(一)發病原因
本病多因垂體腫瘤引起或其他原因引起腦下垂體的生長激素過量分泌所致。GH分泌有明顯晝夜節律，成人分泌高峰多在夜間。GH主要作用為促進骨組織、肌肉、結締組織和內髒的增長，促進DNA、RNA合成，對抗胰島素促進水鈉瀦留，並能激發體內分泌一些肽類物質，如生長介素。GH對糖代謝的作用有胰島素樣和抗胰島素樣雙重作用，前者發生時間較早，後者出現時間較晚;GH對胰島B細胞也有直接影響，約有1/4病人可同時患糖尿病。生長介素(somatomedin，SM)來源於肝髒，通過對DNA、RNA蛋白質合成環節的影響可使軟骨生長增加，生長介素有A、B及C三種因子，能介導GH對骨的生長效應。生長介素A(SmA)能刺激骨膠原和非膠原蛋白合成，生長介素C(SmC)能刺激成骨細胞膠原合成，BGP可作為GH通過SmA作用的結果而起作用。
GH過多可加速骨的形成與成熟，促進骨的生長。骨再塑增加，骨轉換加快。垂體侏儒症則因GH缺乏而致骨的生長發育停止或延遲。人體內，GH能增加腸鈣吸收、骨形成以及骨礦化，增加骨質，在體外，則不能直接刺激骨基質形成。生長介素對各種組織有促進生長的作用，能介導GH對骨生長的效應，對骨和軟骨均有促進生長作用。GH可改變血清磷的晝夜節律變化，使血磷升高，還可使TRP增加，改變腎髒磷的最大回吸收/腎小球濾過率比(TMP/GFR)，進一步使血磷升高。GH促進TRP增加而抑製PTH分泌，從而PTH水平下降，也可使血磷升高。當患者飲食中鈣入量不足時，可呈負鈣平衡，引起骨質疏鬆，增加飲食鈣入量後，可轉為正鈣平衡。由於骨轉換增快，GFR增加，TRGa減少，會促進高尿鈣加重，進一步增加骨病變。GH可刺激骨膜下骨形成，骨外膜的成纖維細胞分化成為原始成骨細胞，促進新骨形成，而原有正常骨外膜活性再度被激活，骨骺板的軟骨內成骨活躍，促使骨骺軟骨增生。GH還可促進關節部位的結締組織改變，關節囊變厚，脂肪墊纖維化，骨與軟骨及骨膜的連接部位纖維組織增生而突出。肢端肥大症的骨質疏鬆表現有別於其他骨質疏鬆那樣的骨量減少，而是鈣轉換率加快的皮質骨形成增加，骨量增加，可有骨增生又有骨質疏鬆，或局部如鞍背骨質吸收，鞍底骨質吸收等異常。
(二)發病機製
由於腦下垂體過量分泌生長激素，在青春前期骨骼未關閉前可引起巨人症，而在骨骼已關閉的成年人會引起手、足、軟組織、內髒器官及某些扁骨增大，臨床表現為肢端肥大症。
