Ca2+在细胞内的生理作用
论述钙离子在动物生理学上的作用
论述钙离子在动物生理学上的作用引言钙离子（Ca2+）在动物体内扮演着重要的角色，它不仅是一种必需的无机离子，还参与了许多生理过程的调节和控制。
本文将全面阐述钙离子在动物生理学上的作用，包括骨骼形成、神经传递、肌肉收缩等方面的功能。
钙离子与骨骼形成钙离子在骨骼形成中起到至关重要的作用。
首先，钙离子是骨骼中主要的无机成分，在骨骼的强度和韧性方面起到了关键作用。
其次，钙离子参与了骨骼细胞的活动调节，促进了骨骼的生长和再生。
此外，钙离子还参与了骨骼中多种生物活性物质的合成和分解过程，对骨骼生理功能的维持至关重要。
钙离子与神经传递钙离子在神经传递中发挥着关键的作用。
神经细胞通过钙离子的内外流动来实现神经信号的传递。
当神经细胞受到刺激时，细胞膜上的钙离子通道会打开，钙离子从细胞外流入细胞内，产生神经兴奋。
随后，钙离子结合到突触前膜上的神经递质囊泡，促使其与细胞膜融合，并释放神经递质到突触间隙。
这一过程被称为突触传递，是神经信号传递的关键环节。
钙离子与肌肉收缩钙离子在肌肉收缩中起到了关键作用。
当肌肉受到神经信号的刺激时，细胞内的钙离子浓度急剧升高。
这些钙离子结合到肌纤维蛋白上的钙离子结合位点，激活肌纤维蛋白上的钙离子敏感位点。
随后，肌纤维蛋白上的头结合部门被激活，与肌纤维上的钙离子敏感位点相互作用，通过肌转动作用使肌纤维收缩。
当钙离子浓度降低时，肌纤维恢复松弛状态。
钙离子与细胞信号转导钙离子在细胞信号转导中扮演了关键角色。
当细胞受到外界刺激时，钙离子浓度的变化可以触发一系列的细胞信号转导过程。
钙离子通过与细胞内多种信号分子结合相互作用，调控细胞生理功能的执行。
这种钙离子信号转导的机制被广泛应用于细胞内信息传递和细胞内信号调控的研究中，对于揭示细胞内的生理和病理过程具有重要意义。
结论钙离子在动物生理学中担当着重要的角色，包括骨骼形成、神经传递、肌肉收缩和细胞信号转导等方面的功能。
通过对钙离子的研究，我们可以更好地理解动物生理过程中的调节机制，为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。
钙离子在细胞中的作用
钙离子在细胞中的作用细胞是生命的基本单位，它们组成了人体的所有组织和器官。
在细胞内部，许多基本过程和生命活动依赖于各种离子和分子的参与和调控。
其中，钙离子作为一种重要的细胞信号分子，在细胞中起着多种作用。
1. 钙离子的来源钙离子在细胞内来自于两个主要渠道：细胞内储存的钙离子库和细胞外界的环境。
钙离子库是细胞内贮存钙离子的部位，主要位于内质网和线粒体。
当细胞需要时，这些库会释放出储存的钙离子。
此外，在细胞外界，环境中的钙离子通过离子通道、转运蛋白等途径进入细胞。
2. 钙离子的信号传导细胞内的钙离子活性水平是由钙离子的入流和出流以及细胞内钙离子的储存和释放等过程共同决定的。
钙离子作为一种离子信号分子，能够与细胞中的很多分子相互作用，从而调节各种细胞生理和代谢活动。
钙离子的信号传导主要发生在细胞质中，也可以在细胞内核、线粒体等其他细胞结构中发生。
在细胞质中，钙离子的信号传导主要途径是根据离子浓度的变化来调节离子通道和钙离子结合蛋白的活性。
当钙离子浓度升高时，离子通道和结合蛋白的活性通常会发生改变，从而引发下游信号传导。
3. 钙离子在细胞的调控与作用钙离子作为一种重要的细胞信号分子，它在细胞中发挥着多种作用。
它与细胞膜上的Na+/Ca2+交换器和Ca2+ATP酶相互作用，可以调节细胞内钙离子的浓度，从而调节细胞的肌肉收缩、骨骼调节等生理活动。
此外，钙离子与许多蛋白质相互作用，调控着细胞内的多种基本代谢过程和信号传导通路。
例如，许多酶需要钙离子的参与才能够发挥活性，钙离子还能够与肌钙蛋白、钙调蛋白等结合形成蛋白复合物，并参与肌肉收缩等生理和代谢活动。
4. 钙离子与疾病钙离子在细胞内的稳态与许多重要疾病密切相关。
当细胞内钙离子的平衡受到干扰，出现钙离子过多或过少的情况时，就会引起一些疾病的产生。
例如，肌肉疾病、神经系统疾病、心血管疾病等都与钙离子失衡有关。
总之，钙离子是细胞中一个非常重要的信号分子，它参与调节并调控着许多重要的细胞生理和代谢过程，如肌肉收缩、骨骼调节和代谢、神经和心血管系统等等。
植物中Ca2+生理功能的研究进展
张鹏飞，王立峰，刘倩倩，等.植物中Ca 生理功能的研究进展［J ］.中南农业科技，2023，44（5）：227-232．微量Ca 2+可以拮抗Na +并对维持蛙心肌收缩更有效［1］。
Ca 2+是细胞中的第二信使，在植物中Ca 2+有调节膜透性的功能，可促进细胞间的黏合和胞间通讯，并且调节细胞分裂［2］。
Ca 2+在各种不同功能的细胞中具有严格的、复杂的空间分布。
钙能够在植物的各种生理活动中起作用，主要通过细胞质Ca 2+空间和浓度的瞬时变化来实现［3］。
Ca 2+不同的存在形式、不同的分布位置、不同的转运通道、不同的受体蛋白在调控植物的生长发育、响应外界环境变化、传递细胞信号、调控基因表达及影响蛋白构象等各方面均可发挥重要作用。
1Ca 2+在植物中存在的形式植物细胞内所有的钙称为总钙，可分为游离钙、结合钙和贮存钙3种形式，总含量约0.1-10mmol/L ，3种形式的钙通过时间和空间上浓度的变化来影响细胞各种功能的发挥，不同状态各种形式的钙离子浓度不同，称为钙指纹［4］。
细胞中钙信号主要是通过自由状态存在的游离钙来实现的，一般低于10-6mol/L ；结合钙是Ca 2+和草酸根、磷酸根及碳酸根等结合成不易释放钙离子的草酸钙、磷酸钙和碳酸钙等，可作为营养物质和结构物质存在；贮存钙，较结合钙与结合物的亲和力弱，结合不紧密，可从结合物或储存位置中转换成其他形式的钙或被转运到细胞的其他部位，含量在10-6mol/L 以上，常位于胞内钙库内质网和胞外钙库细胞壁中［5，6］。
2Ca 2+在植物中的分布生物膜系统和细胞质中Ca 2+分布不均匀，静止状态Ca 2+浓度梯度是Ca 2+信号产生的基础，植物在受到刺激时Ca 2+发生变化并使信息传导到下游的信号物质中。
通过生物膜系统把Ca 2+的储存区域化，可分为胞内钙库和胞外钙库。
胞内钙库是指细胞内储存Ca 2+的细胞器，如液泡等；胞外钙库是指细胞外储存Ca 2+的场所，如细胞间隙和细胞壁［7］。
离子钙的生理作用
离子钙的生理作用
离子钙（Ca2+）在生理上具有多种重要的作用，包括：
1. 骨骼和牙齿形成：离子钙是骨骼和牙齿中的主要成分，它与磷酸盐结合形成羟基磷灰石，使骨骼和牙齿具有强度和刚性。
2. 神经传导：离子钙在神经传导过程中起关键作用。
它参与调节神经细胞膜的去极化和复极化，影响神经冲动的产生和传递。
3. 肌肉收缩：离子钙在肌肉收缩过程中至关重要。
它参与肌纤维的激活和收缩，使肌肉能够完成运动功能。
4. 血液凝固：离子钙在血液凝固中起重要作用。
凝血过程中，它参与血小板的凝聚和纤维蛋白原转化为纤维蛋白，从而形成凝血网。
5. 细胞信号传递：离子钙也是细胞内信号传递的重要组成部分。
它参与调节细胞内酶的活性和蛋白质的合成，影响细胞功能和代谢。
6. 心脏功能：离子钙在心脏肌肉的收缩和松弛过程中起关键作用。
它参与调节心肌细胞的电位变化和心脏节律的维持。
7. 酶活性调节：离子钙可以影响多种酶的活性，包括凝集酶、磷酸酶和蛋白激酶等。
总的来说，离子钙在机体中扮演着重要的角色，参与调节多个生理过程，并维持正常的生物体功能。
浅谈钙离子生理学功能
浅谈Ca2+生理学功能摘要Ca2+是组成原生质的重要元素之一，是生物体不可或缺的一种元素，也参与动物机体各项生理活动，从骨骼形成，肌肉收缩，神经及大脑思维活动，甚至人体的生长发育、消除疲劳、健脑益智和延续衰老等都离不开它，因此有人说“钙是生命之本”。
关键词钙离子骨骼肌肉收缩凝血过程神经传导在动物生命物质中，碳、氨、氢和氧参与各种有机化合物的组成；钙、磷、镁主要以难溶无机化合物存在于骨骼中；另外，钠、氯、钾、钙、镁等分别以游离水合阳离子和阴离子形式存在于细胞内液、细胞外液中发挥电化学和信使功能。
其中,Ca2+发挥了很重要的作用:钙参与肌肉收缩、血液凝固、许多酶的活化、神经冲动的传递、降低细胞膜和毛细血管的通透性等[1]。
经过简单的生理学课程学习和资料查询,我将Ca2+的生理学功能总结了五个方面的内容:组成骨骼的重要成分;参与肌肉收缩;参与凝血过程;参与神经递质的合成与释放;其他方面。
1、骨骼组成钙磷占据了体内总矿物质的70%，约99%的钙和80%～85%的磷存在于骨骼和牙齿中。
骨骼在运动系统中起杠杆作用，构成生物体的坚固支架。
骨组织含有无机盐、有机质和水。
其中无机盐占45％，骨无机盐不仅能增强骨的机械力，同时具有维持机体所有组织的化学平衡作用。
在无机质中磷酸钙、碳酸钙、氟化钙等含钙化合物占2/3，决定了骨的坚固性，在维持体型、保护脏器和支持体重方面有重要作用。
钙是整个生命期骨塑建和重建过程中骨质形成期所必需的元素，支持骨器官的发育和形成[2]。
在畜牧业生产中严重危害动物健康的主要是钙和磷，它们是骨骼的主要矿物质成分，相互关系十分密切，其中一种缺乏或过量，将会干扰动物对另一种的吸收和利用。
在各种动物钙绝对缺乏比较少见，而磷过多引起的钙相对缺乏较为常见，钙的缺乏可导致甲状旁腺机能亢进、骨质疏松和纤维性骨营养不良，但一般不会引起佝偻病和成骨软化[1]。
在家禽的饲养中，钙缺乏会使体质衰弱，增重缓慢，饲料利用率和繁殖率下降，肉、蛋产量降低。
细胞内的主要离子
细胞内的主要离子细胞是生物体的基本单位，其中有许多离子在维持细胞内环境稳定性和正常功能方面起着重要作用。
下面将介绍细胞内的主要离子及其功能。
1. 钠离子（Na+）钠离子是细胞内外浓度差异最大的离子之一。
它通过细胞膜上的离子通道进入细胞内，维持细胞内外电位差和渗透压平衡。
此外，钠离子还参与神经传导、肌肉收缩等重要生理过程。
2. 钾离子（K+）钾离子是细胞内浓度最高的阳离子。
它在细胞内外电位差的维持中起着重要作用，参与神经传导、肌肉收缩、细胞分裂和蛋白质合成等生理过程。
3. 钙离子（Ca2+）钙离子是细胞内浓度较高的离子之一。
它在细胞信号传导、肌肉收缩、细胞骨架的形成等方面发挥重要作用。
钙离子还参与细胞凋亡、细胞黏附和细胞分化等重要生理过程。
4. 氯离子（Cl-）氯离子是细胞内外浓度差异较大的阴离子之一。
它通过细胞膜上的离子通道进入细胞内，维持细胞内外电位差和渗透压平衡。
氯离子还参与胃酸的形成、水分平衡和呼吸过程等生理活动。
5. 氢离子（H+）氢离子是细胞内外浓度差异较大的离子之一。
它参与调节细胞内外pH值，维持酸碱平衡。
氢离子还参与细胞呼吸、酶催化和神经传导等重要生理过程。
6. 磷酸根离子（PO43-）磷酸根离子是细胞内的主要阴离子之一。
它是细胞内ATP和DNA 的主要组成部分，参与能量代谢和遗传物质的合成。
7. 镁离子（Mg2+）镁离子是细胞内浓度较高的阳离子之一。
它参与细胞内酶的活化、核酸和蛋白质的合成，以及细胞内外电位差的维持。
细胞内的主要离子对维持细胞内环境稳定性和正常功能至关重要。
它们通过细胞膜上的离子通道进入或离开细胞，参与各种生理过程。
这些离子的平衡和调节对细胞的生存和功能发挥至关重要。
通过深入了解这些离子及其功能，我们可以更好地理解细胞内的复杂生理过程。
机体内钙离子浓度调节的反应机制
机体内钙离子浓度调节的反应机制机体内钙离子（Ca2+）浓度调节是生物学研究中的一个热点话题。
这是由于Ca2+的浓度在细胞内和细胞间贡献了众多重要的生理功能，如细胞分裂、细胞凋亡和细胞信号传递等等。
因此，机体为了维持适宜的内部环境稳态，必须控制Ca2+的浓度。
本文将介绍机体内钙离子浓度调节的反应机制，并探讨一些与之相关的分子生物学机制。
Ca2+内化和外泄机体内的Ca2+来源于细胞外液、内质网（ER）和线粒体等组织器官。
当外部刺激（如肌肉收缩）或细胞信号（如生长因子或神经递质）到达细胞膜时，细胞膜上的离子通道（如钠、钙等）将被开启，导致Ca2+从细胞外液进入细胞内。
此时，Ca2+将存在于胞质液中，表现为内源性钙离子（intracellular calcium）增加。
内源性钙离子浓度的动态变化是由钙离子出/内泵（calcium pump）所调节的。
在外源性钙离子进入细胞之后，钙离子内泵进一步内化了钙离子，从而维持正常的内源性钙离子水平。
钙离子出泵则与之前相反，将离子排除到胞外液中，以便维持正常的钙离子内浓度。
Ca2+响应信号转导细胞内外环境的变化或细胞生长状态可能会调节细胞内钙离子的水平，从而导致钙离子响应信号转导（calcium signaling）。
这是一个以钙离子为信号分子的信号转导途径，用于激活下游效应器或释放钙离子储存器中的Ca2+。
Ca2+响应信号转导示意图在信号转导中，Ca2+能够诱导很多生物化学反应，如与酶或蛋白质结合，影响各种细胞过程一些格挡膜。
例如，由钙离子活化的蛋白激酶C能够与活性磷酸化底物相结合，进而影响下游离子通道或酶等的功能。
此外，钙离子还能够通过促进mitochondrial的功能为细胞能量代谢提供支持。
Ca2+调控的分子生物学机制钙离子调控的分子生物学机制繁多，其中一些已经得到很好的阐明。
下面，我们将介绍几个与Ca2+信号转导关系密切的分子生物学机制。
1. 钙离子敏感性离子通道钙离子敏感性离子通道（calcium-sensitive ion channels）是一类可以被Ca2+激活而导致打开或关闭的离子通道。
生物小综述钙离子第二信使-
Ca2+在信号传导中对植物生理的影响一、摘要本文简要分析Ca2+在信号传导中作为第二信使配合钙调蛋白和钙依赖型蛋白激酶的机制原理，并概述其对植物生长生理的影响。
二、关键词：Ca2+钙调素 CDPK 第二信使三、引言我们知道，矿质元素对植物的生长发育和生理过程起着重要作用，Ca2+就是其中最为重要的离子之一。
Ca2+既是植物细胞壁的重要组成部分，大部分Ca2+在细胞壁中与果胶酸形成果胶酸钙，起支持和加固作用；Ca2+对维持膜结构的稳定性也有一定作用；同时，Ca2+作为第二信使配合钙调蛋白和CDPK在植物生理的信号传导过程中具有重要作用。
四、正文1、钙稳态在静息态的胞质中Ca2+浓度≤0.1μmol/L，而通常在细胞壁、ER、液泡、线粒体中的浓度会高2~5个数量级。
细胞壁是植物细胞的最大钙库[1]。
细胞中各处的钙离子浓度梯度在未受刺激时是保持相对稳定的，当受到刺激时，由于胞外Ca2+浓度高与胞内，此平衡就会被打破。
信号分子与受体结合通常引起跨膜的离子流动，从而引起膜电位的改变。
在质膜上，存在Ca2+通道，类似于水通道，引起Ca2+的内流；同时存在Ca2+泵，是Ca2+外流的通道。
在胞内钙库如液泡、ER等结构的膜上也存在相应的结构，其上的Ca2+通道是从钙库流向胞质的通道，Ca2+泵、Ca2+/nH+反向运输体是Ca2+从胞质流向钙库的通道。
因此细胞质中的游离Ca2+的浓度主要受质膜和内膜系统上的Ca2+通道和Ca2+泵的调节。
任何一种外界刺激或激素所引起的细胞反应通过Ca2+作为第二信使传递的直接证据是细胞质中是否有游离Ca2+的浓度变化。
2、Ca2+的作用方式有两种：第一种是游离Ca2+的浓度直接或间接影响植物的生理过程；第二种是胞质里的Ca2+与钙结合蛋白，如钙调蛋白CaM（也叫钙调素）、钙依赖型蛋白激酶（CDPK）结合而起作用。
3、钙调素3.1 钙调素( Calmodulin, CaM)是一种分布最广，功能最重要的钙依赖性调节蛋白。
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Ca2+在细胞内的生理作用摘要：本文主要介绍Ca2+的一些作用，钙是人体内最重要的元素之一，参与一切生命活动过程，维系着细胞的生理功能。
钙主要是以离子形式发挥作用，其作用方式类似于激素的第二信使，因此有人称之为“生物学信使”。
血浆中的钙离子浓度虽比细胞内高千倍以上，但比起骨骼和其他组织来说，还是很少的。
但它存在于身体各部分，是调节体内钙浓度的重要因素之一。
就是这些钙离子，通过平衡细胞内钙离子水平，在细胞中发挥着重要的作用。
它维持了神经、肌肉、凝血机制，并在神经介质和激素的释放等生理功能方面发挥着重要作用，与细胞的受精等作用也有着密切关系。
一Ca2+与突触前神经递质的释放和突触后整合作用当神经冲动抵达神经末稍时，末梢产生动作电位和离子转移，钙离子由细胞膜外进入膜内，使一定数量的小泡与突触前膜贴紧、融合起来，然后小泡与突触前膜粘合处出现破裂口，小泡内递质和其他内容物就释放到突触间隙内。
在这一过程中钙离子的转移很重要。
如果减少细胞外钙离子的浓度，即细胞膜内外的钙离子浓度差下降，则神经递质释放就要受到抑制，而增加细胞外钙离子的浓度差，则递质释放就增加。
所以，钙离子由膜外进入膜内数量的多少，是直接关系到递质释放量的。
钙离子是小泡膜与突触前膜贴紧融合的必要因素。
钙离子有两方面作用：一方面是降低轴浆的粘度，有利于小泡移动；另一方面是消除突触前膜内的负电位，便于小泡和突触前膜接触而发生融合。
神经递质释放后，穿过突触间隙，激活突触后受体，这是突触后整合作用的第一步。
整合作用的一部分经由亲离子受体的开放产生电位变化直接总合而发生在质膜水平；而另一部分额外的、重要的突触后整合作用通过信号级联发生在细胞内，这些信号级联控制着多种代谢过程和生物合成过程，进而调节长时程神经元反应，如调节突触强度、神经元兴奋性和调控蛋白质合成，Ca+在所有这些过程中所扮演的至关重要的作用。
和控制膜通道的许多依赖Ca2+的信号、长时程突触可塑性及基因表达都被详细描述过。
ER在信息的突触后处理过程中有特殊的作用，因为ER是个通用的、发信号的细胞器，能够把新产生的信号和正在进行的细胞进程进行整合，如将蛋白质合成及翻译后修饰和多种分子的细胞内转运进行整合。
依赖于内膜Ca2+的兴奋性，ER密切参与在高度极化的神经细胞的末梢远端突触后部位产生的信号传递。
这个ER参与的信号传播对突触活性与基因表达之间的偶联尤为重要。
二Ca2+与血液凝固凝血开始到形成凝血酶之前为止，是由内源性和外源性两个系统组成。
内源性（血液的内在性）凝血机制，为血液的单独过程。
血液与异物表面（血管壁的胶原纤维等）接触时，所谓接触因子的第XII因子和第XI因子就被激活，当第VI因子被激活后，它再使无活性的第IX因子活化。
另一方面，血小板也在异物表面上粘着、凝集，并引起血小板变性（viscous me－tamorphosis）释放血小板第III因子。
紧接着血浆中第VIII因子和钙离子与这些有活性的第XI因子和血小板第III因子发生反应，把无活性的第X因子激活。
第V因子再和血小板第III因子作用于第X因子，使凝血酶原转变为凝血酶。
以上为内源性凝血的第一步、第二步的机制，但第一步的反应速度比较缓慢。
关于第二步，有把凝血酶原被激活为凝血酶作为第二步的，不过也有把第X因子被激活以后的变化列为凝血的第二步的学说。
外源性（组织起源性）机制，是组织液进入血液的过程，组织液中的有效成分促凝血酶原激酶和血浆中的第VII因子作用，使第X因子激活；第V因子和钙离子再协同地使活化的第X因子作用于凝血酶原。
凝血酶的形成：凝血酶原转变为凝血酶的过程。
凝血第一步中被激活的第X 因子和第V因子以及钙离子作用于凝血酶原使凝血酶原分子中的精氨酸-异亮氨酸的键发生断裂而形成凝血酶。
纤维蛋白形成：凝血酶的作用下，纤维蛋白原转变成纤维蛋白凝块的过程。
由于凝血酶的作用，纤维蛋白原分子中α键与β键间的精氨酸-甘氨酸键被断裂，并释放纤维蛋白肽A和B，生成纤维蛋白单体（fibrinmon-omer）。
纤维蛋白单体聚合成为纤维蛋白多聚体，受凝血酶和钙离子的作用而活化的第VIII因子（转谷氨酰胺酶）再与钙离子共同地使纤维蛋白分子中的谷氨酰胺和赖氨酸间产生横键，而形成强固的纤维蛋白块。
此外，在凝血第三步中，血液发生凝固而形成血饼，但随着时间的经过，由于血小板的血栓收缩蛋白的作用，可引起血饼收缩。
通常讲的血液凝固是指到第三步为止。
三Ca2+与肌肉收缩当肌肉处于静止（舒张）状态时，胞液Ca浓度较低（<10moL/L），钙离子结合亚单位(TnC)不与Ca结合，则TnC与TnI、TnT的结合较松散。
此时，TnT 与原肌球蛋白紧密结合，使原肌球蛋白遮盖了肌动蛋白与肌球蛋白结合部位，阻止了肌动蛋白与肌球蛋白的结合；同时，TnI与肌动蛋白紧密结合，也阻止了肌动蛋白与肌球蛋白的相互作用，并抑制肌球蛋白的ATP酶活性，故肌肉处于舒张状态。
当胞液内Ca浓度增加到10moL/L -10 moL/L时，Ca便与TnC结合，之后，TnC构象变化，从而增强了TnC与TnI、TnT之间的结合力，使三者紧密结合，削弱了TnI与肌动蛋白的结合力，使肌动蛋白与TnI脱离，变成启动状态。
同时，TnT使原肌球蛋白移动到肌动蛋白螺旋沟的深处，而排除了肌动蛋白与肌球蛋白相结合的障碍，于是，肌动蛋白便与肌球蛋白的头部相结合，产生有横桥的肌动球蛋白，在此蛋白中，肌动蛋白使肌球蛋白的ATP酶活性大大提高，故肌球蛋白催化ATP水解反应。
产生的能量使横桥改变角度，而水解产物的释放又使横桥的位置恢复，再与另一个ATP结合，如此循环，细丝便沿粗丝滑行，肌肉发生收缩。
当胞液Ca浓度下降（<10moL/L）时，Ca与TnC分离，TnI又与肌动蛋白结合，从而使肌动蛋白恢复静状态。
同时原肌球蛋白也恢复原位，从而使肌动蛋白与肌球蛋白不能结合，肌肉不能转为舒张状态。
四Ca2+与心脏跳动机制：带正电的钙离子，让细胞内外发生电位差。
带正电的钙离子，穿过细胞膜，进入心肌细胞，因为细胞内外的钙浓度相差较大，形成较大电位差，产生了刺激细胞膜收缩的生理效应。
心肌细胞收缩，又将钙离子给泵出了细胞膜外，形成反向的电位差，心肌细胞膜在这种反向电位差的作用下，开始舒张；舒张后，细胞膜的通透性增强，钙离子再次穿过细胞膜进入心肌细胞，再次引起心肌收缩，如此往复，心脏就有节律地跳动起来。
五Ca2+与调节酶的活性机制：细胞内的钙调节蛋白与钙离子结合，形成的一种复合物，可激活体内多种酶的活性。
如果皮肤被割伤了，流血了，钙离子立刻发出信号，逐级激活凝血酶，启动凝血机制，以止血。
食物中的营养要靠酶的分解，才能被人体吸收，而蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、ATP酶等多种酶和激素，要靠钙离子的作用，才会充满活性。
六Ca2+与调控生殖细胞的成熟和受精机制：精子DNA的最前端，是一个由钙组成的顶体。
精子携带的DNA的最前端是一个由钙组成的顶体，正是这个钙顶体使精子在到达卵细胞边缘时，破坏和穿透卵细胞的内层膜，受精的一瞬间就这样发生了。
同时由钙组成的波状物环绕着卵细胞，这被称为钙振荡。
钙振荡起到了激活卵子的作用，使卵子获得受精能力，一个生命的孕育从此开始了。
因此，钙若不充足，直接影响人的性功能和精子的活力，导致不育。
七Ca2+与红细胞膜上的钙泵红细胞膜上的钙泵，含有一个调节蛋白亚基，当细胞液中Ca2+浓度升高时，钙调节蛋白的4个钙离子结合位点与Ca2+结合，产生变构效应，激活Ca2+ATP酶，使Ca2+排到细胞外。
钙泵的作用，是维持细胞内Ca2+浓度，使之处于较低水平。
八Ca2+与第二信使钙离子与钙结合蛋白：静息态植物细胞的胞质中Ca2+小于或等于0.1umol, 而细胞壁、内质网和液泡中的Ca2+要比胞质中的高2个数量级以上。
细胞受刺激后，胞质Ca2+有一个短暂的、明显的升高，或在细胞内梯度分布和区域分布发生变化，胞质中的Ca2+继而与钙结合蛋白如钙调素（calmodulin，CaM）或钙依赖型蛋白激酶（CDPK）结合而起作用。
（1）细胞内钙稳态（calcium homeostasis）的调节质膜上Ca2+通道控制Ca2+内流，而质膜上的Ca2+泵负责将胞内的Ca2+泵出细胞。
（2）胞内钙库(如液泡、内质网、线粒体)的膜上存在Ca2+通道、Ca2+泵和Ca2+/nH反向运输体，前者控制Ca2+外流，后两者将胞质中的Ca2+积累在胞内钙库。
CaM以两种方式起作用：第一，可以直接与靶酶结合，诱导靶酶的活性构象，从而调节靶酶的活性；第二，与Ca2+结合，形成活化态的Ca2+·CaM复合体，然后再与靶酶结合将靶酶激活。
Ca2+·CaM复合体的靶酶有质膜上的Ca2+－ATP酶、Ca2+通道、NAD激酶、多种蛋白激酶等。
Ca2+还有其他本文没提到的作用，如：它与细胞分裂、神经细胞的兴奋性、细胞运动、细胞凋亡、以及肌细胞的代谢等等一些生理过程有关。
总之，Ca2+在细胞内扮演者一个及其重要的地位，它的生理作用很多很多，到目前为止，还有一些还没发现。
资料来源：①《钙离子对人体的重要性》② /view/264286.htm③/view/3738491.htm④/show.aspx?id=138&cid=209⑤/view/1086399.htm⑥/life/class/plantphysiology/webcourse/kcln/8/3.HTM⑦/s/blog_4cbfacb20100e3bj.html。