Alfa-sinüklein beyinde doğal olarak bulunan bir proteindir. Ancak LBD'li bireylerde bu protein yanlış katlanır ve Lewy cisimcikleri adı verilen yapılar halinde toplanır. Bu Lewy cisimcikleri nöronlarda bulunur ve nöronların normal işleyişine müdahale ederek ilerleyici bilişsel gerilemeye, hareket sorunlarına ve LBD'ye özgü diğer semptomlara yol açar.
LBD ile Parkinson hastalığı arasındaki bağlantı özellikle güçlüdür. LBD'li pek çok kişi aynı zamanda titreme, sertlik ve bradikinezi (hareket yavaşlaması) gibi Parkinson belirtileri de yaşar. Semptomlardaki bu örtüşme, LBD ve Parkinson hastalığının ortak altta yatan mekanizmaları paylaşabileceğini düşündürmektedir.
Ayrıca genetik çalışmalar, çeşitli genlerde LBD gelişme riskini artıran mutasyonlar tespit etmiştir. Bu genlerden bazılarının aynı zamanda Parkinson hastalığı ve Alzheimer hastalığı ile de ilişkili olması, bu nörodejeneratif bozukluklar arasında ortak bir genetik temel olduğu fikrini daha da desteklemektedir.
LBD ile hastalık arasındaki bağlantıyı anlamak, etkili teşhis araçları ve tedaviler geliştirmek için çok önemlidir. Araştırmacılar, anormal alfa-sinüklein birikimini hedefleyerek ve nörodejenerasyonun altında yatan mekanizmaları ele alarak, LBD'nin ilerlemesini yavaşlatmayı veya önlemeyi ve etkilenen bireylerin yaşam kalitesini iyileştirmeyi amaçlamaktadır.