la metahemoglobinemia congénita autosómica recesiva es causada por mutaciones en el gen CYB5R3. Este gen proporciona instrucciones para producir una enzima llamada citocromo B5 reductasa 3. Esta enzima está involucrada en la transferencia de partículas cargadas negativamente llamadas electrones de una molécula a otra. Dos versiones (isoformas) de esta enzima se producen a partir del gen CYB5R3., La isoforma soluble está presente solo en los glóbulos rojos, y la isoforma unida a la membrana se encuentra en todos los otros tipos de células.
cada molécula de hemoglobina contiene cuatro átomos de hierro, que son necesarios para transportar oxígeno. En los glóbulos rojos normales, el hierro en la hemoglobina es ferroso (Fe2+), pero puede convertirse espontáneamente en Férrico (Fe3+). Cuando la hemoglobina contiene hierro férrico, es metahemoglobina. La isoforma soluble de la citocromo B5 reductasa 3 Cambia el hierro férrico a hierro ferroso para que la hemoglobina pueda entregar oxígeno a los tejidos. Normalmente, los glóbulos rojos contienen menos de 2 por ciento de metahemoglobina.,
la isoforma unida a la membrana es ampliamente utilizada en el cuerpo. Esta isoforma es necesaria para muchas reacciones químicas, incluida la descomposición y formación de ácidos grasos, la formación de colesterol y la descomposición de varias moléculas y medicamentos.
Las mutaciones del gen CYB5R3 que causan metahemoglobinemia congénita autosómica recesiva tipo I típicamente reducen la actividad o estabilidad enzimática. Como resultado, la enzima no puede cambiar eficientemente el hierro férrico a hierro ferroso, lo que lleva a un aumento del 10 al 50 por ciento en la metahemoglobina dentro de los glóbulos rojos., Este aumento en la metahemoglobina y la disminución correspondiente en la hemoglobina normal reduce la cantidad de oxígeno entregado a los tejidos. La actividad enzimática alterada afecta solo a los glóbulos rojos porque otras células pueden compensar una disminución en la actividad enzimática, pero los glóbulos rojos no pueden.
Las mutaciones que causan metahemoglobinemia congénita autosómica recesiva tipo II generalmente resultan en una pérdida completa de la actividad enzimática. Las células no pueden compensar una pérdida completa de esta enzima, lo que resulta en un aumento de 10 a 70 por ciento en la metahemoglobina dentro de los glóbulos rojos., Este aumento en la metahemoglobina y la disminución correspondiente en la hemoglobina normal conduce a la cianosis. La falta de actividad enzimática en otras células conduce a las características neurológicas asociadas con el tipo II. Los investigadores sospechan que los problemas neurológicos son causados por la alteración de la formación de ácidos grasos y colesterol, lo que reduce la producción de una sustancia grasa llamada mielina. Mielina
aísla las células nerviosas y promueve la transmisión rápida de los impulsos nerviosos., Esta capacidad reducida para formar mielina (hipomielinización) conduce a una pérdida de células nerviosas, particularmente en el cerebro. La pérdida de estas células probablemente contribuye a la encefalopatía y trastornos del movimiento característicos de la metahemoglobinemia congénita autosómica recesiva tipo II.