Эволюция патологических изменений в тканях больных с болезнью Вильсона соответствует относительной скорости накопления меди в различных органах. Поскольку первичный генетический дефект находится в печени и печень — это основное место накопления меди, не удивительно, что первые патологические проявления заболевания наблюдают в печени. Как только медь попадает из печени в другие органы, появляются патологически изменения в головном мозге, почках, глазах и суставах.

На ранних стадиях может возникать только небольшое увеличение печени. Позже при отсутствии лечения у большинства больных развивается фиброз или цирроз. Характерна смешанная макро- и микронодулярная форма цирроза, окраска узлов может меняться в зависимости от степени накопления меди. У разных больных скорость развития патологических изменений различная, в некоторых случаях стеатоз и фиброз персистируют в течение многих десятилетий, не переходя в цирроз.

На микроскопическом уровне в начале заболевания признаки накопления меди могут быть незаметны и неспецифичны. При использовании иммуногистохиммческих методов обнаружения меди диффузное накопление меди в цитоплазме может быть незаметным. Для этих ранних стадий заболевания характерны макро- и микровезикулярный стеатоз, включения гликогена в ядре, эти признаки можно обнаружить при многих других заболеваниях. Стернлиб подчеркивает, что на ранних стадиях почти в каждом случае наблюдают характерное нарушение функций митохондрий. Ультраструктурные изменения колеблются от увеличения промежутка между внутренней и наружной мембранами с расширением пространства между кристами до увеличения плотности и зернистости матрикса или вакуолизации митохондрий. Полиморфные изменения могут быть обнаружены в деформированных пероксисомах и эндоплазматическом ретикулуме наряду с включениями гликогена в ядре. С развитием заболевания медьсодержащий белок накапливается в лизосомах — это электронноплотные структуры, расположенные возле канальцевой мембраны, они видны при светоьой микроскопии.

Если заболевание не лечить или оно не диагностировано, начальная стадия заболевания переходит в промежуточную, которая характеризуется перипортальным воспалением и моноцитарной инфильтрацией с повреждением пограничной пластинки, некрозом долек и мостовидным фиброзом; признаки неотличимы от хронического активного гепатита, вызванного другими причинами. На этой стадии заболевания практически всегда развивается микрояодулярный или смешанный цирроз печени. В 50% случаях при биопсии находят тельца Мэллори.

У больных с фульмипантной печеночной недостаточностью могут преобладать некроз паренхимы с баллонной дегенерацией гепатоцитов, апоптотические тельца, холестаз и уменьшение размеров печени. У некоторых больных с фульминантной печеночной недостаточностью наблюдают значительное уменьшение печени и мостовидный фибиоз, цирроза может не быть.

Может оказаться полезным гистохимическое подтверждение накопления меди, но отрицательный результат не исключает избыточного накопления меди. На стадии цирротической узловой регенерации с помощью роданина и рубеановой кислоты можно определить плотность отложений меди в лизосомальных гранулах. На данном этапе окраска узлов очень вариабельна. Парадоксально, но на ранних этапах заболевания иммунногистохимическое окрашивание для обнаружения меди, как правило, дает отрицательный результат, в то время как медь равномерно распределена по цитоплазме гепатоцита. Самое чувствительное окрашивание с сульфидом Тиммса белее эффективно при обнаружении цитоплазматических белков, связанных с медью, однако применяют его нечасто.