Gen ATP1A2 nằm trên nhiễm sắc thể 1, cung cấp hướng dẫn tạo ra tiểu đơn vị alpha-2 của protein Na+/K+ ATPase.
Chức năng chính
Protein Na+/K+ ATPase sử dụng năng lượng từ phân tử ATP (adenosine triphosphate) để vận chuyển các nguyên tử ion tích điện vào và ra khỏi tế bào. Cụ thể, nó bơm ion natri (Na+) ra khỏi tế bào và nhận ion kali (K+) vào tế bào.
Protein Na+/K+ ATPase bao gồm tiểu đơn vị alpha-2, chúng hiện diện chủ yếu trong các tế bào thần kinh đệm. Thông qua hoạt động vận chuyển nguyên tử ion trong tế bào thần kinh đệm, protein Na+/K+ ATPase bảo vệ và duy trì tế bào thần kinh.
Thông thường, tế bào thần kinh giao tiếp với nhau thông qua chất dẫn truyền thần kinh. Cụ thể, tế bào thần kinh giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh, các chất này sẽ bám vào protein thụ thể trên bề mặt tế bào thần kinh lân cận để truyền tín hiệu. Sau khi hoàn thành quá trình truyền tín hiệu, chất dẫn truyền thần kinh tách khỏi thụ thể rồi được tế bào thần kinh đệm loại bỏ khỏi các khoảng trống giữa những tế bào thần kinh. Quá trình này được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo tín hiệu trong hệ thần kinh truyền đi chính xác.
Protein Na+/K+ ATPase điều chỉnh quá trình này bằng cách kích hoạt tế bào thần kinh đệm loại bỏ chất dẫn truyền thần kinh khỏi các khoảng trống giữa những tế bào thần kinh. Ngoài ra, protein Na+/K+ ATPase cũng loại bỏ ion kali dư thừa khỏi các khoảng trống này.
Đột biến gây bệnh
Liệt nửa người luân phiên trên trẻ em
Ít nhất một đột biến gen ATP1A2 gây ra liệt nửa người luân phiên trên trẻ em (alternating hemiplegia of childhood). Bệnh nhi bị liệt nửa người tạm thời và tình trạng này diễn ra tái phát. Trong một số đợt tái phát bệnh, trẻ có thể liệt luân phiên từ bên này sang bên kia hoặc liệt cả hai bên cơ thể cùng một lúc.
Đột biến gen ATP1A2 thay axit amin threonine bằng asparagine tại vị trí protein 378 (Thr378Asn). Do đó, protein giảm khả năng vận chuyển ion. Tuy nhiên, người ta chưa rõ đột biến này gây ra các dấu hiệu và triệu chứng của người bệnh như thế nào.
Đau nửa đầu liệt nửa người di truyền
Hơn 30 đột biến gen ATP1A2 gây ra đau nửa đầu liệt nửa người di truyền loại 2 (familial hemiplegic migraine type 2). Biểu hiện lâm sàng của người bệnh bao gồm các cơn đau nửa đầu và giai đoạn thoáng qua. Trong giai đoạn này, người bệnh sẽ có triệu chứng tê liệt tạm thời hoặc liệt nửa người xuất hiện trước khi cơn đau đầu chính xảy ra. Chúng thường hình thành trong vòng vài phút và kéo dài khoảng một giờ.
Đột biến gen ATP1A2 thay đổi trình tự axit amin trong protein Na+/K+ ATPase nên protein giảm khả năng vận chuyển ion. Do đó, số lượng ion kali vào và natri ra khỏi tế bào cũng giảm theo. Một số đột biến khác làm giảm số lượng protein tạo thành. Vì vậy, chất dẫn truyền thần kinh tồn tại trong khoảng trống giữa những tế bào thần kinh lâu hơn và hình thành các cơn đau đầu dữ dội.
Đau nửa đầu liệt nửa người không di truyền
Đột biến gen ATP1A2 cũng gây ra đau nửa đầu liệt nửa người không di truyền (sporadic hemiplegic migraine). Người bệnh có các triệu chứng tương tự như đau nửa đầu liệt nửa người di truyền được mô tả phía trên. Tuy nhiên, bệnh không di truyền và người bệnh không có tiền sử mắc bệnh trong gia đình.
Đột biến gen ATP1A2 thay đổi trình tự axit amin trong protein Na+/K+ ATPase. Cơ chế gây bệnh của chúng cũng tương tự như bệnh đau nửa đầu liệt nửa người di truyền được mô tả phía trên, bao gồm làm suy yếu quá trình vận chuyển ion natri, kali và kéo dài thời gian chất dẫn truyền thần kinh hiện diện trong tế bào thần kinh. Những bất thường này dẫn đến triệu chứng đau đầu đặc trưng của bệnh.
Các tên gọi khác
- AT1A2_HUMAN
- ATPase, Na+/K+ transporting, alpha 2 (+) polypeptide
- ATPase, Na+/K+ transporting, alpha 2 polypeptide
- FHM2
- MHP2
- Na+/K+ -ATPase alpha 2 subunit proprotein
- Na+/K+ ATPase 2
- Na+/K+ ATPase, alpha-A(+) catalytic polypeptide
- Na+/K+ ATPase, alpha-B polypeptide
- sodium pump 2
- sodium pump subunit alpha-2
- sodium-potassium ATPase
- sodium/potassium-transporting ATPase alpha-2 chain
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. ATP1A2 ATPase Na+/K+ transporting subunit alpha 2 [Homo sapiens (human)]. Retrieved December 02, 2024 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/477/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. ATPase, Na+/K+ TRANSPORTING, ALPHA-2 POLYPEPTIDE; ATP1A2. Retrieved December 02, 2024 from https://omim.org/entry/182340
- National Library of Medicine. ATP1A2 gene. Retrieved December 02, 2024 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/atp1a2/