Kalsiumstrømmer

Kalsiumstrømmer refererer til bevegelsen av kalsiumioner (Ca2+) over cellemembraner. Dette er en fundamental prosess i biologiske systemer, avgjørende for en rekke cellulære funksjoner. Kalsium er en viktig sekundær budbringer, og endringer i intracellulær kalsiumkonsentrasjon kan utløse et bredt spekter av responser. Kalsiumstrømmer medieres av spesifikke ionekanaler, som er proteiner integrert i cellemembranen som tillater selektiv passasje av kalsiumioner. Disse kanalene kan klassifiseres basert på deres aktiveringsmekanismer, inkludert spenningsstyrte kalsiumkanaler (VGCCs), ligandstyrte kalsiumkanaler, mekanisk styrte kalsiumkanaler og reseptoropererte kalsiumkanaler.

I nerveceller spiller kalsiumstrømmer en kritisk rolle i nevrotransmisjon. Når et aksjonspotensial når terminalen til et nevron, åpnes spenningsstyrte kalsiumkanaler, noe som fører til en innstrømning av kalsiumioner. Dette øker intracellulær kalsiumkonsentrasjon, som igjen stimulerer frigjøringen av nevrotransmittere fra synaptiske vesikler til den synaptiske spalten. Kalsiumstrømmer er også essensielle for muskelkontraksjon. I skjelettmuskelceller medierer kalsium frigjort fra det sarkoplasmatiske retikulum muskeltrekk ved å binde seg til troponin, noe som fører til bevegelse av tropomyosin og eksponering av bindingsseter for myosin. I hjertemuskelceller tillater innstrømning av ekstracellulært kalsium gjennom L-type kalsiumkanaler en "calcium-induced calcium release" (CICR) fra det sarkoplasmatiske retikulum, noe som er avgjørende for hjertets rytmiske sammentrekninger. Utenfor nervesystemet og musklene, regulerer kalsiumstrømmer prosesser som hormonutskillelse, genuttrykk, celledeling og cellesignalisering generelt. Forstyrrelser i kalsiumhomeostase og kalsiumstrømmer er assosiert med en rekke sykdomstilstander, inkludert nevrologiske lidelser, hjerte-karsykdommer og visse typer kreft.