Come l'espressione del TSH e di recettori del TRH è regolata dai livelli intracellulari di triiodotironina, i livelli plasmatici di tiroxina hanno un effetto più forte su questa regolazione, visto che la tiroxina plasmatica è la risorsa fondamentale di triiodotironina intracellulare (80% del totale), grazie all'azione della deiodasi D2 della cellula ipofisaria. I livelli di tiroxina plasmatica sono, quindi, importantissimi per la clinica.