Η αμινοξέωση είναι μια κατάσταση κατά την οποία υπάρχει υπερβολική ποσότητα αμινοξέων στα ούρα λόγω γενετικών ελαττωμάτων στις οδούς του μεταβολισμού των αμινοξέων. Μια ανεπάρκεια σε ένα ένζυμο που οδηγεί σε ελάττωμα του μεταβολισμού των αμινοξέων αναφέρεται ως πρωτοπαθής αμινοξέα. Τα ελαττώματα στους μοριακούς μεταφορείς που είναι υπεύθυνοι για τη μεταφορά και την απορρόφηση ενός αμινοξέος ταξινομούνται ως δευτερογενής αμινοξέα. Και οι δύο τύποι αμινοξέος μπορεί να κληρονομούνται, κυρίως σε αυτοσωματικό υπολειπόμενο πρότυπο, αλλά μερικοί μπορεί να αποκτηθούν δευτεροπαθώς σε διάφορες ασθένειες όπως ο υπερπαραθυρεοειδισμός, το πολλαπλό μυέλωμα, η οστεομαλακία, η ραχίτιδα και η ιογενής ηπατίτιδα.
Μερικά κοινά παραδείγματα κληρονομικής πρωτοπαθούς αμινοξέος είναι η κλασική φαινυλκετονουρία, η κλασική ομοκυστινουρία και η αλκαπτονουρία. Η κλασική φαινυλκετονουρία χαρακτηρίζεται από αυξημένη συγκέντρωση φαινυλαλανίνης και των παραπροϊόντων της στους ιστούς, το πλάσμα και τα ούρα λόγω ανεπάρκειας υδροξυλάσης φαινυλαλανίνης. Τα χαρακτηριστικά ευρήματα της κλασικής φαινυλκετονουρίας σε ένα παιδί χωρίς θεραπεία περιλαμβάνουν νοητική καθυστέρηση, αποτυχία επίτευξης πρώιμων αναπτυξιακών ορόσημων, μικροκεφαλία, υπομελάγχρωση δέρματος και μαλλιών, επιληπτικές κρίσεις, τρόμο, υπερκινητικότητα και αδυναμία ανάπτυξης. Η πρόληψη αυτών των ευρημάτων σε ένα παιδί μπορεί να γίνει με έγκαιρη διάγνωση και έναρξη διατροφικής θεραπείας πριν από την ηλικία των 3 εβδομάδων.
Η κλασική ομοκυστινουρία χαρακτηρίζεται από αυξημένη συγκέντρωση ομοκυστεΐνης και μεθειονίνης και μειωμένη συγκέντρωση κυστεΐνης στο πλάσμα και στα ούρα. Αυτό προκύπτει από μειωμένη δραστηριότητα της βήτα-συνθάσης της κυσταθειονίνης. Τα προσβεβλημένα άτομα παρουσιάζουν μετατόπιση οπτικών φακών γνωστών ως εκτοπία φακής, νοητική υστέρηση, σκελετικές ανωμαλίες, οστεοπόρωση και πρόωρη αρτηριακή νόσο. Η θεραπεία συνίσταται σε διατροφικό περιορισμό πρωτεΐνης και μεθειονίνης και συμπλήρωμα με βιταμίνες Β6, Β12 και φυλλικό οξύ.
Η αλκαπτονουρία χαρακτηρίζεται από αυξημένη συγκέντρωση ομογεντισικού οξέος στα ούρα και τους συνδετικούς ιστούς λόγω ανεπάρκειας της οξειδάσης του ομογεντισικού οξέος. Τα προσβεβλημένα άτομα είναι γενικά ασυμπτωματικά μέχρι τα 30 ή τα 40 τους. Τα τρία χαρακτηριστικά συμπτώματα της αλκαπτονουρίας είναι η παρουσία σκουρόχρωμων ούρων, αρθρίτιδας μεγάλων αρθρώσεων και σκουρόχρωμα αυτιά και άλλοι χόνδροι και κολλαγόνοι ιστοί. Η πρόληψη των μακροχρόνιων επιπλοκών μπορεί να γίνει μέσω περιορισμού της πρωτεϊνικής δίαιτας, ιδιαίτερα σε φαινυλαλανίνη και τυροσίνη, μαζί με τη χρήση του φαρμάκου νιτιζόνη.
Μερικά κοινά παραδείγματα κληρονομικής δευτερογενούς αμινοξέος είναι η κυστινουρία, η διβασική αμινοξέα και η νόσος Hartnup. Η κυστινουρία, λόγω ελαττώματος μεταφορέα στο νεφρό και το λεπτό έντερο, χαρακτηρίζεται από μειωμένη επαναρρόφηση και υπερβολική απέκκριση των διβασικών αμινοξέων κυστίνη, αργινίνη, λυσίνη και ορνιθίνη στα ούρα. Η κακή διαλυτότητα της κυστίνης προδιαθέτει στο σχηματισμό λίθων στα νεφρά, στον ουρητήρα και στην ουροδόχο κύστη, που μπορεί να οδηγήσουν σε νεφρική ανεπάρκεια. Ο στόχος της θεραπείας είναι να αποτραπεί ο σχηματισμός λίθων με ισόβια αλκαλική διούρηση. Ανάλογα με την παρουσίαση των προσβεβλημένων ατόμων, μπορεί να εξεταστεί η χρήση πενικιλλαμίνης και τιοπρονίνης, λιθοτριψίας κρουστικών κυμάτων, ουρητηροσκόπησης, διαδερμικής νεφρολιθοτομής ή ανοικτής ουρολογικής χειρουργικής.
Η διβασική αμινοξέα χαρακτηρίζεται από ένα εκλεκτικό ελάττωμα στην επαναρρόφηση της αργινίνης, της λυσίνης και της ορνιθίνης. Τα προσβεβλημένα άτομα μπορεί να παρουσιάσουν διογκωμένο ήπαρ, δυσανεξία σε πρωτεΐνες, υπεραμμωναιμία, έκπτωση της νεφρικής λειτουργίας, σοβαρή οστεοπόρωση ή δομικές αλλαγές στους πνεύμονες. Η θεραπεία συνίσταται σε περιορισμό της πρωτεϊνικής δίαιτας και συμπλήρωμα κιτρουλίνης.
Η νόσος Hartnup χαρακτηρίζεται από ποικίλες νευρολογικές εκδηλώσεις, όπως παρεγκεφαλιδική αταξία ή παραλήρημα, που συνοδεύεται από δερματικές βλάβες που μοιάζουν με πελλάγρα. Αυτό οφείλεται σε ελάττωμα ενός μεταφορέα που εντοπίζεται στα νεφρά και τα έντερα, με αποτέλεσμα αυξημένη απέκκριση στα ούρα αλανίνης, θρεονίνης, λευκίνης, ισολευκίνης, ασπαραγίνης, γλουταμίνης, ιστιδίνης, σερίνης, τυροσίνης, βαλίνης, τρυπτοφάνης και φαινυλαλανίνης. Η θεραπεία περιλαμβάνει δίαιτα πλούσια σε πρωτεΐνες και συμπληρώματα νικοτιναμίδης.