Механизм неврологических нарушений, лежащий в основе острого приступа порфирии, остается неизвестным. Причиной могут быть несколько факторов. Исседования на трансгенных мышах с дефицитом дезаминазы порфобилиногена могут помочь в понимании этих процессов.

Ее содержание в крови и моче увеличивается при приступе любой острой порфирии и остается нормальным при порфирии без неврологических проявлений, Также значительное повышение концентрации 5-аминолевулиновой кислоты отмечают при наследственной тирозинемии и свинцовой интоксикации, которые сопровождаются такими же неврологическими нарушениями, что и острые порфирии.

5-Аминолевулиновая кислота структурно похожа на у-аминомасляную кислоту — основной тормозящий нейромедиатор центральной нервной системы; некоторые симптомы острого приступа можно объяснить взаимодействием 5-аминолевулиновой кислоты с данными рецепторами. В процессе опытов на животных внутривенное введение 5-аминолевулиновой кислоты приводило к токсическому поражению нервной системы, в больших количествах 5-аминолевулиновая кислота подавляет Na,К- зависимую АТФазу нервной системы и приводит к нарушению мембранного градиента анионов.

Хотя разумно предположить, что основное токсическое действие на нервную систему оказывает 5-аминолекулиновая кислота, тяжесть приступа не полностью коррелирует с концентрацией 5-аминолевулиновой кислоты в сыворотке и в моче. Более того, высокое содержание 5-аминолевулиновой кислоты в сыворотке и моче обнаруживают у пациентов и без явных неврологических нарушений. Также во время острого приступа в спинномозговой жидкости 5-аминолевулиновая кислота может отсутствовать, хотя важность этого наблюдения сомнительна, так как концентрация 5-аминолевулиновой кислоты в спинномозговой жидкости не соответствует ее внутриклеточной концентрации. Многие из вышеупомянутых эффектов 5-аминолевулиновой кислоты развиваются в концентрациях, которые вряд ли равны ее концентрации в тканях во время приступа порфирии.

Другая возможная причина неврологических нарушений — это нарушение синтеза гема. В результате может снижаться количество внутриклеточных гемопротеинов, что, в свою очередь, приводит к подавлению клеточного дыхания в нервной ткани. Нарушение работы печени также может быть следствием нарушения синтеза гема. Дефицит в печени пирролазы триптофана, катализирующей первый этап разрушения триптофана, может приводить к увеличению количества 5-гидрокситриптофана, У некоторых пациентов с острой порфирией наблюдали увеличение образования серотонина. Уменьшение синтеза гема у мышей с дефицитом дезаминазы порфобилиногена вызывало характерный недостаток гемопротеинов цитохрома Р450 2А5.

Данные, полученные при вскрытии, отличаются в зависимости от длительности приступа. Если приступ был коротким, значительного повреждения нервной системы нет. При увеличении продолжительности приступа развивается повреждение аксонов и, наконец, демиелинизация вегетативных, двигательных и чувствительных нервов, Это соответствует наблюдениям, что раннее лечение способствует полному и быстрому выздоровлению. При появлении паралича выздоровление зависит от регенерации аксонов. Проксимальные группы мышц восстанавливаются раньше, чем дистальные, которые иннервируются более длинными аксонами. У мышей с дефицитом дезаминазы порфобилиногена прогрессивная двигательная невропатия развивается при нормальной или минимально повышенной концентрации 5-аминолевулиновой кислоты. Эти данные больше всего согласуются с дисфункцией гемопротеинов, которые вызывают невропатию при порфирии.