calcium (biokemi)

Calcium og calciumioner (Ca²⁺) har en række funktioner i levende organismer.

Intracellulært findes Ca²⁺ især i mitokondrier og endoplasmatisk reticulum (ER), men calciumionernes funktioner er i cytoplasma, hvor koncentrationen er meget lav. Ca²⁺ kan fungere som intracellulær budbringer; visse hormoner, fx adrenalin, bindes på cellemembranens yderside til et modtagermolekyle (receptor). Hormon-receptor-komplekset aktiverer et enzym, som spalter en komponent i cellemembranen (fosfatidylinositol-difosfat), således at der til cytoplasma frigøres en kemisk forbindelse (inositol-trifosfat). Denne forbindelse diffunderer til ER, hvor calciumion-kanaler åbnes, og Ca²⁺-koncentrationen i cytoplasma stiger, hvorefter 2-4 calciumioner bindes til proteinet calmodulin. Ca²⁺-calmodulinkomplekset kan enten aktivere eller hæmme visse enzymers aktivitet.

I glat og tværstribet muskulatur er Ca²⁺ nødvendig for muskelsammentrækning. En nerveimpuls til musklen fører til frigørelse af Ca²⁺ fra sarcoplasmatisk reticulum til cytoplasma. Ca²⁺ bindes til et calmodulinlignende protein (troponin C), hvilket fører til muskelsammentrækning. I nerveceller er Ca²⁺ nødvendig for frigivelse af neurotransmittere fra nerveenden.

Ekstracellulært indgår Ca²⁺ som bestanddel af knoglevævsmineralet hydroxyapatit, der giver knoglen trykresistens. Ca²⁺ har en vigtig funktion i blodkoagulation. Efter en blodkarlæsion samles blodplader på læsionsstedet og danner en blød prop, der ikke standser blødningen. Ca²⁺ danner bindinger til blodpladerne og til blodkoagulationsfaktorer, som derved koncentreres på læsionsstedet, hvilket resulterer i, at blødningen stoppes. Se også calciumstofskiftet.