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Calcium-Signalkaskaden
Calcium-Signalkaskaden
Definition
Calcium-Signalkaskaden sind zelluläre Signalwege, bei denen das Kalziumion (Ca2+) als sekundärer Botenstoff zentrale Funktionen übernimmt. Sie ermöglichen es der Zelle, äußere Reize in spezifische Reaktionen umzuwandeln.
Funktion und Bedeutung
Ca2+ wirkt als vielseitiges Signalmolekül. Bereits kleinste Konzentrationsänderungen können weitreichende zelluläre Antworten auslösen.
Mechanismus der Calcium-Signalkaskade
- Signalinduktion: Aktivierung von Zellrezeptoren durch Reize.
- Calcium-Freisetzung:
- Einströmen von Ca2+ durch Membrankanäle
- Freisetzung aus intrazellulären Speichern (ER)
- Signalweiterleitung:
- Aktivierung von Calmodulin, CaMKs, Calcineurin
- Auslösung von Zellantworten: Kontraktion, Sekretion, Genexpression
- Signalabschaltung: Ca2+-Rücktransport in Speicher oder nach außen
Physiologische und pathologische Bedeutung
Wichtig für: Muskelbewegung, neuronale Kommunikation, Immunantwort, Zellwachstum
Störungen führen zu: Herzrhythmusstörungen, neurodegenerativen Erkrankungen, Krebs
Beispiel: Neuronale Calcium-Signalkaskade
- Aktionspotenzial erreicht präsynaptische Endung
- Ca2+ strömt über Kanäle ins Zytosol
- Vesikel fusionieren mit Membran
- Neurotransmitter werden freigesetzt
Zusammenfassung
Calcium-Signalkaskaden sind essenzielle, fein abgestimmte Mechanismen der Zellkommunikation. Ihre Vielseitigkeit macht sie zu zentralen Akteuren biologischer Prozesse und gleichzeitig anfällig für krankhafte Störungen.