一、軟骨的基本病理變化
本病主要累及軟骨內成骨的骨骼，特別是四肢骨，表現為透明軟骨的變性壞死及伴隨的吸收、修復性變化。軟骨細胞常見凝固性壞死，細胞核固縮、碎裂、溶解消失后，殘留紅染的細胞影子。進而殘影消失，基質紅染，成為灶狀、帶狀的無細胞區。壞死區還可進一步崩解、液化。壞死灶周圍存在的軟骨細胞常有反應性增生，形成大小不等的軟骨細胞團。在鄰近骨組織處，壞死部倍可發生病理性鈣化；初級骨髓的血管和結締組織侵入壞死灶丙，出現機化、骨化，最終為骨組織所代替。
軟骨壞死以累及成熟中的軟骨細胞（肥大軟骨細胞）為主，呈現近骨性分布。壞死擴大時，也會波及其他層次的軟骨細胞。壞死灶常為多發性，大小不一，呈點狀、片狀或帶狀。
二、骺板軟骨病變
骺板軟骨的壞死主要發生于肥大細胞層，重者可貫穿骺板全層。骺板深層發生壞死后，該部由干骺端來的血管不能侵入，正常的軟骨內成骨活動停止；但壞死灶上方存活的增生層軟骨細胞還能繼續增生、分化，導致骺板的這一局部增厚。在壞死灶的近骨緣常發生退行性鈣化，并可沿壞死灶的干骺緣沉積骨質，形成不規則的骨片或橫骨梁，表示正常骨化過程停頓。而骺板的其他部分成骨活動仍在繼續，因而造成骺板的厚i薄不均和骨化線的參差不齊。
當壞死灶貫穿整個骺板時，由骺板和干骺端兩個方向進行壞死物的吸收、機化和骨化，終于導致骺板提前骨性閉合，該管狀骨的縱向生長早期停止，造成短指（趾）或短肢畸形。
由于干骺端血管豐富，骺板軟骨壞死后的吸收、機化和骨化發展較為迅速，因而其x線影像在較短時間（數月于1年）內可明顯加重或好轉愈復。
三、關節軟骨病變
和骺板軟骨的壞死灶一樣，關節軟骨的病變也呈近骨性分布，即首先是深層成熟中的軟骨細胞受累。由于此部壞死物質的吸收較為緩慢，壞死存在時間較久，故壞死灶周邊部增生垢軟骨細胞團往往更引人注目。在較大的壞死灶當壞死物質崩解、液化后，形成裂隙或囊腔。在重力和磨擦等機械作用下，其表層軟骨組織每易成片剝落（分離性骨軟骨炎），形成關節游離體（關節鼠），而局部關節面則留下大小不等的潰瘍。重者病變部關節軟骨可全層破壞消失，造成大片骨質裸露。在關節面的邊緣部分，與軟骨壞死相伴隨常有軟骨增生反應，導致關節邊緣部分增厚，且可骨化而形成骨性邊緣增生物，由此而引起患者骨端增大，關節變形和活動受限。后期關節滑膜結締組織增生、鈣化和骨化，更加重了關節粗大。由于關節軟骨的變性壞死、崩解剝落和修筆增生等過程反復進行，以致晚期病例表現為變形性關節病的改變。但從未見發生骨性關節強直。
關節軟骨壞死的吸收機化只能板殼的正常缺點口處開始，修復反應相對較弱，病變發展較為緩慢。因此，在x線下關節面（骨端）的病變往往比干骺端的病變顯影較晚，修復過程發展緩慢，歷經較長時間而變化甚微。
四、軟骨損害的發生機制
目前主要有以下3種見解：
一種意見認為，本病軟骨損害的生物化學基礎是硫代謝障礙。硫酸軟骨素（chs）是軟骨基質的重要成分。持這種見解的研究者發現本病病人尿中chs的排泄量增高，硫酸化程度降低，分子量變小，尿中各種氨基多糖的比例失調；他們認為這些變化提示有硫的利用障礙。體內chs的硫酸化受肝、腎等臟器產生的硫酸化因子（sf）所調控。他們發現本病兒童患者血清sf活力明顯低于當地健康對照兒童，后者又低于非病區對照兒童；他們認為硫代謝障礙是sf活力降低的結果，本病的致病因素是通過干擾sf的生物功能而引起一系列軟骨損害的。
另一種意見認為，細胞的膜缺陷狀態是構成本病發病的生物化學基礎。他們發現本病患兒紅細胞的膜脂組成中磷脂減少，膽固醇/磷脂的分子比增加；在磷脂中又以磷脂酰膽堿（pc）降低為主，鞘磷脂（sm）變化較小，sm/pc的分子比升高。這些變化意味著生物膜的老化。上述情況同樣也見于本病患兒尸檢材料的軟骨分析中，他們認為生態環境低溫、低硒和食物單調（磷脂攝入不足）的共同作用，導致膜系統脆弱和抗氧化能力降低而發病。
還有一種意見認為，外源性自由基源既可引起軟骨細胞壞死，又可導致軟骨細胞代謝異常。后者將合成和分泌富含ⅰ型膠原的異常基質，發生速度快、粒度小、結晶度低的異常礦化，從而引發本病的病理化學過程。用病區糧、水飼養小鼠，發現軟骨基質中ⅰ型膠原增多。ⅰ型/ⅱ型之比增加。
上述氨基多糖、膠原和細胞膜系統的變化，都為探討軟骨損害的發生機制提供了有益線索。但對于合理解釋病因如何選擇性作用于軟骨的特定部位和啟動一系列特征性改變，還存在較大距離。（實習編輯：小鹿）
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