Ca2signaali

Ca2signaali viittaa solujen sisäiseen ja solujen väliseen signaaliketjuun, jossa Ca2+-ionit toimivat keskeisenä toissijaisena viestimena. Kun solun Ca2+-pitoisuus muuttuu, käynnistyy lukuisia biologisia prosesseja, jotka vaikuttavat esimerkiksi lihasten supistumiseen, hermoimpulssien siirtoon ja solujen aineenvaihduntaan. Signaalin syntyyn voivat vaikuttaa monenlaiset ulkoiset signaalit, kuten hormonaaliset tai inotrooppiset välittäjäaineet, jotka aktivoivat reseptoreita kuten GPCR- tai receptor tyrosine kinases -ryhmiä ja aiheuttavat IP3:n syntyä PLC:n kautta. IP3 sitoutuu sen reseptoreihin endoplasmatisessa retikulumissa (ER), mikä vapauttaa Ca2+ varastosta. Samalla Ca2+ pääsee solukalvon läpi myös ulkoisista kanavista, erityisesti jännitteeseenherkistä kalityypeistä, mikä lisää solunsisäistä Ca2+:ta.

Ca2+-signaali on erittäin paikallista ja ajoitettua; pienet määrät Ca2+:ta voivat muodostaa mikrokoristeita ja aaltoja, joita yhdistää kalmoduliin ja muihin Ca2+-sensorien proteiineihin kuten CaMKs ja calcineuriiniin. Näiden kautta Ca2+ muuttaa proteiinien aktiivisuutta ja jopa geeninilmaisua, esimerkiksi NFAT-transkriptiotekijän aktivoituminen johtuen calcineurinin toiminnasta.

Solun Ca2+-homeostasiaa ylläpidetään useilla mekanismeilla: ER:n Ca2+-varastojen täydennys tapahtuu SERCA-pumpun avulla, kun taas solun ulkopuolella Ca2+ poistuu PMCA- ja NCX-transporttereiden sekä mitokondrioiden kautta. Ca2+-häiriöt liittyvät useisiin sairauksiin, kuten neurodegeneratiivisiin tiloihin, sydämen rytmihäiriöihin ja syövän etenemiseen, ja niitä pyritään hallitsemaan tarkoituksenmukaisilla farmakologisilla tavoilla.