Questo meccanismo è spiegato dalla responsività delle cellule dell'ipofisi che producono il TSH alle variazioni di ormoni tiroidei nel sangue. Quando i livelli sono bassi, c'è una sintesi maggiore di recettori di TRH da queste cellule, aumenta la recettività verso il TRH e quindi si produce più TSH. Il contrario succede quando i livelli plasmatici di ormoni tiroidei sono alti.