細胞內鈣穩(wěn)態(tài)調節(jié)的相關介紹
細胞內鈣穩(wěn)態(tài)調節(jié) 正常情況下,細胞內鈣濃度為10-8-10-7mol/L,細胞外鈣濃度為10-3-10-2mol/L。約44%細胞內鈣存在于胞內鈣庫(線粒體和內質網(wǎng)),細胞內游離鈣僅為細胞內鈣的0.005%。上述電化學梯度的維持,取決于生物膜對鈣的不自由通透性和轉運系統(tǒng)的調節(jié)。
(1)Ca2+進入胞液的途徑:Ca2+進入胞液是順濃度梯度的被動過程。一般認為,細胞外鈣跨膜進入是細胞內鈣釋放的觸發(fā)因素,細胞內Ca2+增加主要取決于內鈣釋放。
1) 質膜鈣通道:①電壓依賴性鈣通道(voltage dependent calcium channel,VDCC)可分為L型,T型、N型等亞型;②受體操縱性鈣通道(receptor operated calcium channel,ROCC),亦稱配體門控性鈣通道(ligand gated calcium channel,LGCC),此類受體由多個亞基組成,與激動劑結合后,通道開放。
2) 胞內鈣庫釋放通道:鈣庫鈣釋放通道(calcium release channel)屬于受體操縱性鈣通道,包括三磷酸肌醇操縱的鈣通道(IP3受體通道),ryanodine敏感的鈣通道。耦聯(lián)于橫小管和肌漿網(wǎng)的ryanodine受體鈣通道同時開放,產(chǎn)生局部游離鈣濃度升高—“鈣火花”Ca2+ spark)。自發(fā)性鈣火花是細胞內鈣釋放的基本單位,它成為引發(fā)鈣振蕩(calcium oscillation)和鈣波(calcium wave)的位點,構成了心肌細胞興奮-收縮耦聯(lián)的基礎。
(2) Ca2+離開胞液的途徑:Ca2+離開胞液是逆濃度梯度、耗能的主動過程。
1) 鈣泵的作用:鈣泵即Ca2+-Mg2+-ATP酶,它存在于質膜、內質網(wǎng)膜和線粒體膜上。當[Ca2+]i升高到一定程度,該酶被激活,水解ATP供能,將Ca2+泵出細胞或泵入內質網(wǎng)及線粒體,使細胞內Ca2+濃度下降。
2) Na+ -Ca2+交換:Na+ -Ca2+交換蛋白是一種雙向轉運方式的跨膜蛋白,通過一種產(chǎn)電性電流(以3個Na+交換1個Ca2+)。Na+ -Ca2+交換,主要受跨膜Na+梯度調節(jié)。生理條件下,Na+順著電化學梯度進入細胞,而Ca2+則逆著電化學梯度移出細胞。
3) Ca2+-H+交換:[Ca2+]i升高時,被線粒體攝取,H+則排至胞液。