カルシウムチャネル
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カルシウムチャネルは、カルシウムイオンを選択的に透過するイオンチャネルである。カルシウムチャネルには、イオンチャネル内蔵型受容体[1]も含まれるが、単に電位依存性のカルシウムチャネルを指して使われることがある。[1]
目次
- 1 カルシウムチャネルの種類
- 1.1 電位依存性カルシウムチャネル(Voltage-dependent calcium channel、VDCC)
- 1.2 イオンチャネル内蔵型受容体
- 2 薬理学
- 3 参考文献
- 4 外部リンク
カルシウムチャネルの種類
以下に、各種の電位依存性カルシウムチャネルとイオンチャネル内蔵型受容体に対する、チャネル分子、遺伝子、発現部位、機能などの表を示す。
電位依存性カルシウムチャネル(Voltage-dependent calcium channel、VDCC)
チャネルタイプ |
活性化閾値電位 |
チャネル分子 |
遺伝子 |
発現部位 |
機能 |
VDCCL型 |
高電位 |
Cav1.1
Cav1.2
Cav1.3
Cav1.4
|
CACNA1S
CACNA1C
CACNA1D
CACNA1F |
骨格筋、骨芽細胞、心筋、皮質ニューロンなどの樹状突起 |
平滑筋や心筋の収縮 [2]。心筋細胞における長い活動電位の形成。 |
VDCCP型/VDCCQ型 |
高電位 |
Cav2.1 |
CACNA1A |
小脳のプルキンエ細胞 / 小脳顆粒細胞 |
神経伝達物質の放出[2] |
VDCCN型 |
高電位 |
Cav2.2 |
CACNA1B |
脳全体 |
神経伝達物質の放出 [2] |
VDCCR型 |
中間電位 |
Cav2.3 |
CACNA1E |
小脳顆粒細胞、他のニューロン |
?[2] |
VDCCT型 |
低電位 |
Cav3.1
Cav3.2
Cav3.3
|
CACNA1G
CACNA1H
CACNA1I |
神経、洞房結節、骨芽細胞 |
規則的な洞調律[2] |
イオンチャネル内蔵型受容体
チャネルタイプ |
アゴニスト |
遺伝子 |
発現部位 |
機能 |
IP3受容体 |
IP3(イノシトールトリスリン酸) |
|
小胞体(ER)/筋小胞体(SR) |
Gタンパク質共役受容体(GPCR)の活性化の結果生じたIP3によるER/SRからのカルシウム放出 [2] |
リアノジン受容体 |
T管に存在するジヒドロピリジン受容体の放出するカルシウムイオン |
|
ER/SR |
心筋細胞におけるCICR(Calcium-Induced Calcium Release) [2] |
Two-pore channel |
|
|
|
|
精子に発現する陽イオンチャネル |
|
|
|
|
容量依存性カルシウムチャネル |
ER/SRのカルシウムの枯渇による間接作用[2] |
|
細胞膜(外膜) |
|
薬理学
カルシウム拮抗剤は、主に高血圧や狭心症などに用いられる。
参考文献
- ^ Striggow F, Ehrlich BE (August 1996). “Ligand-gated calcium channels inside and out”. Curr. Opin. Cell Biol. 8 (4): 490--5. PMID 8791458. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0955-0674(96)80025-1.
- ^ a b c d e f g h Rang, H. P. (2003). Pharmacology. Edinburgh: Churchill Livingstone. ISBN 0-443-07145-4. Page 53
- ^ Walter F., PhD. Boron. Medical Physiology: A Cellular And Molecular Approaoch. Elsevier/Saunders. ISBN 1-4160-2328-3. Page 479
外部リンク
- Calcium Channels - the US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
UpToDate Contents
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Japanese Journal
- 冠攣縮性狭心症に対する長時間作用型Ca拮抗薬ニフェジピンCR錠の冠攣縮抑制効果
- 化学療法中に傍腫瘍性辺縁系脳炎を合併した肺小細胞癌の1例
- 日本呼吸器学会雑誌 = The journal of the Japanese Respiratory Society 49(8), 602-606, 2011-08-10
- NAID 10029537984
Related Links
- イオンポンプの一種で、細胞内と細胞外のカルシウムイオン濃度を調節するために、細胞膜にある機能が「カルシウムポンプ」です。そして、カルシウムが出入りする細胞膜上のゲート(扉)が「カルシウムチャンネル」と呼ばれています。
- 栄養・生化学辞典 カルシウムチャンネルの用語解説 - 膜を横切ってカルシウムイオンが通過する通路.... ... 骨の健康にはカルシウム&MBP 雪印が発見した機能性 たんぱく質《MBP》配合のトクホ飲料 www.shop-bss.jp/ ...
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★リンクテーブル★
[★]
- 英
- voltage-dependent calcium channel, VDCC
- 同
- 電位関門型カルシウムチャネル voltage-gated calcium channel VGCC、電位作動型カルシウムチャネル voltage-operated calcium channel VOCC, 電位依存性Ca2+チャネル
- 関
- イオンチャネル、電位依存性イオンチャネル
[show details]
- α1サブユニット単独でチャネルを形成できる (SP.93)
- β, γ, α2/δの3種類の副サブユニットはチャネルの機能を修飾する
電位依存性カルシウムチャネルの分類 (SP.93)
型
|
α1サブユニット遺伝子
|
発現組織
|
阻害薬
|
閾電位
|
コンダクタンス
|
L型
|
Cav 1.1
|
骨格筋
|
ジヒドロピリジン、ベラパミル、ジルチアゼム
|
高
|
大
|
Cav 1.2
|
心臓、神経系、内分泌系
|
Cav 1.3
|
神経系、内分泌系、内有毛細胞
|
Cav 1.4
|
視細胞
|
P/Q型
|
Cav 2.1
|
神経系
|
|
N型
|
Cav 2.2
|
|
R型
|
Cav 2.3
|
|
中
|
T型
|
Cav 3.1
|
神経系、心臓、平滑筋、腎臓、内分泌系
|
|
低
|
小
|
Cav 3.2
|
|
Cav 3.3
|
|
[★]
- 英
- calcium channel calcium channel
- 同
- カルシウムチャンネル、Caチャネル, Ca channel、Ca2+チャネル, Ca2+ channel、カルシウムイオンチャネル, calcium ion channel
- 関
- 電位依存性カルシウムチャネル, voltage-dependent calcium channel, VDCC
[★]
- 英
- Ca2+ channel、Ca channel
- 関
- カルシウムチャネル、カルシウムチャンネル、Ca2+チャネル
[★]
電位依存性カルシウムチャネル
[★]
- 英
- calcium
- 関
- カルシウムイオン、リン
- calcium channel blockers, calcium channels
基準値
- 血清総Ca 8.6-10.1 mg/dl(臨床検査法提要第32版)
- 8.6-10.2 mg/dL (QB) だいたい 9.4 ± 0.8
- 血清Caイオン 1.15-1.30 mmmol/l(臨床検査法提要第32版), 4.6-5.1 mg/dl
血液ガス
- 血液ガスでは (mEq/l)で出されるが 4倍すれば (mg/dl)に変換できる 原子量が約40ゆえ
溶解度積
リン酸カルシウム
|
366x10-6
|
(30℃)
|
リン酸カルシウム
|
0.35x10-6
|
(38℃)
|
炭酸カルシウム
|
0.0087x10-6
|
(25℃)
|
酒石酸カルシウム
|
0.0077x10-6
|
(25℃)
|
シュウ酸カルシウム
|
0.00257x10-6
|
(25℃)
|
オレイン酸カルシウム
|
0.000291x10-6
|
(25℃)
|
パルチミン酸カルシウム
|
0.000000161x10-6
|
(23℃)
|
カルシウムの吸収(SP.744)
- +健康成人の1日あたりの食物Ca摂取0.6g
- +消化管分泌物と脱落上皮細胞のCa 0.6g
- -吸収されるCa 0.7g
- -そのまま排泄 0.5g
- 正味吸収されるCa 0.1g
カルシウムの吸収部位
カルシウム代謝の調節機構
副甲状腺ホルモン
- 1. 破骨細胞に作用してCa,Pが血中へ。
- 2. 腎の遠位尿細管に作用してCa再吸収の亢進、近位尿細管でのP再吸収の抑制。
- 3. 近位尿細管に作用して酵素を活性化し、1,25水酸化ビタミンD3の産生亢進。
1,25(OH)2D3
- 1. 空腸からのCaとPの吸収。
- 2. 骨形成促進。
- 3. 遠位尿細管でのCaとPの再吸収促進。
- 4. 副甲状腺ホルモンの合成を抑制
尿細管における部位別カルシウム輸送
- 糸球体で濾過されるのはイオン化Caと陰イオン複合型Ca(蛋白結合型Caは濾過されない)
- 濾過されたカルシウムのうち95%が再吸収される。
- 近位尿細管:60-70%
- ヘンレループ:20-25%
- 遠位尿細管、集合管:10-15%
近位尿細管
- Na+依存的に再吸収。受動輸送80%、能動輸送20%
- 基底側のCa2+ ATPase, 3Na+-Ca2+逆輸送系
ヘンレループ
- 太いヘンレループ上行脚で
- 受動輸送:管腔内電位が正であるため
遠位尿細管~集合管
- 糸球体濾過量の10-15%が再吸収されている → 量としては少ないが能動的に吸収が行われる部位。
- 能動輸送:管腔内電位が負であるため。
- PTH、カルシトニンに調節されている
- チアジド系利尿薬により細胞内Na↓となるとCa再吸収↑となる!!!! ← ループ利尿薬と違う点。よって高カルシウム血症が起こることがある。
接合尿細管
- 管腔側:Ca2+チャネル/非選択的カチオンチャネル
- 基底側:Na+-K+ ATPase, 3Na+-Ca2+交換系
尿細管におけるカルシウムの輸送の調節 SP.796
- Ca2+の尿中排泄量はNa+の尿中排泄量と比例。循環血漿量が増加するとCa2+排泄も増加
- Ca2+の尿中排泄量は血漿Ca2+濃度と比例する。
血清カルシウム濃度
- 血液中でCa2+は調節を受けて一定に保たれるが、蛋白と結合しているCaはアルブミンの量によって増減する。
- 血清アルブミン濃度 4 g/dl、血清Ca濃度 9mg/dl。補正Ca濃度 9mg/dl → 正常
- 血清アルブミン濃度 2 g/dl、血清Ca濃度 7mg/dl。 → 大変!!低カルシウム血症!! → ホント? ってことになる。アルブミンの量が減ってAlb-Caが減っただけで生理的に重要なCa2+は保たれているのではないか。 → こんな時に補正Ca濃度を用いるのである
- →補正Ca濃度 9mg/dl → 正常
- つまり、低アルブミン血症ではCa2+は保たれているにもかかわらず、血清Caは低値となりそのままでは評価できないために補正を行う。
- 補正Ca濃度(mg/dl)=Ca実測値(mg/dl)+(4-血清アルブミン濃度(g/dl)) ・・・Payneの式
- アルブミンのpIは7より小さく、アシデミアでは負に帯電しているアルブミンが減少、アルカレミアでは負に帯電しているアルブミンが増加する。すなわち、pHが下がるとアルブミンとくっつなくなったCaが増加するので、血液pH0.1の低下につきfreeイオン化Ca(Ca2+)は0.12mg/dl増加する???????????
循環血液量
血清Ca濃度
- 血清Ca濃度↑→PTH↓
- 生理活性のあるのはイオン化Ca(Ca2+)のみ
- 血清Ca濃度=イオン化Ca(45%) + 蛋白結合型Ca(40%) + 陰イオン複合型Ca(15%)
- イオン化Caは一定に保たれる
pH
- アシドーシス :pHが小さくなると負電荷減少:蛋白のCa結合能↓、イオン化Ca↑
- アルカローシス:pHが大きくなると負電荷増加:蛋白Caの結合能↑、イオン化Ca↓→Ca欠乏(低カルシウム血症)
低蛋白血症
- 低蛋白血症の際、蛋白結合型Caは減少するが、イオン化Ca一定。
尿中カルシウム
血中カルシウムと尿中カルシウム
- 薬剤などの影響がなければ、血中カルシウムと尿中カルシウムは相関がありそうである → 副甲状腺ホルモン
血清カルシウムと心電図
元素
- 金属元素。周期表第2族アルカリ土類金属元素
- 原子番号:20
- 元素記号:Ca
- 原子量 40.078 g/mol
臨床関連
参考
- http://www.orth.or.jp/osteoporose/caseizai.html
[★]
- 英
- channel
- 関
- イオンチャネル、チャネル