Ca2frisättning

Ca2frisättning är processen där kalciumjoner lagrade i intracellulära förråd, främst i endoplasmatiska retiklet (ER) eller sarkoplasmatiska retiklet (SR), frisätts till cytosolen. Denna ökning av cytosolärt Ca2+-koncentration fungerar som en universell sekundär budbärare i många signalvägar och reglerar aktiviteter som muskelkontraktion, sekretion och olika enzymatiska processer.

Frisättningen kan utlösas av olika stimuli som binder receptorer på cellens yta och aktiverar fosfolipase C, vilket producerar inositol-1,4,5-trifosfat (IP3). IP3 binder IP3-receptorer på ER/SR och öppnar kalciumkanaler som släpper ut Ca2+. En viktig kompletterande mekanism är kalciuminducerad kalciumsfrisättning (CICR), där ökade Ca2+-nivåer i cytosolen öppnar ryanoid- eller IP3-receptorer och frigör ännu mer Ca2+. I vissa vävnader kopplas frisättningen till spänningsreglerade jonkanaler i membranet, som i skelettmuskulaturen där DHPR-komponenten aktiverar RyR. När Ca2+-förråden sjunker aktiveras även store-operated calcium entry (SOCE) för att återfylla lagren.

Funktioner: Ca2+ frisättning driver excitation-contraction coupling i musklerna, reglerar neurotransmittorfrisättning i neuroner och styr sekretorisk frisättning av hormoner och vesikulärt innehåll i många celltyper. Denna process påverkar också olika metabola vägar och gene expression beroende på celltyp.

Reglering och homeostas följs av buffertproteiner som calsequestrin och calmodulin, samt återresorption av Ca2+ till SR via SERCA-pumpar, och extrusion ur cellen via PMCA och NCX. Dysreglering av Ca2+ frisättning är kopplad till sjukdomar som malignant hyperthermia och andra arytmi- eller neurodegenerativa tillstånd.

Ca2+-frisättning studeras med fluorescensindikatorer som Fura-2 och Fluo-4 samt elektrofysiologiska metoder, vilket gör det möjligt att kartlägga Ca2+-signalkedjor och patologi.