Кальциевые сигнальные каскады

Определение

Кальциевые сигнальные каскады - это клеточные сигнальные пути, в которых ион кальция ^(Ca2+) берет на себя центральные функции в качестве вторичного вещества-мессенджера. Они позволяют клетке преобразовывать внешние стимулы в специфические реакции.

Функция и значение

^Ca2+ выступает в роли универсальной сигнальной молекулы. Даже самые незначительные изменения концентрации могут вызывать далеко идущие клеточные реакции.

Механизм каскада кальциевых сигнализаций

Индукция сигнализации: Активация клеточных рецепторов стимулами.
Высвобождение кальция:
- Поступление ^Ca2+ через мембранные каналы
- Высвобождение из внутриклеточных запасов (ER)
Передача сигнала:
- Активация кальмодулина, CaMKs, кальциневрина
- Запуск клеточных реакций: сокращение, секреция, экспрессия генов
Отключение сигнализации: Обратный транспорт ^Ca2+ в хранилище или наружу

Физиологическое и патологическое значение

Важен для: движения мышц, коммуникации между нейронами, иммунного ответа, роста клеток

Нарушения приводят к: сердечной аритмии, нейродегенеративным заболеваниям, раку

Пример: Каскад кальциевой сигнализации в нейронах

Потенциал действия достигает пресинаптического окончания
^Ca2+ поступает в цитозоль через каналы
Везикулы сливаются с мембраной
Нейротрансмиттеры высвобождаются

Резюме

Кальциевые сигнальные каскады - важнейшие, тонко настроенные механизмы клеточной коммуникации. Благодаря своей универсальности они занимают центральное место в биологических процессах и в то же время подвержены патологическим нарушениям.