Gen CACNA1S

Ít nhất 11 đột biến gen CACNA1S gây ra chứng liệt chu kỳ do hạ kali máu (hypokalemic periodic paralysis), người bệnh trải qua các đợt yếu cơ cực độ, thường ở cánh tay và chân. Đột biến gen CACNA1S chiếm tới 70% các trường hợp mắc bệnh.

Đột biến gen CACNA1S làm thay đổi các axit amin được sử dụng để tạo ra protein CACNA1S, từ đó xáo trộn cấu trúc và chức năng của các kênh canxi trong tế bào cơ xương. Các kênh bị thay đổi mở chậm hơn bình thường, nên dòng chảy ion canxi vào các tế bào này suy giảm. Sự gián đoạn trong quá trình vận chuyển ion canxi ngăn cơ bắp co bóp bình thường. Người ta chưa biết chính xác vì sao những thay đổi này dẫn đến các đợt yếu cơ ở những người bị liệt định kỳ do hạ kali máu.

Đột biến gen CACNA1S chiếm một tỷ lệ rất nhỏ các trường hợp tăng thân nhiệt ác tính (malignant hyperthermia). Tăng thân nhiệt ác tính là một phản ứng nghiêm trọng đối với các loại thuốc gây mê được sử dụng trong phẫu thuật và các thủ thuật xâm lấn khác. Phản ứng bao gồm sốt cao (tăng thân nhiệt), nhịp tim nhanh, cứng cơ, phân hủy các sợi cơ (tiêu cơ vân), tăng nồng độ axit trong máu và các mô khác (nhiễm toan). Các biến chứng có thể nguy hiểm đến tính mạng nếu không được điều trị kịp thời. Người ta đã xác định được một số đột biến gen CACNA1S làm tăng nguy cơ mắc bệnh. Những đột biến này thay thế các axit amin đơn trong protein CACNA1S.

Các kênh được tạo ra bởi những protein CACNA1S đã thay đổi có khả năng kích hoạt kênh RYR1 không đúng cách để đáp ứng với một số loại thuốc (đặc biệt một số loại thuốc gây mê và một loại thuốc giãn cơ được sử dụng trong phẫu thuật). Do đó, một lượng lớn ion canxi được giải phóng khỏi kho dự trữ trong tế bào cơ. Các ion canxi dư thừa sẽ kích hoạt quá trình sinh nhiệt (dẫn đến tăng nhiệt độ cơ thể) và tạo ra axit dư (dẫn đến nhiễm toan). Sự gia tăng nồng độ ion canxi cũng khiến cơ xương co bóp bất thường, dẫn đến cứng cơ.