细胞内外钙浓度的调节及意义

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标准钙离子-概述说明以及解释

标准钙离子-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述标准钙离子是指在生物和化学实验中常用的一种离子化合物，通常以Ca2+表示。

它在生物体内起着重要的作用，对维持神经传导、肌肉收缩、细胞信号转导等生理功能起着至关重要的作用。

同时，标准钙离子也广泛应用于生物医药、食品添加剂、化工等领域，具有广泛的商业价值。

本文将对标准钙离子的定义、重要性和应用进行分析和探讨。

1.2 文章结构文章结构部分内容如下:文章结构部分旨在介绍本文的组织结构和主要内容安排。

本文包括引言、正文和结论三部分。

引言部分分为概述、文章结构和目的三个小节。

在概述中将介绍标准钙离子的基本概念及其在生物学及其他领域中的重要性，引出本文的研究对象。

文章结构部分即本节，将简要概括本文的组织结构和各部分内容的主题。

目的部分将阐明本文的写作目的和意义。

正文部分包括标准钙离子的定义、重要性和应用三个小节。

在定义部分将介绍标准钙离子的概念和相关知识；在重要性部分将论述标准钙离子在生物学、医学、工业等方面的重要作用；在应用部分将介绍标准钙离子在实际应用中的具体场景和方法。

结论部分分为总结、影响和展望三个小节。

总结部分将对本文的研究内容进行概括和总结；影响部分将分析标准钙离子对相关领域的影响力和推动作用；展望部分将展望标准钙离子在未来的发展趋势和应用前景。

文章1.3 目的部分的内容如下：1.3 目的本文的主要目的是深入探讨标准钙离子的定义、重要性和应用，并分析其在生物医学、医疗保健以及工业领域的作用。

通过对标准钙离子的研究和应用，探讨其对人类健康和生产生活的影响，以及未来在这一领域可能的发展趋势。

同时，通过对标准钙离子的相关知识进行系统总结和论述，以期能够加深对标准钙离子的理解，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

2.正文2.1 标准钙离子的定义标准钙离子是指在生物体内起着重要功能的一种离子形式。

它是一种双价阳离子，化学符号为Ca2+。

在生物体内，钙离子是一种重要的信号分子，在细胞信号传导、细胞骨架的形成、细胞间粘附和细胞分裂等过程中扮演着重要角色。

钙磷代谢的调节

钙磷代谢的调节1、体内外钙稳态调节体内钙磷代谢，主要由甲状旁腺激素、1,25-（OH）2D3和降钙素三个激素作用于肾脏，骨骼和小肠三个靶器官调节的。

（1）甲状旁腺素（Parathormone,PTH）：是由甲状旁腺主细胞合成并分泌的一种单链多肽激素，具有升高血钙、降低血磷和酸化血液等作用。

PTH在血液中半衰期仅数分钟，甲状旁腺细胞内储存亦有限。

血钙是调节PTH的主要因素。

低血钙的即刻效应是刺激贮存的PTH释放，持续作用主要是抑制PTH的降解速度。

此外，1,25-（OH）2D3增多时,PTH分泌减少;降钙素则可促进PTH分泌。

PTH作用于靶细胞膜，活化腺苷酸环化酶，增加胞质内cAMP及焦磷酸盐浓度。

cAMP能促进线粒体Ca2+转入胞质；焦磷酸盐则作用细胞膜外则，使膜外侧Ca2+进入细胞，结果可引起胞质内Ca2+浓度增加，并激活细胞膜上的“钙泵”,将Ca2+主动转运至细胞外液，导致血钙升高。

1）对骨的作用：PTH有促进成骨和溶骨的双重作用。

小剂量PTH 刺激骨细胞分泌胰岛素样生长因子（IGF）,促进胶原和肌质生成，有助于成骨;大剂量PTH能将前破骨细胞和间质细胞转化为破骨细胞，后者数量和活性增加，分泌各种水解酶和胶原酶，并产生大量乳酸和柠檬酸等酸性物质，促进骨基质及骨盐溶解。

2）对肾脏的作用：PTH增加肾近曲小管、远曲小管和随袢上升段对Ca2+的重吸收，抑制近曲小管和远曲小管对磷的重吸收，结果尿钙减少，尿磷增多。

3）对小肠的作用：PTH通过激活肾脏1α-羟化酶，促进1,25-（OH）2D3的合成，间接促进小肠吸收钙磷，此效应出现较缓慢。

（2）1,25-（OH）2D3：1,25-（OH）2D3是一种具有生理活性的激素，皮肤中的胆固醇代谢中间产物，在紫外线照射下先转变为前维生素D3(previtamin D3)，后自动异构化为维生素D3（V D3）。

皮肤转化生成的及肠道吸收的V D3入血后，首先在肝细胞微粒体中25羟化酶催化下，转变为25-（OH）D3，再在肾近曲小管上皮细胞线粒体内1α-羟化酶作用下，转变成1,25-（OH）2D3，其活性比VD3高10-15倍速。

细胞内液的主要离子

细胞内液的主要离子细胞内液是细胞内的液体环境，包括细胞质和细胞核内的液体。

细胞内液中存在着各种离子，这些离子对维持细胞内的正常生理功能起着重要的作用。

下面将对细胞内液的主要离子进行介绍。

1. 钠离子（Na+）钠离子是细胞内液中最主要的阳离子之一，其浓度通常比细胞外液低。

钠离子在细胞内液中起着维持渗透压、调节细胞体积、传递神经冲动等作用。

细胞内外的钠离子浓度差异是维持细胞内外离子平衡的重要基础。

2. 钾离子（K+）钾离子是细胞内液中的主要阳离子之一，其浓度通常比细胞外液高。

钾离子在细胞内液中起着维持细胞内外电位差、调节细胞膜的稳定性、参与蛋白质合成等重要作用。

细胞内外的钾离子浓度差异对于维持细胞内外离子平衡和正常细胞功能具有重要意义。

3. 钙离子（Ca2+）钙离子是细胞内液中的重要阳离子之一，起着调节细胞内信号传导、维持细胞内外钙平衡、参与细胞分裂和凋亡等作用。

细胞内液中的钙离子浓度受到细胞内离子泵和离子通道的精细调控，维持在一个适宜的范围内。

4. 氯离子（Cl-）氯离子是细胞内液中的主要阴离子之一，其浓度通常比细胞外液高。

氯离子在细胞内液中起着调节细胞内外渗透压、维持酸碱平衡、参与神经传导等重要作用。

细胞内外的氯离子浓度差异对于维持细胞内外离子平衡和细胞功能的正常运作至关重要。

5. 磷酸根离子（HPO42-）磷酸根离子是细胞内液中的主要阴离子之一，其浓度在细胞内液中较高。

磷酸根离子在细胞内液中起着参与细胞代谢、储存能量、调节酸碱平衡等重要作用。

细胞内液中的磷酸根离子浓度受到细胞内离子泵和离子通道的调节，维持在一个稳定的水平。

细胞内液中的主要离子包括钠离子、钾离子、钙离子、氯离子和磷酸根离子。

它们在维持细胞内外离子平衡、调节细胞内外渗透压、参与细胞代谢和信号传导等方面起着重要作用。

细胞内液中离子的浓度和平衡受到多种因素的调控，维持细胞内液的稳定对于细胞的正常功能和生存至关重要。

了解细胞内液中的主要离子及其功能，有助于深入理解细胞内环境的复杂性和细胞生理活动的机制。

钙离子跨膜细胞膜的结构特点

钙离子跨膜细胞膜的结构特点
钙离子在细胞内起着重要的调节作用，它参与了许多细胞信号传导途径和生物学过程。

钙离子的跨膜运输是细胞内外钙离子浓度差异的重要维持方式，而细胞膜的结构特点对于钙离子的跨膜运输具有重要的影响。

细胞膜是由磷脂双分子层构成的，而钙离子的跨膜运输主要依赖于膜上的蛋白通道或泵。

膜上的钙离子通道包括钙离子通道蛋白和钙离子泵蛋白。

钙离子通道蛋白通常由多个亚基组成，形成一个具有特定空间结构的通道。

这些通道蛋白在细胞膜上形成特定的结构，使得钙离子能够通过膜进行跨膜运输。

与此同时，钙离子泵蛋白则能够耗能地将钙离子从细胞内输送到细胞外，或者从细胞外输送到细胞内，从而维持细胞内外钙离子浓度的平衡。

除了蛋白通道和泵蛋白，细胞膜的脂质成分也对钙离子的跨膜运输起着重要的作用。

磷脂双分子层的脂质成分可以调节细胞膜的流动性和通透性，从而影响钙离子的跨膜运输速率和效率。

此外，一些脂质分子还能够与钙离子结合，形成复合物，从而影响钙离子在膜上的扩散和转运。

总的来说，钙离子跨膜细胞膜的结构特点主要包括蛋白通道和泵蛋白的存在以及脂质成分的调节作用。

这些结构特点使得细胞膜能够有效地调节钙离子的跨膜运输，从而维持细胞内外钙离子浓度的平衡，保证细胞正常的生理功能。

对于理解细胞内钙离子调节机制以及相关疾病的发病机制具有重要的意义。

细胞内钙离子信号转导和生物学效应

细胞内钙离子信号转导和生物学效应钙是生物体内的重要离子，其在维持细胞内稳态、调节细胞生理功能等方面发挥着重要作用。

细胞内钙离子信号转导是指细胞内外环境的信息通过一系列蛋白质和离子通道的介导，使细胞内钙离子浓度发生变化并传递到细胞内部，从而调控多个生物学效应的过程。

钙离子信号转导的主要途径是通过细胞膜上的离子通道，包括电压门控钙通道、内源性钙通道和门控离子通道等。

细胞外的化合物、神经递质、激素和生长因子等能够与这些通道相互作用，通过改变它们的通透性，影响细胞内钙离子浓度。

一旦钙离子浓度改变，细胞内的钙结合蛋白也会发生变化。

钙/钙调蛋白、钙/磷酸酶等钙结合蛋白会将钙离子结合和释放，从而引起一系列生物学效应。

例如，钙/钙调蛋白复合物可以激活一些酶，如蛋白激酶C和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）等，从而启动多个信号转导通路，如细胞增殖、分化和凋亡等。

另外，钙离子信号转导还涉及一些细胞器和分子机制。

线粒体是细胞内主要的能量转化器，参与ATP的产生和钙离子的储存和释放。

当钙离子浓度升高时，线粒体将吸收钙离子，并以能量形式存储起来。

而当钙离子浓度下降时，线粒体则会释放出存储的钙离子，从而参与信号转导。

此外，细胞质中具有丰富的钙离子结合和储存蛋白，如钙调素、钙黏蛋白和钙依赖性内质网蛋白等。

这些蛋白能够吸收和释放细胞内的钙离子，细节调节细胞内钙离子浓度和相关的生物学效应。

细胞内钙离子信号转导和生物学效应在多种生理和病理状态下都具有重要作用。

例如，一些神经递质和激素通过影响钙离子通道和蛋白结合来调节心血管和神经系统的功能。

此外，钙离子信号转导还参与了免疫应答、细胞周期调控和细胞凋亡等重要生物学过程。

另外，一些疾病，如心血管疾病、神经系统疾病和免疫性疾病等，都与钙离子信号转导的异常有关，因此，研究细胞内钙离子信号转导和相关生物学效应对于揭示疾病发病机制和开发新的治疗方法具有重要意义。

总之，细胞内钙离子信号转导和生物学效应是一系列复杂的过程，涉及多个分子机制和信号通路。

钙离子信号传导的分子机制

钙离子信号传导的分子机制是指钙离子作为细胞内信号分子，调控多种细胞生理过程的机制。

钙离子作为一种离子信号分子，在细胞内能够调控多种生理过程，例如细胞分化、增殖、分泌、肌肉收缩、神经传导等。

本文将综述，探究其发生的内部机理。

一、钙离子的来源钙离子最初是由细胞外液进入细胞，或通过内膜上的钙离子泵将其存储在内质网（ER）中。

细胞外液中的钙离子浓度相对较低，大约为1.2mmol/L左右。

而细胞内的钙离子浓度则达到了10^-7 mol/L。

这个浓度梯度的巨大差异是由于细胞内外钙离子的活动与平衡态之间的不断交换。

在细胞膜上有许多我胞宝贵、嵴突状的结构，这些结构类似于钙离子通道，可以将细胞外钙离子引导进入细胞内。

另一个重要的钙离子来源是内质网，它本身是一个内在的膜通道体系，通过其钙离子通道存储和释放钙离子。

可见，钙离子的来源非常复杂多样。

二、钙离子传导通路将钙离子传导到其靶标上是通过一系类钙离子通道和钙离子中介蛋白来实现的，这些通道和中介蛋白表现出了特别强的选择性，以确保细胞功能正常。

1.电压门控性钙离子通道和内质网钙离子通道其中电压门控性钙离子通道的开关是通过细胞内外钙离子电化学浓度差异电势调控的。

在高电场电膜状突触前端，钙离子通道在真实时间内响应其受体，通过电位依赖性开放，使钙离子进入神经元的膜内侧，进而引起神经传导过程。

内质网钙离子通道由特殊的钙离子通道蛋白组成，如荧光蛋白、RyR、IP3R以及TRP通道等，可以直接将库存的钙离子释放到细胞质中，进而调节肌肉功能和细胞一些膜腔内过程，例如正向和负向反馈、调节周期性潮汐信号及产生体内钙离子固钙等。

2.钙离子依赖性的蛋白质、酶和复合物钙离子介导的信号转导通路也能够调节蛋白质、酶和复合物的功能。

例如钙离子与液泡膜钙调素结合，既能够促进神经递质的释放，也能够介导细胞内外信息转导，体现钙离子介导信号传导的复杂性。

此外，细胞质中的一些钙离子介导的酶也能够响应钙离子信号直接参与蛋白质的翻译和转录。

游离钙离子在动物细胞信号传递中的作用

游离钙离子在动物细胞信号传递中的作用游离钙离子在动物细胞信号传递中起着重要的作用。

这种离子是一种重要的信号分子，可以在细胞内发挥极其重要的生理和生化功能。

本文将介绍游离钙离子的作用机制和在细胞信号传递中的具体作用。

一、游离钙离子的作用机制钙是细胞内外的重要离子之一。

细胞膜上的离子通道可以在钙离子的含量发生变化时被激活和关闭。

这使得细胞可以快速反应和适应内外环境的变化，并调节细胞内的生物化学过程。

钙离子作为一种信号分子，它主要通过细胞内的囊泡，将细胞内的钙离子存储在细胞内膜上的钙离子囊泡中。

当外部刺激作用于细胞时，细胞内的囊泡释放出钙离子，从而引起许多生物化学反应。

二、游离钙离子在细胞中的具体作用1.细胞增殖在细胞增殖过程中，游离钙离子可作为重要的调节因子，参与控制细胞的增殖过程。

游离钙离子的含量增加可以促进细胞增殖，降低细胞的钙离子含量可以抑制细胞增殖。

2.细胞凋亡细胞凋亡是一种自我毁灭的细胞死亡过程。

钙离子参与了诱导细胞凋亡的过程，钙离子在细胞凋亡过程中起到了关键作用。

3.神经细胞活动神经细胞活动中，钙离子的含量可以通过外部信号刺激而发生变化。

钙离子能够传递神经信息，通过离子通道参与神经传递。

此外，钙离子还可以调节神经元之间的突触结构。

4.肌肉收缩钙离子在肌肉收缩过程中发挥了重要的作用，当肌肉受到刺激时，钙离子便会从肌浆网中释放出来，从而促进肌肉的收缩。

当刺激停止时，钙离子将会被细胞吸收到肌浆网中，肌肉也随之松弛。

5.免疫功能在免疫过程中，游离钙离子起到了重要的作用。

钙离子浓度的变动调节了免疫系统的细胞介导和细胞功能。

一些重要的细胞因子和细胞基因表达都依赖于钙离子。

总之，游离钙离子在动物细胞信号传递过程中扮演着重要的角色。

它通过细胞内的囊泡调节细胞内的生物化学反应，参与到细胞的增殖、凋亡、神经细胞活动、肌肉收缩和免疫功能等生理过程中。

对于钙离子的了解，可以帮助我们更好地理解细胞内的生物化学反应过程，为钙离子相关疾病的防治提供更好的理论依据。

钙通道蛋白家族的介绍

钙通道蛋白家族的介绍-概述说明以及解释1.引言1.1 概述钙通道蛋白家族是一类在细胞膜上发挥重要功能的蛋白质家族。

它们通过调控细胞内外的钙离子平衡，参与了多种细胞生理过程的调节和调控。

钙通道蛋白家族包含了多个亚型，每个亚型在不同组织和细胞类型中表达不同，并具有特定的生理功能和调控机制。

钙通道蛋白家族的研究具有重要的科学意义。

首先，钙离子是细胞内外的重要信号分子，对于维持细胞内能量代谢、调控细胞分裂和凋亡以及神经传导等生理过程至关重要。

钙通道蛋白家族作为钙离子的门控通道，在这些生理过程中发挥了重要的调控作用。

其次，钙通道蛋白家族与多种疾病的发生和发展密切相关。

例如，某些突变型钙通道蛋白会导致钙离子内流异常，进而引发心脏病、神经系统疾病等病理状态。

过去几十年来，钙通道蛋白家族的研究取得了显著进展。

通过深入研究钙通道蛋白家族的结构和功能，科学家们揭示了钙通道蛋白家族在细胞内信号传导过程中的重要作用。

同时，基于对钙通道蛋白家族与疾病关联的理解，针对其潜在的治疗靶点，发展了一系列的药物，并在临床应用中展现出一定的疗效。

随着科学技术的不断进步，钙通道蛋白家族的研究将会迎来更为广阔的应用前景。

例如，通过设计和合成具有高选择性和高亲和力的钙通道蛋白抑制剂，有可能用于治疗与钙离子通道异常相关的疾病。

此外，钙通道蛋白家族在神经网络和免疫系统中的关键作用也为开发新型治疗靶点提供了可能性。

总之，钙通道蛋白家族的研究对于揭示细胞生理过程的调控机制、阐明疾病的发生和发展机制以及开发新型治疗手段具有重要意义。

随着对钙通道蛋白家族的深入研究，相信我们将能够更好地理解和利用钙通道蛋白家族在细胞生物学和医学中的重要作用。

1.2 文章结构文章结构包括以下几个部分：1. 引言：对钙通道蛋白家族进行简要概述，介绍其在生物学和医学中的重要性。

同时给出本篇文章的目的和结构安排。

2. 正文：主要分为以下几个方面来叙述钙通道蛋白家族：2.1 钙通道蛋白家族的定义和分类：解释钙通道蛋白家族的定义，以及根据其结构和功能特点进行的分类。

钙信号的生物学功能

钙信号的生物学功能钙信号是细胞内最重要的信号传导方式之一，它在生物学中扮演着至关重要的角色。

钙离子作为一种重要的细胞信号分子，在调控细胞的生理和病理过程中发挥着重要作用。

钙信号的生物学功能主要体现在以下几个方面。

钙信号参与了细胞的增殖和分化过程。

在细胞周期的调控中，钙离子的浓度变化与细胞周期的各个阶段密切相关。

钙信号通过激活细胞周期相关蛋白激酶、蛋白酶等调控细胞周期蛋白的磷酸化和解磷酸化，从而控制细胞周期的进行。

钙信号参与了细胞凋亡的调控。

凋亡是细胞程序性死亡的一种形式，钙信号在细胞凋亡过程中发挥着重要作用。

钙离子的增加可以激活一系列的蛋白酶和核酸酶，促使细胞凋亡的进行。

此外，钙信号还可以通过调节凋亡相关蛋白的表达和功能，影响细胞凋亡的发生和进行。

钙信号还参与了细胞的运动和迁移。

细胞运动和迁移是许多生物学过程中的重要环节，如胚胎发育、免疫应答、损伤修复等。

钙信号可以调节细胞骨架的重组和细胞膜的收缩，以及调控细胞骨架蛋白的磷酸化等，从而影响细胞的运动和迁移能力。

钙信号还参与了细胞分泌过程。

细胞分泌是细胞将内部物质释放到细胞外环境的过程，包括胞内物质的运输、分泌颗粒的形成和释放等。

钙信号通过调节细胞骨架、融合蛋白等分子的活性，影响细胞内外物质的运输和释放，从而调控细胞的分泌过程。

钙信号还参与了神经传导过程。

神经传导是神经系统中信息传递的基本方式，钙信号在神经传导中发挥着重要作用。

钙离子的浓度变化可以调控神经元的兴奋性和抑制性，影响神经元的兴奋性传导和突触传递的效率。

此外，钙信号还参与了神经元的发育和突触可塑性的调节。

总结起来，钙信号的生物学功能非常丰富和多样，涉及到细胞的增殖、分化、凋亡、运动、迁移、分泌以及神经传导等多个方面。

钙离子通过调节多种信号通路、蛋白激酶和蛋白酶的活性，影响细胞内的生物学过程。

钙信号的异常调节与多种疾病的发生和发展密切相关，因此对钙信号的深入研究有助于揭示疾病的发病机制，并为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。

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细胞内外钙浓度的调节及意义
[日期：2007-12-13] 来源：桂林中学校园网作者：毛
敏
[字体：大中小]

摘要：在正常生理状态下，细胞膜内外钙浓度相差高达1万倍左右。维持如此大
的浓度梯度，主要靠细胞膜对Ca2+极低的通透性、钙亲合蛋白的缓冲以及依赖质
膜两侧钙泵，Na+-Ca2+交换系统将Ca2+主动排除，或通过细胞内Ca2+库摄取于贮
存Ca2+。细胞内游离钙离子浓度的升高可能触发肌肉收缩、递质释放、激素分泌
等生理过程，甚至引起细胞死亡，神经细胞老化等。
关键词：细胞钙离子钙泵
正常细胞中，细胞膜内游离的Ca2+浓度约为0•.1umol/L~1.0umol/L,细胞外钙
离子浓度比细胞内钙离子浓度高1 万倍，约为1.5 m mol/L。
一、细胞内Ca2+浓度调节机理
细胞膜构成了Ca2+流动的屏障，同时也是细胞功能调节的基础。正常细胞中。
膜内Ca2浓度比膜外Ca2+浓度低1万倍左右，这并不等于说细胞内缺少Ca2+，事
实上某些细胞器，如：线粒体、内质网和突轴小泡能摄取和贮存Ca2+，其中线粒
体是细胞内最重要的钙库之一。另外，细胞内还有一些钙结合到带负电的脂和蛋
白上，当细胞受刺激时，细胞外及细胞器中的Ca2+都可能被动的进入细胞质，使
游离钙浓度升至1~10 umol/L，从而引起一定的生理反应。
细胞内Ca2+浓度升高，主要由于Ca2+按浓度梯度通过Ca2+通道进入细胞的结
果。膜系统上的Ca2+通道可以是电压依赖的，也可以是激动剂依赖的，前者主要
在肌肉和神经细胞中起作用。电压依赖的钙通道常有三种类型：
L-型，长程型：需要较强的去激化刺激才能开放，失活也慢；
T-型，瞬时型：较弱的去激化电压即能使通道开放，但失活也快；
N-型，需要较强的去激化电压，失活快。
此外，神经元细胞上还存在一种P-型钙通道，需要较强电压激活，失活也慢。
激动剂依赖型的钙通道，也称受体操纵性钙通道，主要通过激动剂与质膜上特点
受体结合后，启动通道开放，使细胞外钙进入细胞内，或使细胞器钙库释放，使
细胞内游离Ca2+上升。
细胞内Ca2+的排出是由另一类细胞功能蛋白——Ca2+泵来完成的。Ca2+泵逆
浓度梯度将Ca2+排到细胞外或使其进入细胞内贮存库中。细胞膜上还有另一类不
直接与ATP水解偶联的Ca2+主动传递，就是Na+/Ca2+交换体系，它是利用细胞
膜两侧Na+浓度梯度通过Na+ -Ca2+交换将Ca2+排到细胞外。
可见，Ca2+在细胞内外保持动态平衡，依赖四个主要系统维持：
1、电压依赖性钙通道；
2、受体或神经递质操控的钙通道；
3、钙泵；
4、细胞内第二信使（1、4、5三磷酸肌酸IP3）内在机制。
二、钙在细胞中的作用
Ca2+对细胞膜的兴奋性是不可缺少的。当细胞内游离的Ca2+从静息水平的
10-8M上升时，则肌体的分泌、收缩、通道门控和其他过程都处于活动之中。钙
离子具有胞内信使作用。胞外钙离子是胞内钙离子的主要来源。钙通道开放时，
胞外Ca2+浓度的上升，可关闭电压依赖性通道，增加静息膜阻抗，从而也增加了
神经和肌肉兴奋性的阈值；若降低胞外Ca2+浓度则引起触发性阈值变化，作用相
反，神经和肌肉产生复极化，临床上，病人表现为甲状腺机能减退。
Ca2+是生理活性物质，在中枢神经系统中作用倍受人们关注。神经元不少关
键的过程如：神经递质的释放、膜对特种离子的通透性的调节、膜的稳定性、轴
浆流，以及许多酶的控制都是由细胞内或膜内、外钙离子分布的改变来调节的
近年来的研究表明，肌细胞中肌浆网的Ca2+ATP酶的作用是将Ca2+从细胞内
转运并存到肌浆网内部。当Ca2+ATP酶的激活可以迅速降低胞液中Ca2+的浓度，
让肌肉得到舒张。心肌细胞内Ca2+浓度升高，可以引起心肌收缩。
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。
据报道：在非缺血情况下，兴奋性氨基酸递质结合突触膜受体，引起Ca
2+

内流，其突触反应的终止是通过兴奋性氨基酸递质被再摄取和Ca2+、Na+-K+ATP
酶转运系统使Ca2+从细胞内流出；在短暂性脑缺血时，使ATP耗竭，引起兴奋
性氨基酸再摄取和Ca2+外流减少，从而引起NMDA受体控制的Ca2+通道持续开
放，结果细胞内Ca2+超载。
神经细胞钙离子超载与老化有关。高浓度的Ca2+可以激活内质网上Ca2+，诱
导Ca2+释放通道，使内质网膜上释放Ca2+。另外，一些激动剂可以与膜上受体
结合，促发膜磷脂中磷酰肌醇-4，5二磷酸水解产生两种新的肌内第三信使，调
节神经细胞的活动。钙超载对细胞损伤主要有几个方面：
1．酸化脱偶联，呼吸作用受抑制；
2．活磷脂酶C,A1,A2, 使膜磷脂水解，花生四烯酸（AA）释放增加，同时产生
大量自由基，使膜通透性增加，钙离子大量流入，造成恶性循环；
3．活依赖Ca2+的中性蛋白酶活性增加，造成神经元骨架破坏，蛋白质广泛降
解，神经细丝分解，神经微管解聚，严重影响轴浆运输，导致神经元死亡。
Ca2+将死亡信号传入细胞内的机制仍然知之甚少。当细胞内Ca2+浓度增加时，
谷氨酰胺转移酶活化，谷氨酰胺转变成赖氨酸，从而形成位于膜下的稳定的交换
蛋白，去参与凋亡小体的形成。Ca2+和钙调蛋白能活化蛋白酶II，时细胞周期停
止在G2,进而导致细胞凋亡。当细胞内Ca2+浓度降低，也能导致细胞凋亡，因为
细胞内Ca2+浓度降低能抑制DNA和蛋白质合成，增加细胞内能量需求和影响许
多Ca2+依赖性的细胞活动以及基因表达的变化等。
在许多组织中，细胞质Ca2+增加可活化细胞膜上的K+通道，使K+沿电化学
梯度从胞内扩散到胞外。此外Ca2+还可以调节Ca2+、Cl- 和Na+通道的开启，可
以活化一类非专一性的阳离子通道。Ca2+对离子通道的活化与细胞的许多功能，
特别是对细胞的兴奋性传导以及内分泌和外分泌均起着重要的调节作用。
近年研究发现，K+诱导的去极化可通过电压门控Ca2+通道导致Ca2+的内流，
而谷氨酸的作用则经突触后非NMDA受体介导引起Ca2+内流。视网膜中主要的
胶质细胞受刺激后，会引起Ca2+从胞内钙库释放后流至胞内不同部位，先是在细
胞顶端Ca2+浓度升高，然后以波动的形式向终足区传播。这种Ca2+波也许是视
网膜中信号传递的第二条通路。
综上所述，Ca2+在细胞功能的调节作用极大，在神经传导、肌肉收缩、形态
变化、神经细胞老化、腺体细胞的分泌和视网膜细胞的信号传递等生理过程都有
Ca2+的调节参与。细胞的许多功能都依赖于细胞内外极高的Ca2+浓度差存在，一
旦这种浓度差减低，细胞功能就会受到损伤，甚至引起细胞死亡。
参考书目：
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