Phenylketonurie (PKU) ist eine Erbkrankheit, bei der der Körper Phenylalanin nicht abbauen kann, eine essentielle Aminosäure, die in eiweißhaltigen Lebensmitteln wie Käse, Fleisch und Milch vorkommt. Es gibt nicht viele verschiedene Ursachen für Phenylketonurie, da eine Erbkrankheit bedeutet, dass die Erkrankung in der Familie liegt. In diesem Sinne kann man sagen, dass eine der Ursachen der Phenylketonurie darin besteht, dass beide Elternteile der betroffenen Person das defekte Phenylalanin-Hydroxylase (PAH)-Gen in sich tragen und an ihr Kind weitergeben. Im Allgemeinen sind jedoch Mutationen im PAH-Gen die Ursachen der Phenylketonurie, wobei verschiedene Mutationen die Schwere der Erkrankung bestimmen.
Als autosomal-rezessiv vererbte Erkrankung tritt Phenylketonurie auf, wenn ein Kind ein defektes PAH-Gen von beiden Elternteilen erbt. Die Eltern des Betroffenen müssen nicht unbedingt an der Erkrankung leiden, da sie nur eine defekte Kopie des Gens tragen und nicht wie ihr Kind zwei. Eine Person, die das Gen trägt, aber die Störung nicht hat, wird als Träger bezeichnet. In den meisten Fällen geben Träger das Gen unwissentlich weiter. Dies liegt daran, dass Träger in der Regel keine Symptome der Erkrankung aufweisen und daher nicht erkennen, dass sie das defekte Gen tragen.
Obwohl Mutationen im PAH-Gen Ursachen der Phenylketonurie sind, sind unterschiedliche Ausprägungen dieser Mutationen für verschiedene Formen der Phenylketonurie verantwortlich. Um dies zu verstehen, ist es am besten, zuerst einige Hintergrundinformationen zur Störung selbst zu haben. Im Wesentlichen trägt das PAH-Gen Anweisungen, die es dem Körper ermöglichen, das Enzym Phenylalanin-Hydroxylase herzustellen, das für den Abbau von Phenylalanin und seine Umwandlung in andere Verbindungen verantwortlich ist. Mutationen im PAH-Gen können die Produktion dieses Enzyms reduzieren oder ganz stoppen, wodurch sich Phenylalanin im Körper in übermäßigen Mengen ansammeln kann. Der Aufbau dieser Aminosäure ist gefährlich, da sie das zentrale Nervensystem schädigen und zu Hirnschäden führen kann.
Leichte Formen der Erkrankung, wie die variante Phenylketonurie, treten auf, wenn die Genmutation noch eine gewisse Enzymaktivität im Körper ermöglicht, die effektiv zum Abbau von Phenylalanin beiträgt. Die schwerere Form, die klassische Phenylketonurie, tritt auf, wenn die Enzymaktivität fehlt oder so weit reduziert ist, dass der Aufbau der Aminosäure zugelassen wird. Während verschiedene Mutationen im PAH-Gen die Schwere der Erkrankung einer betroffenen Person bestimmen, wird angenommen, dass auch andere Gene eine Rolle bei der Schwere der Phenylketonurie spielen könnten, obwohl darüber nicht viel bekannt ist.