一、发病原因
人每天进食，摄入蛋白质，在肠道中经消化分解可产生一定量的氨类。氨过量具毒性，对人体有害，但经肝脏尿素合成酶作用后合成尿素后排出体外。本病由于尿素循环中某种酶缺陷所致的先天性代谢异常，致血氨增高，造成神经系统功能损害，临床症状多为呕吐、嗜睡、激惹、昏迷等。
二、发病机制
1.尿素循环中的六种酶
氨是体液的正常成分，来源有体内氨基酸分解而产生的氨，以及由肠管吸收的氨。过量的氨具有神经毒性。人体对氨的主要解毒方式是在肝内将氨合成尿素，再随尿排出。合成尿素的代谢途径称为尿素循环(urea cycle)。通过尿素循环和其他解毒方式，血氨得以维持于正常水平，一般为27～82μmol/L(50～130μg/dl)。尿素循环必须有6种酶的参与：
(1)氨甲酰磷酸合成酶(carbamyl phosphate synthetase，CPS)：
形成氨甲酰磷酸。首先，在线粒体内，由ATP供给必要能量，氨与CO2在氨甲酰磷酸合成酶和变构激活因子N-乙酰谷氨酸的作用下形成氨甲酰磷酸。利于鸟氨酸循环的启动。细胞液中则由谷氨酰氨与二氧化碳在ATP供能时合成氨甲酰磷酸以启动嘧啶核苷酸的合成。
(2)鸟氨酸氨甲酰基转移酶(ornithine transcarbamoylase，OTC)：
合成瓜氨酸。氨甲酰磷酸在鸟氨酸氨甲酰基转移酶的作用下与鸟氨酸缩合成瓜氨酸，瓜氨酸是不存在于蛋白质中的L-α-氨基酸，是动物体内氨基酸代谢尿素循环的中间产物。然后通过线粒体膜进入细胞质。
(3)精氨酰琥珀酸合成酶(argininosuccinate synthetase，AS)：
形成精氨酰琥珀酸。在细胞质中，瓜氨酸和天冬氨酸经由精氨酰琥珀酸合成酶的作用形成精氨酰琥珀酸。
(4)精氨酰琥珀酸裂解酶(argininosuccinase，AL)：
分解成为精氨酸和延胡索酸。精氨酰琥珀酸由精氨酰琥珀酸裂解酶分解成为精氨酸和延胡索酸。
(5)精氨酸酶(arginase，ARG)：
分解成鸟氨酸和无毒尿素。然后，精氨酸酶(arginase，ARG)将精氨酸分解成鸟氨酸和无毒尿素，前者又被转化为瓜氨酸，后者由肾排出。
(6)N-乙酰谷氨酸合成酶(N-acetylglutamate synthetase，NAGS)：
尿素循环所需的N-乙酰谷氨酸(NAG)系由谷氨酸和乙酰辅酶A经过N-乙酰谷氨酸合成酶(N-acetylglutamate synthetase，NAGS)催化而成。
2.酶缺陷
当该循环中某一种酶有先天性缺陷时，由氨合成尿素的过程发生障碍，游离的氨蓄积体内，形成高氨血症，临床上表现为严重的中枢神经毒性，脑功能障碍。
