ilustrasi sindrom Fahr (common.wikimedia.org)
Sindrom Fahr disebabkan oleh mutasi pada salah satu dari beberapa gen. Gen yang paling sering bermutasi disebut SLC20A2, dan menyumbang sekitar 40 persen kasus, diikuti oleh gen PDGFRB, yang bermutasi pada sekitar 10 persen kasus, seperti dijelaskan dalam laman Health Jade.
Perubahan pada gen lain masing-masing bertanggung jawab atas persentase kecil kasus. Pada sekitar setengah dari individu dengan sindrom Fahr, penyebab genetiknya tidak diketahui. Orang-orang ini dianggap memiliki mutasi pada gen yang belum dikaitkan dengan kondisi tersebut.
Gen SLC20A2 memberikan instruksi untuk membuat protein yang disebut sodium-dependent phosphate transporter 2 (PiT-2). Protein ini sangat aktif dalam sel-sel saraf (neuron) di otak yang berperan besar dalam mengatur kadar fosfat (homeostasis fosfat) dengan mengangkut fosfat melintasi membran sel. Mutasi gen SLC20A2 menyebabkan produksi protein PiT-2 yang tidak dapat secara efektif mengangkut fosfat ke dalam sel. Akibatnya, kadar fosfat dalam aliran darah meningkat. Di otak, kelebihan fosfat bergabung dengan kalsium dan membentuk endapan di dalam pembuluh darah di otak.
Gen PDGFRB memberikan instruksi untuk membuat protein yang mengirimkan sinyal dari permukaan sel ke dalam sel. Sinyal-sinyal ini mengontrol berbagai proses sel. Mutasi gen PDGFRB menghasilkan protein dengan kemampuan pensinyalan yang terganggu. Namun, tidak jelas bagaimana mutasi menyebabkan sindrom Fahr. Pensinyalan yang berubah dapat mengakibatkan sejumlah besar kalsium yang tidak normal memasuki sel-sel yang melapisi pembuluh darah di otak, yang menyebabkan kalsifikasi pembuluh darah ini. Atau, perubahan pensinyalan PDGFRB dapat mengganggu proses yang mengatur kadar fosfat dan kalsium dalam sel otak, yang mengarah pada pembentukan endapan kalsium. Gen lain yang diketahui terkait dengan sindrom Fahr juga memiliki peran dalam pensinyalan sel dan homeostasis fosfat.
Para peneliti berpendapat bahwa endapan kalsium mengarah pada fitur sindrom Fahr dengan mengganggu hubungan antara ganglia basal dan area otak lainnya, terutama lobus frontal. Area di bagian depan otak ini terlibat dalam penalaran, perencanaan, penilaian, dan pemecahan masalah. Daerah otak yang mengatur perilaku sosial, suasana hati, dan motivasi juga dapat terpengaruh.
Penelitian telah menunjukkan bahwa orang dengan kalsifikasi yang signifikan cenderung memiliki lebih banyak tanda dan gejala sindrom Fahr daripada orang dengan sedikit atau tanpa kalsifikasi. Namun, asosiasi ini tidak berlaku untuk semua orang dengan sindrom Fahr.