Когда йод 131 поглощается щитовидной железой, почти вся энергия лучей поглощается тканью щитовидной железы, но энергия, поглощенная фолликулярными эпителиальными клетками в центре железы, больше, чем энергия, поглощенная слоем клеток толщиной 2 мм вокруг железы, поэтому повреждение центра железы больше, чем повреждение периферийных частей железы. Это связано с тем, что часть энергии лучей, испускаемых периферическими клетками щитовидной железы, теряется за пределами ткани щитовидной железы. Замечено, что при приеме человеком 131 йода до 100 ммКи он не вызывает патологических изменений в периферических органах щитовидной железы и других ее эндокринных железах. Через неделю после приема 131-йода щитовидная железа, как правило, не имеет гистологических изменений. Через 2-4 недели в центральной части щитовидной железы уже наблюдаются выраженные деструктивные изменения: отек стромы, дегенерация, острый тромботический и геморрагический хориоретинит, набухание эпителия с образованием вакуолей, разрушение фолликулов с инфильтрацией полиморфноядерными клетками. В перигландулярной области поражение значительно менее выражено. Через 2-3 месяца в железе наблюдаются фиброзная гиперплазия, лимфоцитарная инфильтрация, утолщение и гиалинизация мелких артериол, отслойка фолликулярного эпителия и постепенная гибель фолликулярного эпителия. Через 1-3 года большая часть нормальной ткани щитовидной железы замещается плотной фиброзной тканью.