L’unité fonctionnelle de la thyroïde est la vésicule thyroïdienne. Dans le tissu conjonctif, on retrouve d’autres cellules telles les cellules C d’origine neuroendocrine synthétisant la calcitonine.
La cellule thyroïdienne est polarisée, elle exprime sur la membrane basale le récepteur de la TSH, le symporteur de l’iodure, et sur sa membrane apicale au contact de la colloïde la thyroperoxydase et le système régénérateur d’H2O2.
La biosynthèse des hormones thyroïdiennes requiert des apports réguliers en iode : les besoins sont évalués à 150 mg/j ; ils sont plus importants chez la femme enceinte.
La croissance de la thyroïde est sous la dépendance de la TSH et d’autres facteurs de croissance. La disponibilité en iodure interagit avec la sensibilité à la TSH. En carence iodée, les cellules thyroïdiennes sont plus sensibles à la TSH et la croissance de la thyroïde est favorisée.