Il deficit di GAA causa l'accumulo di glicogeno come materiale non metabolizzato all'interno dei lisosomi e, nelle fasi più avanzate della patologia, a livello citoplasmatico.Nei bambini affetti da malattia di Pompe, tramite microscopia e analisi biochimica sono stati evidenziati elevati accumuli di glicogeno soprattutto a livello del fegato (fino a tre volte il valore normale), del cuore e del muscolo scheletrico (sino a dieci volte il valore normale). All'esame autoptico, l'organo con le alterazioni più evidenti risulta essere il cuore, le dimensioni possono triple rispetto alla norma e il cui endocardio può presentare una degenerazione fibroelastotica. Un eccesso di materiale non degradato è stato riscontrato anche in altri tessuti: endotelio dei tubuli renali, cellule muscolari lisce, endotelio vascolare, cute e occhio (in rare cellule pigmentate di iride e retina). Per quanto riguarda il sistema nervoso, sono colpite sia le cellule della glia (oligodendrociti, astrociti) sia i neuroni, in particolare a livello dei nuclei motori del tronco encefalico e le corna anteriori del midollo spinale. La presenza di queste alterazioni, a livello del tessuto nervoso, conforta l'ipotesi di una componente neurogena nella disfunzione del muscolo scheletrico. Nel sistema nervoso periferico si può avere accumulo nelle cellule di Schwann 28 .Nei soggetti affetti dalla forma ad insorgenza in età adulta le alterazioni sono minime o assenti in tutti i tessuti, eccezion fatta per il muscolo scheletrico.L"autopsia effettuata su alcuni pazienti ha rilevato la presenza di numerosi aneurismi dei piccoli vasi cerebrali e cerebellari, in relazione all" accumulo di glicogeno e alla degenerazione vacuolare delle pareti arteriolari 114 . La valutazione al microscopio elettronico evidenzia la presenza di glicogeno all'interno dei lisosomi e libero nel citoplasma, nell'intima dei grossi vasi arteriosi e nei periciti delle arteriole e dei capillari; queste lesioni appaiono associate a grave danno tissutale e necrosi 108 . Pertanto, in taluni casi la forma ad insorgenza tardiva può manifestarsi con un corredo sintomatologico indice di sofferenza vasculopatica Sono state descritte tre forme alleliche alternative, presenti nella popolazione generale, identificate con GAA1, GAA2 e GAA4. L'alloenzima GAA2 determina la sintesi di un enzima con una ridotta affinità per i polimeri del glucoso ad alto peso molecolare, compreso il glicogeno; tuttavia, l'aplotipo GAA2/GAA2 non causa evidenti effetti deleteri 57 .Le mutazioni sono state nella maggior parte identificate in singoli pazienti; alcune risultano però più comuni nella popolazione generale o in precisi gruppi etnici.La più frequente nella popolazione occidentale (pazienti caucasici con la forma ad insorgenza in età adulta) è una sostituzione di una timina con una guanina a livello del primo introne (IVS1-32-13T>G), con una frequenza allelica da 0.46 a 0.67. Questa mutazione dà luogo sia a trascritti presentanti una delezione nel primo esone codificante, sia a una piccola quota di mRNA normale. 58  Pertanto, il deficit di maltasi acida può derivare da diversi meccanismi: Una possibile spiegazione di queste discrepanze può essere la considerazione dell"impatto che fattori quali il mosaicismo somatico, la presenza di una seconda mutazione, l'interazione con altri geni, lo stile di vita, la dieta, l'attività fisica intrapresa hanno sul fenotipo.Occorre in particolare tenere in considerazione la possibilità di mutazioni de novo, in quanto, sebbene si tratti di un evento piuttosto raro nelle malattie a trasmissione autosomica recessiva, ne sono stati riportati alcuni casi. Quando queste si formano durante l'embriogenesi, si determina un mosaicismo somatico che può essere la causa di manifestazioni cliniche ad insorgenza più tardiva rispetto a quanto atteso dall'analisi degli alleli mutati 66 .È importante sottolineare che le incongruenze genotipo-fenotipo sono estremamente più comuni nelle forme più lievi della patologia. Nella forma rapidamente progressiva, la mutazione è incompatibile con la produzione di enzima attivo; in questa situazione i prodotti di altri geni o fattori di tipo ambientale non possono modulare in alcun modo la gravità della malattia.Differente è il discorso per le forme più lievi, in cui una piccola percentuale di enzima efficiente è presente e per questo l'entità del danno tissutale può dipendere da un numero maggiore di elementi 65 .Studi clinici compiuti valutando l"attività di GAA su colture di fibroblasti hanno dimostrato come questa sia in grado di differenziare bene le forme ad esordio infantile rispetto a quelle late-onset, soprattutto utilizzando come substrato il glicogeno anziché il 4-metilumbelliferil-alfa-glucopiranoside. Tuttavia questa metodica presenta un elevato grado di sovrapposizione a livello dell"attività misurata nelle forme infantili e adulte 118,91 .Negli ultimi decenni, studi di biologia molecolare ed analisi biochimica hanno permesso di comprendere diversi aspetti della sintesi e maturazione dell'enzima, compresa una più precisa definizione dei processi proteolitici e delle sedi di glicosilazione e fosforilazione.Studiando la sequenza aminoacidica dell"enzima, sono state riscontrate numerose omologie con altri enzimi, come l'isomaltasi umana e la sucrasi-isomaltasi murina rivelandone una possibile origine comune ancestrale.Il precursore dell"enzima è costituito da una proteina non glicosilata di 952 aminoacidi, avente una dimensione di 105.37 kDa 68, contenente all"estremità Nterminale una sequenza aminoacidica segnale necessaria per la traslocazione cotraduzionale all'interno del reticolo endoplasmatico (ER); la sequenza segnale viene, poi, clivata all'interno del reticolo endoplasmatico stesso.Successivamente, avviene il processo di glicosilazione in sette sedi specifiche, con inserzione, tramite legame N-glucosidico, di catene oligosaccaridiche complesse ad alta concentrazione di mannoso, poi fosforilate ad opera di enzimi specifici.La maggior parte della proteina viene trasportata all'interno del compartimento Una piccola parte del precursore proteico (circa il 10%) sfugge alla via lisosomiale e viene secreta nel compartimento extracellulare; grazie alla via recettoriale del M6P, esso è rapidamente riassorbito da diversi tipi di cellule e reinviato ai lisosomi. La scoperta di questo meccanismo secretivo ha fornito le basi molecolari per la terapia di sostituzione enzimatica 56Esistono diversi isoenzimi dell'alfa-glucosidasi acida, codificati su loci genici differenti. Questi vengono tradizionalmente divisi in due gruppi: il primo include molecole apparentemente ubiquitarie, la α-glucosidasi neutra C (GANC) e la glucosidasi II; il secondo invece comprende enzimi con un'espressione tissutale limitata, quali la sucrasi-isomaltasi (intestino), maltasi-glucoamilasi (intestino, rene, leucociti polimorfonucleati) 32 .Sebbene questi isoenzimi differiscano dalla maltasi acida per alcuni aspetti, quali il pH ottimale, la distribuzione tissutale e i substrati specifici, essi possono interferire nella misurazione dell'attività della GAA su sangue periferico. In molte determinazioni, infatti, per ovviare a questo inconveniente la misurazione dell"attività enzimatica avviene a due distinti valori di pH; il rapporto dei valori così ottenuti fornisce un indice dell"attività realmente attribuibile alla GAA lisosomiale.