目前，AD的病理生理学假说主要包括乙酰胆碱神经递质和谷氨酸神经递质的异常、β-淀粉样蛋白所致的老年斑异常沉积、过度磷酸化tau蛋白形成神经原纤维缠结以及炎症和氧化应激反应等，这些假说被视为AD多因素发病机制的始动因素 ^{[7，19，20]}。其中，老年斑的主要成分是β-淀粉样蛋白42（Aβ-42），它由β和γ分泌酶裂解APP形成 ^[21]。一项对456名AD患者（69～103岁）脑部尸检研究表明，所有死者大脑内均出现了海马和大脑皮质的萎缩，但是，与年长死者（95岁及其以上）相比，年轻死者（75岁及其以下）的死因与老年斑和神经原纤维缠结的关系更为密切，这是因为随着年龄增长，上述病理变化与AD发生已无必然联系。同样，年轻的AD患者中血管因素与痴呆的发病亦有更为紧密的联系 ^[22]。

上述脑部的病理变化导致了神经突触数量下降、信息传导功能减退和神经元的最终死亡。β-淀粉样蛋白的沉积干扰了神经元之间突触传导，并导致了神经细胞衰亡。tau蛋白形成的神经原纤维缠结阻断了营养物质与必需养分向神经元输送，也会导致神经细胞的衰亡 ^[7]。