细胞内钙信号
Ca2+信号（Ca2+ signals）调控着细胞内许多重要的功能，包括短期效应如细胞电兴奋、收缩和分泌功能；长期效应如细胞转录、增殖和分化以及死亡。
一、Ca2+在人体内的含量及分布
99% 存在于骨骼和牙齿
分布于血浆和组织细胞内的钙不到人体钙的1%
细胞外：游离Ca2+浓度约1~2mmol/L
细胞内：细胞核 50 ％
线粒体 30 ％，浓度为0.6 mmol／L
内质网 14 ％，约0偶步清袁枚.28 mmoI／L
质膜(外层)占5 ％，约0.1 mmol／L
胞浆Ca2+浓度：
细胞在静止(非激活)状态时，细胞溶质中仅占总钙的0．5 ％(结合态)或0．005 ％(离子态)。胞浆游离Ca2+浓度约0．1 μmo1/L，不但远低于细胞外液，而且低于肌浆网和线粒体内的Ca2+浓度。
随着细胞的活动，胞浆Ca2+浓度会发生变化。例如，心肌细胞胞浆游离Ca2+浓度随心动周期在0.1～10µmol/L的范围内变动，这是心肌舒缩活动的基础。血管平滑肌内Ca2+浓度的改变也为血管舒缩所必须。内分泌细胞的分泌活动也伴随有细胞内钙的变化。另外，在许多病理生理状态下，细胞内钙水平大大增加，引起细胞功能的改变，甚至导致细胞死亡。因此认为细胞内Ca2+稳态失控是许多外界因素引起细胞坏死的共同机理，因此细胞溶质Ca2+处于极为严格的调节控制之中。
二、钙信号的来源
有两条途径：细胞外Ca2+内流和细胞内钙库钙的释放。
（一） 细胞外Ca2+内流
研究发现，细胞膜上有三种主要的钙进入通道，即电压依赖性钙通道（VOCs）、受体门控性钙通道（ROCs）和储存开启性钙通道（SOCs）三个通道，其力学特征显著不同。VOCs和ROCs常产生短暂、高强度的Ca2+内流，对VOCs和ROCs的开放机制已比较清楚。而SOCs则产生持续的、较小Ca2+内流。SOCs的开放由储存钙的充盈状态决定。当储存钙排空时，细胞膜上的SOCs开放，Ca2+进入；反之关闭。SOCs对Ca2+特别敏感，Ca2+对SOCs似乎有双向性影响，低水平时激活，高水平则抑制其活性。SOCs的功能十分重要，提供了补充内部储存Ca2+所必需的持续Ca2+内流，维持了大量非兴奋细胞中出现Ca2+脉冲和钙波。
但SOCs仍有许多问题需要解决。储存排空到通道开放间的耦联机制仍是未解决的问题。一种观点是储存排空时产生一种钙灌注因子（CIF），它扩散到细胞膜打开SOCs；另外的耦联模式可能是通过IP平仄是什么3R玫瑰人生歌词的大胞质头直接地传输信息。当储存钙排空时，IP3R发生构型变化，将信息传输到质膜中的SOCs，诱导外部钙的进入。（已发现非洲蟾蜍卵母细胞中ER的一部分与质膜间仅存在10nm的间隙，允许IP3R同 SOCs相互作用。）
（二） 细胞内钙库Ca2+的释放
细胞内14 ％钙储存在内质网（ER）/肌浆网(SR) ，30 ％钙储存在线粒体，因此它们可以作为细胞内的钙库。
三、钙信号基本单位早安的说说
因为Ca2+在多种形式的细胞活动中起重要作用（如肌肉收缩、神经递质释放、突触适应、细胞分化和死亡等），为了完成如此众多的控制功能，细胞出现了多种不同的Ca2+信号基本单位。一些以短暂的高度局限化Ca普通话考试成绩2+爆发的形式出现，而另一些则表现为持续时间较长的球型Ca2+升高。这些由单个或成组Ca2+通道活化而引起的Ca2+释放，构成了钙信号的基本单位。
（一）钙信号基本单位的类型
大多数研究记录到的Ca2+信号基本单位代表了单通道的开放或关闭，也可能反映了局部的多组通道功能（后者可产生一个典型的Ca2+球形信号）。已在许多不同类型细胞中发现了这些基本单位，其钙信号特征为快速升高期和较慢的恢复时期。当通道开放时，Ca2+的快速释放，随着通道关闭，Ca2+通过弥散而缓慢消散。Ca2+释放通道的开放和关闭与参加
数量的多少决定了球形Ca2+信号的波幅。这样的Ca2+信号基本单位有各种各样的名称，常常反映了它们的时空性质，例如：夸克（quark），火花（sparks），喷烟（puffs），沸腾（bumps），卷流（plume）和量子散发范围（quantum emissiondomains,QED）。
（二）Ca2+信号基本单位的功能
1．对细胞内静息钙水平的影响 胞浆内静息钙水平由Ca2+进入或排出胞浆间的基本比率决定。Ca2+信号基本单位以火花和沸腾等方式释放一小团Ca2+到胞浆，有助于维持静息或基础Ca2+水平。在Hela细胞株和非洲蟾蜍卵母细胞中，已证实Ca2+信号基本单位有助于保持细胞内静息钙水平。在静息细胞或接受低水平刺激的细胞中，Ca2+少量释放到胞质中能对钙的静息水平产生显著性影响。Ca树用英语怎么写2+水平的这种升高提高了细胞内受体的兴奋性，有助于球形Ca2+信号的开始。
2．局限化功能 Ca2+信号基本单位产生高浓度局限化的Ca2+爆发，执行非常特殊的信号功能。例Ca2+经VOCs（电压依赖性钙通道）进入突触前膜引起一个短暂的Ca2+脉冲，激发细胞排粒作用。此作用定位在囊的附近，持续大约500us，在此期间Ca2+浓度从100nm
ol/L上升到200nmol/L，产生一个微小的延迟后激发排粒作用。因此VOCs同轴突蛋白的Syntaxin和25kD的突触小囊联系蛋白(SNAP25)相联系。
3．对离子通道的影响 Ca2+信号基本单位的另一个重要局部功能是激活离子通道。肌纤维膜下的Ca2+火花刺激局部的钾通道产生STOCs。
四、细胞钙信号的种类/表现方式
1．钙火花：最早在激光共聚焦显微镜下发现从心肌细胞肌浆网内释放的钙可在细胞内产生局限的、类似点火花状的自发性增高，称为钙火花。是细胞内钙的自发的、局限的、非传播性增高的现象，由SR上的一簇邻近的RyR自发地释放的Ca2+所形成，反映了SR的RyR自发开放的情况。以后研究者发现同类钙火花不仅见之于可兴奋性组织（如心肌、骨骼肌、平滑肌、神经元），亦见之于非兴奋性组织和细胞，如神经胶质细胞、蛙卵细胞（Xenopus occytes），及植物根毛生长锥中的细胞。
2．钙夸克：比钙火花更小的、局部的钙释放形式，它是目前发现的心肌细胞钙信号系统的最小功能性释放单位，理论上认为它是由单个钙释放通道释放出的钙。由钙夸克空间上的
总和，构成了钙火花。
3．钙瞬变：由心肌细胞膜上兴奋冲动到来时的电除极所诱发的瞬时性钙增高（caicium transient），也主要是由肌浆网释放的，与正常的收缩功能密切相关，是心肌细胞内正常的钙信号。它与钙波和钙火花不同，只是在兴奋-收缩耦联时出现钙瞬时性增高。
4．钙波：指某些情况下（如病理状态缺血或细胞内钙负荷增高等）细胞内钙在局部自发性释放增加并伴以传导的现象（1996）。其特点是在激光共聚焦显微镜下可见细胞内钙在某个区域瞬时性增高，并以很快的速度在细胞内传播（100um/s），似乎反映了细胞对高钙负荷后的反应。
5．钙振荡：细胞内钙信号的传播存在时间和空间的组合形式。始发于胞浆中某一局部的Ca2+跃升，可以一种反复瞬变的方式在细胞中传递，称钙振荡（calcium osillation）。
五、钙测定
由于Ca2+在生命活动的各种生理生化反应和疾病的发生、发展中扮演着极其重要的作用，
随着近年来生物医学高新技术和高精科学仪器的飞速发展，从整体水平至细胞分子水平对钙的研究方法和成果越来越多。
（一）整体水平上（如血清/尿钙的测定）
1. 滴定法 又分为氧化还原法和络合法，后者是国内应用较普遍的方法之一。尿钙的测定多采用与血清钙相同的EDTA-2Na滴定法。
2. 比色法 有直接比色法和间接比色法，国内多用间接比色法，即邻-甲酚酞络合法。
3. 火焰法 分为火焰光度计法和原子吸收法，后者比前者效果好。
4. 离子选择电极法 可测血中离子钙，它比测总钙更有意义。
5. 活化分析法 是用回旋器中子轰击试样后用质谱仪测定血钙的方法，用血量少，准确度高。
此外还有45数学字母符号Ca放射性同位素示踪法，本法不仅可用作体内钙代谢的示踪研究，也可作为观测细胞钙流的研究，是现代比较常用的方法。
（二）细胞内钙的测定――双激发波长荧光法
随着90年代中期多学科尖端技术运用，包括单细胞电生理（膜片钳技术），荧光细胞钙测量，激光共聚焦扫描显微术，数字图像处理及计算机数学模型技术的运用，特别是激光共聚焦扫描显微术精确性、高分辨等特征，大大提高了细胞内影像观测及三维重组能力，观察到了多种形式的细胞内钙离子浓度的瞬时性增高，为功能学研究提供了方便直观的图像，使人们对钙信号调控机制的探讨向纵深跨进了一大步。目前最常用、最先进的测量技术都是通过荧光法（钙荧光探针）实现的。
测量时一般采用单波长法和双波长比例测量法，其原理是：探针与钙结合后不仅产生荧光强度的变化，而且有激发光或发射光谱偏移。激发峰偏移者进行双激发比例荧光测量，如fura-2；发射峰偏移者进行双发射比例荧光测量，如indo-1。一般选择对钙离子敏感而荧光强度变化相反的两个波长，如fura-2的340/380，可获得最大的比值；也可选择对钙离子敏感和不敏感的两个波长，如fura-2的340/360。
例如Ca2+ 与fura-2结合后，在激发荧光波长为340ｎｍ左右时,结合物荧光强度上升;而在激发荧光波长为380ｎｍ时,其荧光强度会下降;在fura-2的等消光点360ｎｍ时,其荧光强度与
结合的Ca2+ 浓度无关。这样Ca2+ 浓度可以直接由两个激发波长上的荧光强度的比值来计算。
