Calciumgevoeligheid

Calciumgevoeligheid is de mate waarin cellen en weefsels reageren op calciumionen (Ca2+), vooral bij processen als spiercontractie en secretie. Het begrip verwijst naar de relatie tussen Ca2+-concentratie en de geproduceerde functionele respons, en kan veranderen zonder dat de Ca2+-niveaus zelf significant stijgen of dalen.

In spierweefsels speelt calciumgevoeligheid op verschillende manieren een rol. Bij skelet- en hartspier bindt Ca2+ aan troponine C, waardoor tropomyosine van de actine filamenten wordt verplaatst en de contractie kan optreden. De affiniteit van troponine C voor Ca2+ bepaalt hoe sterk de spier reageert bij een gegeven Ca2+-concentratie. Bij gladde spier verloopt de koppeling van Ca2+ aan calmoduline en de activatie van myosine-light-chain kinase (MLCK) de contractie; de balans tussen MLCK en myosine-light-chain phosphatase (MLCP) bepaalt de calciumgevoeligheid. Signaalroutes zoals RhoA/ROCK en PKC kunnen MLCP remmen, waardoor de spier bij lagere Ca2+-concentraties toch samentrekt; dit verhoogt de calciumgevoeligheid.

Meetbaar wordt calciumgevoeligheid vaak gemaakt met de Ca2+-tensioncurve, waarin pCa-waarden (logarithme van Ca2+-concentratie) tegen maximale contractiekracht worden uitgezet. Belangrijke parameters zijn pCa50 (Ca2+concentratie waarbij 50% van de maximale respons wordt bereikt) en de Hill-coëfficiënt, die de coöperativiteit aangeeft.

Klinisch en farmacologisch is calciumgevoeligheid relevant in aandoeningen zoals hypertensie en hartfalen, waar vascular smooth muscle en myocardweefsel veranderingen in gevoeligheid vertonen. Daarnaast bestaan medicijnen die calciumgevoeligheid beïnvloeden, zoals calcium-sensitisatoren (bijv. levosimendaan) die de contractie verhogen zonder een enorme Ca2+-toename. Omgekeerd kunnen middelen die calciumgevoeligheid verminderen nuttig zijn bij aandoeningen met overmatige vaat- en spiervorming.