Os alelos do gene da doença de Wilson (ATP7A) são responsáveis pela codificação de uma ATPase transportadora de cobre, expressa principalmente no cérebro e fígado. No fígado do doente, a metalação da ceruloplamina encontra-se comprometido, refletindo baixos níveis de ceruloplamina e de cobre sérico total. A tradução dos achados fisiopatológicos responde pela sobrecarga maciça de cobre no fígado e pela excreção deficiente pela bile

Embora seja técnica invasiva, a agulha percutânea de biópsia hepática para determinação quantitativa de cobre hepático continua a ser padrão-ouro no diagnóstico. Valores de cobre hepático superiores a 200 mg por grama de peso seco são diagnósticos

Na apresentação hepática, os sinais e sintomas incluem icterícia, hepatomegalia e ascite. Os efeitos endócrinos secundários à doença hepática podem incluir puberdade prococe ou hipermenorreia, além de ginecomastia e de aranhas vasculares, como ocorre nos casos de cirrose hepática

Além dos depósitos no cérebro e fígado, o olho é sítio primário de deposição do cobre na doença de Wilson, produzindo o anel de Kayser- Fleischer e a catarata em girassol. Esse anel corresponde ao depósito de cobre na periferia das íris, sendo considerado patognomônico da doença

A estratégia terapêutica com penicilina tem base na capacidade de formação de quelatos no cobre, não corrigindo o defeito básico de excreção do cobre na bile, mas aumentando significativamente a excreção urinária de cobre. Esse mecanismo evita a sobrecarga de cobre e os respectivos efeitos