tillväxtprocess som genererar nya dotterfolliklar från moderfolliklar i en normal sköldkörtel. Eftersom det normala follikelhöljet inte byggs upp av monoklonala epitelceller, utan snarare av celler med mycket varierande funktionell utrustning, kan dotterfolliklar som genereras genom preferentiell replikation av särskilda moderfollikelceller med hög tillväxtpotential skilja sig från moderfolliklar. Follikelns avkomma kan till exempel ha en högre eller lägre jodmetabolism än sina stamfolliklar. Vissa av de nybildade folliklarna har en hög autonom, dvs. TSH-oberoende, jodomsättning, medan vissa andra har en hög autonom tillväxtpotential. Graden av autonom funktion är helt oberoende av graden av tillväxt. Under goitrogenesen kan nybildade folliklar dessutom få nya former för att uttrycka genetiska funktioner. Sådana nya egenskaper, t.ex. ett visst tillväxtmönster, kan bli ärftliga och förs då vidare från moderceller till dotterceller. Resultatet är det mest karakteristiska av alla kännetecken för nodulär struma, nämligen heterogeniteten i struktur och funktion mellan två sjuka körtlar och till och med mellan tätt intilliggande folliklar i samma körtel. Mycket varierande intrinsikala replikationshastigheter mellan olika follikelceller och lika varierande oberoende av tillväxtstimuli förklarar de regionala skillnaderna i strumatillväxten. Detta, tillsammans med ett nätverk av fibrösa ärr som hindrar den växande follikelpopulationen från att expandera obehindrat, ger alltid ett nodulärt tillväxtmönster i struman. TSH förklarar definitivt inte tillväxten av denna typ av struma. I stället har man på senare år upptäckt ett antal tillväxtfaktorer för sköldkörteln, inklusive tillväxtstimulerande immunglobuliner som liknar dem som finns vid Graves sjukdom. När antalet follikelceller med hög inneboende tillväxtpotential har blivit tillräckligt stort under påverkan av extrathyroidala tillväxtstimuli kan strumatillväxten bli självständig och självförstärkande. Huruvida en nodulär struma kommer att ge upphov till tyreotoxikos eller inte är en funktion av antalet folliklar med hög intrinsisk jodomsättning som råkar bildas under strumaökningen. Till skillnad från tyreotoxikos vid Graves sjukdom är hypertyreoidism vid nodulär struma en mycket långsamt framskridande komplikation som utvecklas smygande.