Autosomale recessive arvelige methemoglobinemia er forårsaget af mutationer i CYB5R3 gen. Dette gen giver instruktion til fremstilling af et en .ym kaldet cytokrom b5-reduktase 3. Dette en .ym er involveret i overførsel af negativt ladede partikler kaldet elektroner fra et molekyle til et andet. To versioner (isoformer) af dette en .ym fremstilles fra CYB5R3-genet., Den opløselige isoform er kun til stede i røde blodlegemer, og den membranbundne isoform findes i alle andre celletyper.
hvert hæmoglobinmolekyle indeholder fire jernatomer, som er nødvendige for at transportere ilt. I normale røde blodlegemer er jernet i hæmoglobin jernholdigt (Fe2+), men det kan spontant blive Ferri (Fe3+). Når hæmoglobin indeholder jernjern, er det methemoglobin. Den opløselige isoform af cytokrom b5-reduktase 3 ændrer jernjern tilbage til jernholdigt jern, så hæmoglobin kan levere ilt til væv. Normalt indeholder røde blodlegemer mindre end 2 procent methemoglobin.,
den membranbundne isoform anvendes i vid udstrækning i kroppen. Denne isoform er nødvendig for mange kemiske reaktioner, herunder nedbrydning og dannelse af fedtsyrer, dannelse af kolesterol og nedbrydning af forskellige molekyler og lægemidler.
CYB5R3 genmutationer, der forårsager autosomal recessiv medfødt methemoglobinæmi type i reducerer typisk en .ymaktivitet eller stabilitet. Som et resultat kan en .ymet ikke effektivt ændre jernjern til jernholdigt jern, hvilket fører til en stigning på 10 til 50 procent i methemoglobin i røde blodlegemer., Denne stigning i methemoglobin og det tilsvarende fald i normalt hæmoglobin reducerer mængden af ilt, der leveres til væv. Den ændrede en .ymaktivitet påvirker kun røde blodlegemer, fordi andre celler kan kompensere for et fald i en .ymaktiviteten, men røde blodlegemer kan ikke.
mutationer, der forårsager autosomal recessiv medfødt methemoglobinæmi type II, resulterer normalt i et fuldstændigt tab af en .ymaktivitet. Celler kan ikke kompensere for et fuldstændigt tab af dette en .ym, hvilket resulterer i en 10 til 70 procent stigning i methemoglobin i røde blodlegemer., Denne stigning i methemoglobin og det tilsvarende fald i normalt hæmoglobin fører til cyanose. Det manglende enzym aktivitet i andre celler, der fører til de neurologiske funktioner, der er forbundet med type II. Forskere har mistanke om, at den neurologiske problemer er forårsaget af nedsat fedtsyre og kolesterol formation, hvilket reducerer produktionen af et fedtholdigt stof, der kaldes myelin. Myelin
isolerer nerveceller og fremmer hurtig transmission af nerveimpulser., Denne reducerede evne til at danne myelin (hypomyelinering) fører til et tab af nerveceller, især i hjernen. Tabet af disse celler bidrager sandsynligvis til encefalopati og bevægelsesforstyrrelser, der er karakteristiske for autosomal recessiv medfødt methemoglobinæmi type II.