El síndrome del pañal azul es un trastorno raro heredado como rasgo autosómico recesivo, aunque la herencia recesiva ligada al cromosoma X no se ha descartado por completo. Las enfermedades genéticas están determinadas por dos genes, uno recibido del padre y otro de la madre.
Los trastornos genéticos recesivos ocurren cuando un individuo hereda el mismo gen anormal para el mismo rasgo de cada padre. Si una persona recibe un gen normal y un gen para la enfermedad, la persona será portadora de la enfermedad, pero por lo general no mostrará síntomas. El riesgo de que dos padres portadores transmitan el gen defectuoso y, por lo tanto, tengan un hijo afectado es del 25% con cada embarazo. El riesgo de tener un hijo portador como los padres es del 50% con cada embarazo. La probabilidad de que un niño reciba genes normales de ambos padres y sea genéticamente normal para ese rasgo en particular es del 25%.
Los trastornos genéticos recesivos ligados al cromosoma X son afecciones causadas por un gen anormal en el cromosoma X. Las mujeres tienen dos cromosomas X, pero uno de los cromosomas X está «apagado» y todos los genes de ese cromosoma están inactivados. Las mujeres que tienen un gen de enfermedad presente en uno de sus cromosomas X son portadoras de ese trastorno. Por lo general, las mujeres portadoras no presentan síntomas del trastorno porque lo que se «apaga»suele ser el cromosoma X con el gen anormal. Los hombres tienen un cromosoma X y, si heredan un cromosoma X que contiene un gen de la enfermedad, desarrollarán la enfermedad. Los hombres con trastornos vinculados al cromosoma X transmiten el gen de la enfermedad a todas sus hijas, que serán portadoras. Los hombres no pueden transmitir un gen ligado al cromosoma X a sus hijos porque los hombres siempre pasan su cromosoma Y en lugar de su cromosoma X a los hijos varones. Las mujeres portadoras de un trastorno ligado al cromosoma X tienen un 25% de probabilidades con cada embarazo de tener una hija portadora como ellas, un 25% de probabilidades de tener una hija no portadora, un 25% de tener un hijo afectado por la enfermedad y un 25% de probabilidades de tener un hijo no afectado.
Los síntomas, como las manchas azules de orina en los pañales, se desarrollan debido a la descomposición intestinal de cantidades excesivas de triptófano y la acumulación de indicanos y compuestos relacionados (p. ej., indigotina) en la orina (indicanuria). Cuando el triptófano es degradado por las bacterias intestinales, se convierte en un compuesto orgánico llamado indol. El indol se absorbe y se descompone en otro compuesto orgánico llamado indicano. Cuando se expone al aire, el indicano se convierte en colorante azul índigo que le da a la orina un color azul distintivo. Aunque la naturaleza exacta del defecto bioquímico sigue siendo incierta, se cree que está relacionada con un defecto en la absorción intestinal y el transporte del triptófano.