Autosomal recessiv medfødt methemoglobinemia er forårsaket av mutasjoner i CYB5R3 genet. Dette genet gir instruksjon for å lage et enzym kalt cytokrom b5 reduktase 3. Dette enzymet er involvert i overføring av negativt ladde partikler som kalles elektroner fra ett molekyl til et annet. To versjoner (isoforms) av dette enzymet er produsert fra CYB5R3 genet., Løselig isoformen er bare til stede i de røde blodcellene, og membran-bundet isoformen er funnet i alle andre celletyper.
Hver hemoglobin-molekylet inneholder fire strykejern atomer, som er nødvendig for å frakte oksygen. I normale røde blodceller, jern i hemoglobin er jern (Fe2+), men det kan bli spontant jern – (Fe3+). Når hemoglobin inneholder jern-strykejern, det er methemoglobin. Løselig isoformen av cytokrom b5 reduktase 3 endringer jern-strykejern tilbake til jernholdige strykejern så hemoglobin kan levere oksygen til vevene. Normalt, røde blod celler inneholder mindre enn 2 prosent methemoglobin.,
membran-bundet isoformen er mye brukt i kroppen. Dette isoformen er nødvendig for mange kjemiske reaksjoner, inkludert sammenbrudd og dannelse av fettsyrer, dannelse av kolesterol, og fordelingen av ulike molekyler og narkotika.
CYB5R3 genmutasjoner som forårsaker autosomal recessiv medfødt methemoglobinemia skriver jeg vanligvis redusere enzym aktivitet eller stabilitet. Som et resultat, enzymet kan ikke effektivt endre jern-jern for å jernholdige strykejern, fører til en 10 til 50 prosent økning i methemoglobin i røde blodceller., Denne økningen i methemoglobin og tilsvarende nedgang i normal hemoglobin reduserer mengden av oksygen leveres til vev. Endret enzymaktivitet påvirker bare røde blod celler fordi andre celler kan kompensere for en nedgang i enzymaktivitet, men røde blodlegemer ikke.
Mutasjoner som forårsaker autosomal recessiv medfødt methemoglobinemia type II vanligvis resultere i et fullstendig tap av enzymaktivitet. Cellene kan ikke kompensere for en fullstendig tap av dette enzymet, noe som resulterer i en 10 70 prosent økning i methemoglobin i røde blodceller., Denne økningen i methemoglobin og tilsvarende nedgang i normal hemoglobin fører til cyanose. Mangel på enzymet aktivitet i andre celler fører til nevrologiske funksjoner assosiert med type II. Forskere mistenker at nevrologiske problemer er forårsaket av nedsatt fettsyrer og kolesterol dannelse, noe som reduserer produksjonen av et fettholdig stoff som kalles myelin. Myelin
isolerer nerveceller og fremmer rask overføring av nerveimpulser., Dette har redusert evne til å danne myelin (hypomyelination) fører til et tap av nerveceller, spesielt i hjernen. Tap av disse cellene trolig bidrar til encefalopati og bevegelsesforstyrrelser karakteristisk for autosomal recessiv medfødt methemoglobinemia type II.