calciumfrigivelse

Calciumfrigivelse er processen hvor calciumioner (Ca2+) frigives fra intracellulære calciumlagre til cytosolen. Hos de fleste celler foregår frigivelsen primært fra endoplasmatisk retikulum (ER); i muskler hedder lagrene sarkoplasmisk retikulum (SR). En stigning i cytosolens Ca2+-koncentration aktiverer en række cellulære processer som muskelkontraktion, sekretorisk aktivitet og regulering af enzymer og genekspression.

Den intracellulære frigivelse styres af Ca2+-kanaler. IP3-receptorer (IP3R) og ryanodine-receptorer (RyR) slipper Ca2+ ud når de aktiveres af signaler som IP3 dannet gennem fosfolipase C (PLC) eller gennem calcium-induceret calciumfrigivelse (CICR). I skeletmuskler sker frigivelsen som en del af excitation-kontraktion koblingen, hvor spændingsafhængige dihydropyridinreceptorer (DHPR) i T-tubuli mekanisk aktiverer RyR i SR. I neuroner og andre excitatoriske celler bidrager Ca2+-frigivelsen til calcium-signalering efter depolarisering og receptoraktivering.

Efter frigivelsen fjernes Ca2+ fra cytosolen primært af SERCA-pumper, der fører Ca2+ tilbage til ER/SR, samt gennem membrantransportører som PMCA-pumper og NCX-udvekslere. Buffere som calmodulin og mitokondrier bidrager også til at dæmpe koncentrationen. Genopfyldningen af lagrene sker blandt andet gennem store Ca2+-indgangsveje kaldet SOCE (store-opereret calciumindgang) og andre mekanismer.

Calciumfrigivelse er central for muskelkontraktion, neurotransmitterfrigivelse, aktivitet af enzymer og regulering af genekspression. Forstyrrelser i Ca2+-frigivelsen eller dens regulering kan bidrage til hjertearytmier, neurodegenerative sygdomme og muskelsygdomme. Forskning i calciumfrigivelse fokuserer på receptorernes regulering, kanaler og signalveje samt deres rolle i sundhed og sygdom.