O TSH estimula a produção de AMP cíclico e a renovação de fosfatidilinositol por ativar a fosfolipase C.

Os hormônios tireoidianos circulantes penetram nas células por difusão ativa e por meio de transportadores específicos, com o transportador monocarboxilato 8 (MCT8).

Na captação de iodo radioativo e cintilografia da tireoide, a imagem nuclear da doença de Graves caracteriza-se por uma glândula diminuída e maior captação do marcador, que se distribui homogeneamente.

Na tireoidite de Hashimoto existe acentuada infiltração linfocítica da glândula com a formação de centros germinativos, atrofia dos folículos tireoidianos acompanhada de metaplasia oxifílica, presença de caloide e fibrose importante.

Na avaliação do hipotireoidismo, nos casos em que há T SH normal e suspeita de doença hipofisária com baixa medida de T4L, deve-se avaliar a função da adeno-hipófise sem a necessidade de excluir efeitos medicamentosos e a síndrome de enfermo eutireoidiano.