Biyolojide kalsiyum

Kalsiyum iyonları (Ca²⁺) organizmaların hücre fizyolojisi ve biyokimya’sına katkıda yapar. İkinci haberci olarak görev yaptıkları sinyal iletim yollarında,^[2][3] nöronlardan nörotransmitter salınımında, tüm kas hücre tiplerinin kasılmasında ve döllenme’de önemli rol oynar. Pek çok enzim, Koagülasyon faktör'lerinin birçoğu dahil olmak üzere, kofaktör olarak kalsiyum iyonlarına gerek duyar. Hücre dışı kalsiyum aynı zamanda uyarılabilir hücre zarları arasındaki potansiyel farkının korunması ve ayrıca uygun kemik oluşumu için de önemlidir.

Memelilerde plazma kalsiyum seviyeleri sıkı şekilde düzenlenir ve^[2][3] kemik, ana mineral deposu görevi yapar. Kalsiyum iyon'ları Ca²⁺ kontrollü koşullar altında kemikten kan dolaşımına salınır. Kalsiyum kan dolaşımı yoluyla çözünmüş iyonlar halinde taşınır veya serum albümini gibi proteinlere bağlanır. Paratiroit bezi tarafından salgılanan paratiroid hormon'unu Ca²⁺'nin kemikten emilimini, böbrekte tekrar dolaşıma emilimini ve D₃ vitamini’nin kalsitriol’e aktivasyonunun artışını düzenler. D₃ vitamininin aktif formu olan kalsitriol, kalsiyumun bağırsaklardan ve kemiklerden emilimini destekler. Tiroit bezi’nin parafoliküler hücreleri’nden salgılanan kalsitonin ayrıca paratiroid hormonuna karşı çıkarak kalsiyum seviyelerini de etkiler ancak insanlarda fizyolojik önemi şüphelidir.

Hücre içi kalsiyum belirli hücresel olaylara yanıt olarak Ca²⁺ iyonlarını tekrar tekrar salan ve ardından yeniden biriktiren organellerde depolanır: depolama yerleri mitokondri ve endoplazmik retikulum’dur.^[4]

Model organizmalardaki karakteristik kalsiyum konsantrasyonları şöyledir:

E. coli 'de 3 mM (bağlı olarak) ve 100 nM (serbest olarak), tomurcuklanan mayada 2 mM (bağlı olarak), memeli hücresinde 10-100 nM (serbest olarak) ve kan plazmasında 2 mM.^[5]

1. ^ Kléber, André G.; Rudy, Yoram (1 Nisan 2004). "Basic Mechanisms of Cardiac Impulse Propagation and Associated Arrhythmias". Physiological Reviews. 84 (2). ss. 431-488. doi:10.1152/physrev.00025.2003. ISSN 0031-9333. PMID 15044680. 8 Ocak 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Ocak 2024. 
2. ^ ^{a b} Brini, Marisa; Ottolini, Denis; Calì, Tito; Carafoli, Ernesto (2013). "Chapter 4. Calcium in Health and Disease". Astrid Sigel, Helmut Sigel and Roland K. O. Sigel (Ed.). Interrelations between Essential Metal Ions and Human Diseases. Metal Ions in Life Sciences. 13. Springer. ss. 81-137. doi:10.1007/978-94-007-7500-8_4. ISBN 978-94-007-7499-5. PMID 24470090. 
3. ^ ^{a b} Brini, Marisa; Call, Tito; Ottolini, Denis; Carafoli, Ernesto (2013). "Chapter 5 Intracellular Calcium Homeostasis and Signaling". Banci, Lucia (Ed.). Metallomics and the Cell. Metal Ions in Life Sciences ü. 12. Springer. ss. 119-68. doi:10.1007/978-94-007-5561-1_5. ISBN 978-94-007-5560-4. PMID 23595672.  electronic-book 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 electronic-ISSN 1868-0402
4. ^ Wilson, C.H.; Ali, E.S.; Scrimgeour, N.; Martin, A.M.; Hua, J.; Tallis, G.A.; Rychkov, G.Y.; Barritt, G.J. (2015). "Steatosis inhibits liver cell store-operated Ca(2)(+) entry and reduces ER Ca(2)(+) through a protein kinase C-dependent mechanism". Biochem J. 466 (2). ss. 379-90. doi:10.1042/bj20140881. PMID 25422863. 
5. ^ Milo, Ron; Philips, Rob. "Cell Biology by the Numbers: What are the concentrations of different ions in cells?". book.bionumbers.org. 8 Ekim 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mart 2017.