После эвтаназии животных в различные сроки после заражения (1 сут, 2 нед, 1 и 2 мес) производили патоморфологическое и микробиологическое исследования. Микробиологическое изучение материала показывает, что нестабильные L-формы микобактерий в организме морских свинок реверсируют в бактериальные через 2 нед после инокуляции. Через сутки выделяются только L-варианты микобактерий, а через 2 нед, 1 и 2 мес в организме морских свинок отмечен рост нестабильных L-форм и бактериальных вирулентных вариантов. На 2-й месяц появляются и пигментные формы. Следовательно, процесс, возникающий у морских свинок через сутки, обусловлен только L-вариантами микобактерий, а через 2 нед, 1 и 2 мес — L-формами и их ревертаитами.
У зараженных животных через сутки возникает гематогенная генерализация бугорков во всех органах. Так, в легких определяются обильные, равномерно рассеянные однотипные гранулемы, расположенные но ходу кровеносных сосудов. Просветы мелких вен расширены, их стенки обильно инфильтрированы лимфоцитами и моноцитоидными клетками. Эндотелий набухает, гипертрофируется. Гематогенные бугорки имеют преимущественно макрофагальный состав. В глубине их определяются эпителиоидные элементы, лимфоциты, лимфобласты, единичные гигантские одноядерные макрофаги. Обращает на себя внимание выраженное диффузное снижение воздушности легочной ткани с уменьшением просвета альвеол и расширением межальвеолярных перегородок, в которых выражена гиперемия, лимфомоноцитоидно-клеточная инфильтрация и макрофагальная реакция. Указанные изменения можно расценивать как аллергический альвеолит.