赖氨酸（Lysine）是身体必需的双碱性氨基酸，有其独特的分解代谢途径。先与α-酮戊二酸缩合成为酵母氨酸。酵母氨酸通过一系列反应分解成乙酰乙酸。α-酮戊二酸还原酶和酵母氨酸脱氢酶在赖氨酸分解过程中起作用。它们为一个蛋白复合物的部分可由单一基因所调控。在赖氨酸分解代谢的次要途径中转氨基过渡为第一步并产生哌可酸（pipecolic acid），而此途径在脑中最为活跃。
高赖氨酸血症可伴有高氧血症。家族性持续性高赖氨酸血症可能属常染色体隐性遗传性疾病，可能与复合的赖氨酸酮戊二酸还原酶/酵母氨酸脱氢酶系缺陷有关。临床表现为严重智力和躯体发育延迟、关节松弛、抽筋，但也可完全正常。高赖氨酸血症未必能引起临床症状，实验室多数患者查及高赖氨酸血症，酵母氨酸血症合并有赖氨酸尿或酵母氨酸尿症者尚可查及高瓜氨酸和高精氨酸。关于是否需要治疗高赖氨酸血症患者尚有争论。
周期性高赖氨酸血症伴高氨血症可发生在新生儿时期，高蛋白可促发此症而低蛋白则可使其转为正常，发作时可有血浆精氨酸或瓜氨酸水平增高，尿素循环中可有精氨酸琥珀酸合酶缺陷。伴有血浆赖氨酸增高。
α-氨基脂酸血症可能与α-氨基脂酸转变为α-酮脂酸缺陷有关。α-酮脂酸血症与血浆和尿中α-酮脂酸水平增高有关。α-酮脂酸脱羧后转变为戊二酸有缺陷。但也有生长缺陷而无智力迟钝者。
1型戊二酸尿症为常染色体隐性遗传病，可因缺少戊二酰辅酶A脱氢酶所致。此酶基因位于19号染色体的短臂。临床表现：受累患者在2岁前生长可正常，疾病的主要特点为进行性肌张力异常、舞蹈手足徐动症、抽搐、全身性僵直、角弓反张和肌张力异常。急性发作时可有呕吐、酮症、抽搐、昏迷、肝大、高氨血症、血清转氨酶增高，类似Reye综合征，多于出生后10年内死亡，有的患者智力可保持相对正常。实验室检查可有轻度到中度代谢性酸中毒、低血糖、血氨和转氨酶增高。血尿中戊二酸增高，尿中还查及3-羟戊二酸，血浆氨基酸水平正常。发作间期可无实验室检查异常改变。在肌张力异常和舞蹈手足徐动症患儿应测定白细胞或成纤维细胞中戊二酸辅酶A脱氢酶的活性。治疗采用低蛋白饮食，尤其限制赖氨酸和色氨酸，给予大剂量核黄素200～300mg/ml，可见戊二酸水平明显降低，但临床变化不定，有些患儿在给予γ-氨基乙酸类同物（baclofen）和丙戊酸后可好转。
哌可酸血症（pipecolic acidemia）见于过氧化物小体缺陷者，包括Zell-weger综合征、新生儿脑白质肾上腺萎缩症和婴儿Refsum症。哌可酸血症见于持续性高赖氨酸血症患者。
赖氨酸尿蛋白耐量减退症（家族性蛋白耐量减退症）多见于芬兰人，乃因赖氨酸、鸟氨酸和精氨酸在肾和肠中转运缺陷，尿中无胱氨酸排泄增加，临床表现为拒食、生长障碍、肌张力低下、反复发作的呕吐和腹泻。可有多系统疾病。因乳汁中蛋白量低，喂奶时期婴儿生长正常。给予高蛋白食物后则有高氨血症发作而出现昏迷、轻、中度肝脾大、毛发稀少变脆，可有骨质疏松、慢性间质性肺病伴有呼吸困难和杵状指。给予低蛋白饮食、苯甲酸钠和泼尼松后可见高氨血症和肺疾病好转。患者智力可发育正常，但中度智力发育延迟见于大约20%患者中。实验室的高氨血症仅见于给予高蛋白饮食之后，空腹血氨浓度正常，尿乳清酸增高，血浆赖氨酸、精氨酸和鸟氨酸轻度降低，但尿中排出增加，尤其是赖氨酸。高氨血症机制尚不清楚，可能与鸟氨酸和精氨酸缺陷所致。血浆丙氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸和瓜氨酸一般增加，这些异常可继发于高氨血症。可有轻度贫血、铁蛋白增高、乳酸脱氢酶增高，甲状腺结合球蛋白可增高。转运缺陷见于肠细胞和肾小管上皮的基底外侧（背管腔侧），不能让阳离子型氨基酸通过，因而赖氨酸以二肽形成通过管腔侧浆膜而水解成游离赖氨酸再反向弥散到管腔中去。治疗宜用低蛋白饮食，1.0～1.5g/（kg·d），瓜氨酸1～4mmol/（kg·d），可使临床和生化好转。高氨血症发作应予立即处理，对于急性间质性肺病，可采取大剂量泼尼松和支气管肺泡灌洗术而收效。
