卟啉病是由于血红素生物合成途径中的酶缺乏引起的一组疾病。

　　卟啉或其前体[如δ-氨基-r-酮戊酸（ALA）和胆色素原（PBG）]生成，浓度异常升高，并在组织中蓄积，由尿和粪中排出。临床表现主要累及神经系统和皮肤。

　　血红素生物合成途径

　　血红素，一种含铁的色素，参与血红蛋白的组成，存在于机体内所有组织。

　　不同的酶参与8步合成步骤，第1个酶和最后3个酶存在于线粒体中，而中间步骤中的酶存在于胞液中。

　　1.ALA合成酶，是血红素生物合成途径的第一个酶，它催化甘氨酸和琥珀酰辅酶A聚合成ALA.该酶积聚在线粒体的内膜且需要5′-磷酸吡哆醛作为辅酶，不同的基因把红细胞和非红细胞的ALA合成酶进行编码。

　　2.ALA脱水酶，存在于胞液中，它使2分子的ALA脱去2分子的水而合成单吡咯——PBG.铅抑制ALA脱水酶，是由于它取代了酶中的锌（酶活性所必需的金属）。琥珀酰丙酮是一种ALA的结构类似物，它是最强的酶抑制剂，医学教育网，收集。整理可见于遗传性酪氨酸血症病人的尿和血中。

　　3.PBG脱氨酶催化4分子PBG聚合产生线性四吡咯，即HMB.有两个PBG脱氨酶的同功酶：一个只存在于红细胞中，而另一个则存在于非红细胞中。这两种PBG脱氨酶的同功酶是由不同的信使RNAs（mRNAs）进行编码，这些mRNAs是由一个单基因通过交替的转录和嫁接而被转录。

　　4.尿卟啉原Ⅲ聚合酶催化HMB形成尿卟啉原Ⅲ，这涉及分子内重排和影响D环的定向大环闭合形成尿卟啉原Ⅲ。当该酶缺乏时，HMB则自发环化，没有反向的D环，而形成尿卟啉原Ⅰ。

　　5.胞液中，尿卟啉原脱羧酶催化尿卟啉（8个羧基的卟啉）中羧甲基侧链的4个羧基连续脱去产生7个羧基卟啉，6个羧基卟啉，5个羧基卟啉，最后形成粪卟啉原Ⅲ（一个4个羧基的卟啉）。此酶也能催化尿卟啉原Ⅰ形成粪卟啉原Ⅰ。

　　6.哺乳动物细胞中的粪卟啉原氧化酶是一种线粒体酶，它催化粪卟啉原Ⅲ的吡咯环A和B上的丙基脱去羧基和2个氢成为这些位置上的乙烯基而形成原卟啉原。这种酶不能代谢粪卟啉原Ⅰ。

　　7.原卟啉原Ⅸ氧化为原卟啉Ⅸ是由原卟啉原氧化酶起中介作用，该酶催化原卟啉原Ⅸ中心脱去6个氢原子。

　　8.亚铁螯合酶，催化铁嵌入原卟啉，是血红素生物合成的最后一步。该酶并非对铁有特异性，它也能催化一些其他金属的嵌入例如锌。

　　代谢途径的中间体仅存在于细胞内，正常排泄的量很少。他们的分子大小，溶解度和其他的性质相互间差异很大。ALA，PBG和卟啉原是无色和无荧光的。原卟啉，最后的中间体，唯一被氧化的卟啉。氧化的卟啉受到长波紫外线照射时呈红色荧光。漏到细胞外液的卟啉原自动氧化为卟啉而排泄。然而，一定量的未氧化的粪卟啉原可能排泄在尿中。ALA，PBG，尿卟啉，7羧基，6羧基和5羧基的卟啉是水溶性的，大部分排泄在尿中。粪卟啉（一个4羧基卟啉）是排泄在尿和胆汁中。硬卟啉（一种3羧基卟啉）和原卟啉（一种2羧基卟啉）很难溶解于水中，而不能由肾脏排泄。它们出现在血浆中，被肝脏摄取，然后排泄在胆汁和粪中，它们也可积聚在骨髓。

　　血红素合成的控制

　　血红素合成最多在骨髓，在那里血红素和有氧转输功能的血红蛋白结合，而在肝脏，则多数和细胞色素结合，它是电子转输蛋白。在肝脏大多数细胞色素是细胞色素P-450酶，它代谢药物和许多其他外源的和内源的化学品。

　　血红素生物合成在肝脏和骨髓的调控机制是不同的。在肝脏血红素合成是限速的，它受到第一个酶，ALA合成速度的控制。正常肝细胞中酶活性十分缓慢，在肝脏为应答各种化学疗法而需要制造更多的血红素时，酶的浓度显著地上升。酶的合成也受细胞内血红素量的反馈控制，当游离的血红素浓度高时，合成就降低。某些药物和激素诱导肝细胞制造更多的ALA合成酶，血红素及细胞色素P-450.