老年癡呆是一組病因未明的原發性退行性腦變性疾病，多起病于老年期，病程緩慢且不可逆，主要表現為智能損害。病理改變包括皮質彌漫性萎縮，溝回增寬，腦室擴大，神經元大量減少，并可見老年斑和神經原纖維纏結等病變，膽堿乙酰化酶及乙酰膽堿含量顯著減少。阿爾茨海默病主要表現為腦細胞的廣泛死亡，特別是基底節區的腦細胞。正常情況下，基底節區發出的纖維投射到大腦與記憶和認知有關的皮質，它釋放乙酰膽堿。患者與正常人相比乙酰膽堿轉移酶的含量比正常人減少90%。經解剖發現，患者腦中有廣泛的神經元纖維纏結，軸突纏結形成老年斑。老年斑中含有壞死的神經細胞碎片、鋁、異常的蛋白，阿爾茨海默病患者腦內β -淀粉樣蛋白過度積聚。目前公認的發病機制主要有兩種：一種是淀粉樣前蛋白的異常導致蛋白成分漏出細胞膜，導致神經元纖維纏結和細胞死亡，基因位于21號染色體；另一種與載脂蛋白E（APO-E4）的基因有關，APO-E4的增多能對抗APO-E2或APO-E3的功能，APO-E4使神經細胞膜的穩定性降低，導致神經元纖維纏結和細胞死亡。APO-基因純合子比雜合子患病幾率高。AD的神經病理改變是腦皮層彌漫性萎縮、溝回增寬、腦室擴大，組織病理學除額、顳葉皮層細胞大量死亡脫失外，尚有以下顯著特征：細胞外老年斑或軸突斑，細胞內神經元纖維纏結和顆粒空泡變性，稱為三聯病理改變。AD的神經病理表現為腦重減輕，可有腦萎縮、腦溝回增寬和腦室擴充。SP和NET大量出現于大腦皮層中，是診斷AD的兩個主要依據。大腦皮質、海馬、某些皮層下核團如杏仁核、前腦基底神經核和丘腦中有大量的SP形成。SP的中心是β淀粉樣蛋白前體的一個片斷。正常老人腦內也可出現SP，但數量比AD患者明顯為少。大腦皮質、海馬及皮質下神經元存在大量NFT。NFT由雙股螺旋絲構成，主要成分是高度磷酸化的tau蛋白。AD患者腦部乙酰膽堿明顯缺乏，乙酰膽堿酯酶和膽堿一酰轉移酶活性降低，特別是海馬和顳葉皮質部位。此外，AD患者腦中亦有其他神經遞質的減少，包括去甲腎上腺素、5－羥色胺、谷氨酸等。AD的分子遺傳學發現AD發病與遺傳因素有關。有癡呆家族史者，其患病率為普通人群的3倍。三種早發型家族性常染色體顯著性遺傳（FAD）的AD致病基因，分別位于21號染色體、14號染色體和1號染色體，包括21號染色體上的APP基因，14號染色體上的早老素1恩基因及1號染色體上的早老素2基因。此外，載脂蛋白E（apoE）基因是老年型AD的重要危險基因。APOE基因位于19號染色體，在人群中有3種常見亞型，即ε2、ε4和ε5，ε5最普遍，ε4次之，而ε2則最少。有apoEε4等位基因者，患AD的風險增加，并可使發病年齡提前。