(一)發病原因
正常腎上腺皮質激素的合成，在各種酶的作用下，皮質醇等的前身膽固醇轉變為皮質醇、醛固酮、性激素等。本病患者由于合成以上激素的過程中有不同部位酶的缺乏，以致皮質醇、皮質酮合成減少而導致垂體前葉分泌促腎上腺皮質激素增多，腎上腺皮質受acth刺激而增生， 從而皮質醇的合成量得以維持生命的最低水平，但網狀帶也隨之增生產生大量雄激素，引起男性化，由于不同酶的缺陷，可伴有低血鈉，高血壓等癥狀。并在病人體內出現阻斷部位以前各種中間代謝產物如孕三醇，17羥孕烷醇酮，四氫化合物s等堆積，在患者尿中可以查出。
本病為常染色體隱性遺傳，在兩個攜帶致病的基因同時存在時( 即純合子 )發病，僅有一個致病的基因存在時(即雜合子)不發病。一個家庭成員中一般只出現同一類型缺陷，臨床上較多見的為21羥化酶(約占患者總數的90%左右)和11羥化酶(約占患者總人數的5%左右)的缺陷，其它如17羥化酶、3β羥類固醇脫氫酶，18氧化酶、20、22碳鏈酶等缺陷則甚少見。
幾乎所有CYP21突變都是CYP21和CYP21P之間重組的結果(不等交換或轉換)。約20%突變等位基因攜帶缺失突變。約75%的突變等位基因是基因轉換的結果。32%的失鹽型病人一條等位基因上有大片段缺失或轉換突變，56%在一條等位基因上有內含子2的點突變引起RNA切接異常。在體外實驗中證實這些突變使21-羥化酶活性完全或幾乎完全喪失。在單純男性化型，最常見的突變等位基因(35%)為第172號氨基酸密碼子存在替代突變(Ile變為Asn)，只保有正常21-羥化酶2%～11%的活性。非經典型中最常見(39%)的突變是第281號氨基酸的突變(Val變為Leu)。
在基因型和表型之間存在著高度的相關性，因此，DNA分析在一定程度上可以預測酶活性，繼而推測臨床表現。
(二)發病機制
腎上腺合成3種類固醇：
② 皮質激素(皮質醇是最重要的一種);
②鹽皮質激素(醛固酮是最主要的一種);
③雄激素。皮質醇分泌有晝夜節律，在應激情況下至關重要;它的缺乏會引起腎上腺危象包括低血壓和低血糖，如果不及時救治會導致死亡。腎上腺雄激素生成過多會導致宮內男性化，女性嬰兒出生時有生殖器兩性畸形，在稍大年齡男性和女性都會發生腎上腺初現過早。腎上腺和性腺雄激素生成障礙會導致男性男性化不足，缺少青春期發育。在CAH中，類固醇合成酶活性不同程度下降，導致糖皮質激素、鹽皮質激素和性激素分泌異常，從而出現不同程度的臨床表現。而酶活性下降程度及臨床表型又是由基因突變的嚴重程度和突變類型決定。為了更好地理解CAH的臨床表現，有必要簡要了解腎上腺皮質類固醇激素的生化及相關基因情況。
1.P450SCC基因(CYP11A)是20kb的單基因，位于15號染色體的長臂(15q23～24)。在所有類固醇細胞中表達。
2.3β-HSD(3β-hydroxysteroid DehydrogenaseⅡ，3β-羥類固醇脫氫酶Ⅱ)。這種微粒體羥類固醇脫氫酶結合在膜上，與滑面內質網相關。它催化碳原子3的羥基基團轉變成酮基和雙鍵從B環(delta5類固醇)到A環(delta4類固醇)的異構。它作用于4種底物，孕烯醇酮轉變成孕酮，17α-羥孕烯醇酮轉變成17α-羥孕酮，去氫表雄酮(DHEA)轉變成雄烯二酮，雄烯二酮轉變成睪酮。有2種不同的同工酶：Ⅱ型在腎上腺和性腺有活性，Ⅰ型在其他組織(皮膚、胎盤、乳房等)中有活性。3β-HSD基因(HSDβ1和HSDβ2)有93%同源性，都位于1號染色體(1p13.1)。
3.P450C17(17α-羥化酶/17，20裂解酶)。P450C17是一種微粒體酶，結合在滑面內質網。催化2種不同且完全獨立的反應：17α-羥化酶和17，20裂解酶反應。通過17α-羥化，孕烯醇酮轉變成17α-羥孕烯醇酮，孕酮轉變成17α-羥孕酮。這2種底物經過C17，20碳鏈裂解分別生成去氫表雄酮和雄烯二酮。這種酶的編碼基因為單基因(CYP17)，位于10號染色體(10q24.3)。
P450C17完全缺乏時(如球狀帶)，醛固酮可以合成，但皮質醇和性激素不能合成。如果只存在17α-羥化酶活性，皮質醇可以合成，而性激素必須依賴2種活性即17α-羥化酶和17，20裂解酶活性。例如在青春期前，腎上腺皮質醇的合成正常，但沒有性激素的合成，表明有17α-羥化酶活性但沒有17，20裂解酶活性。
4.P450C21(21-羥化酶)。P450C21也是結合在滑面內質網上，實際與P450C17競爭來自于膜結合P450還原酶的電子。它使孕酮和17α-羥孕酮分別轉變成11-脫氧皮質甾酮(DOC)和11-脫氧皮質醇。2個CYP21基因位于6號染色體(6p21.3)，在人類白細胞抗原(HLA)的中部，在HLA-B和HLA-DR之間。CYP21基因編碼有生物活性的酶。假基因稱作CYP21P。CYP21P與CYP21有超過93%的同源性，但因為CYP21P存在一些有害的突變，該基因不轉錄P450C21的mRNA。正因為CYP21P和CYP212種基因存在高度同源性，使基因轉換得以發生，這也是CYP21基因突變發生率高的一個原因。
5.P450C11β(C11β-羥化酶)。在腎上腺束狀帶有活性，主要涉及皮質醇的合成。位于線粒體內膜，在線粒體內膜使11-脫氧皮質醇轉變成皮質醇和11-脫氧皮質甾酮轉變為皮質酮。它的編碼基因位于8號染色體(8q 21～22)。
上述類固醇激素編碼基因發生突變，激素合成障礙都會導致CAH。CYP21和CYP11β的缺陷會引起女性男性化，而HSD3β2，CYP17和StAR缺陷會引起雄激素合成障礙，導致男性男性化不足。HSD3β2缺陷的一些類型會引起女性輕度男性化。
