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细胞内钙稳态调节的相关介绍

2022.3.15

  细胞内钙稳态调节 正常情况下,细胞内钙浓度为10-8-10-7mol/L,细胞外钙浓度为10-3-10-2mol/L。约44%细胞内钙存在于胞内钙库(线粒体和内质网),细胞内游离钙仅为细胞内钙的0.005%。上述电化学梯度的维持,取决于生物膜对钙的不自由通透性和转运系统的调节。

  (1)Ca2+进入胞液的途径:Ca2+进入胞液是顺浓度梯度的被动过程。一般认为,细胞外钙跨膜进入是细胞内钙释放的触发因素,细胞内Ca2+增加主要取决于内钙释放。

  1) 质膜钙通道:①电压依赖性钙通道(voltage dependent calcium channel,VDCC)可分为L型,T型、N型等亚型;②受体操纵性钙通道(receptor operated calcium channel,ROCC),亦称配体门控性钙通道(ligand gated calcium channel,LGCC),此类受体由多个亚基组成,与激动剂结合后,通道开放。

  2) 胞内钙库释放通道:钙库钙释放通道(calcium release channel)属于受体操纵性钙通道,包括三磷酸肌醇操纵的钙通道(IP3受体通道),ryanodine敏感的钙通道。耦联于横小管和肌浆网的ryanodine受体钙通道同时开放,产生局部游离钙浓度升高—“钙火花”Ca2+ spark)。自发性钙火花是细胞内钙释放的基本单位,它成为引发钙振荡(calcium oscillation)和钙波(calcium wave)的位点,构成了心肌细胞兴奋-收缩耦联的基础。

  (2) Ca2+离开胞液的途径:Ca2+离开胞液是逆浓度梯度、耗能的主动过程。

  1) 钙泵的作用:钙泵即Ca2+-Mg2+-ATP酶,它存在于质膜、内质网膜和线粒体膜上。当[Ca2+]i升高到一定程度,该酶被激活,水解ATP供能,将Ca2+泵出细胞或泵入内质网及线粒体,使细胞内Ca2+浓度下降。

  2) Na+ -Ca2+交换:Na+ -Ca2+交换蛋白是一种双向转运方式的跨膜蛋白,通过一种产电性电流(以3个Na+交换1个Ca2+)。Na+ -Ca2+交换,主要受跨膜Na+梯度调节。生理条件下,Na+顺着电化学梯度进入细胞,而Ca2+则逆着电化学梯度移出细胞。

  3) Ca2+-H+交换:[Ca2+]i升高时,被线粒体摄取,H+则排至胞液。

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