Tikslus požymis, rodantis osteoartritinį sąnario pažeidimą, yra atviras subchondrinis kaulas tose vietose, kuriose jį turėtų dengti sąnarinė kremzlė. Pro mikroskopą pokremzlinis kaulas atrodo kaip nupoliruotas marmuras dėl eburnacijos (kaule vykstančio degeneracinio proceso, formuojančio kietą, į dramblio kaulą panašią medžiagą). OA pažeistas kaulas atrodo sustorėjęs (sklerotinis), su cistiniais defektais (2.3 pav.). Gerokai mažesnę apkrovą gaunančiuose kaulo pakraščiuose formuojasi kaulinės išaugos, dar vadinamos osteofitais. Manoma, kad osteofitai bando kompensuoti per didelį krūvį ir spaudimą, kuris susidaro dėl patologinio kremzlės irimo.

Subchondrinio kaulo pokyčiai gali vykti ir dėl sutrikusios kaulo vaskuliarizacijos. Pastebėta, kad dėl kaulų čiulpų hipertenzijos ir edemos subchondriniame kaule keičiasi kraujotaka (blogėja kraujo pasiskirstymas). Dėl kraujagyslinės stazės vystosi acidozė ir hipoksija, kuri gali daryti įtaką kaule vykstantiems patologiniams procesams. Kol kas dar nėra tiksliai žinomos šios stazės priežastys, tačiau mokslininkai nustatė, kad pirminiu OA sergantys pacientai turi protrombinių sutrikimų, o tai gali rodyti hiperkoaguliacinę būklę su hipofibrinolize ir hiperlipidemija. BMR tyrime matomi kaulo pokyčiai yra aptarti šiame skyriuje vėliau.