Il canale del calcio o specificando meglio, i vari tipi di canali del calcio sono proteine integrali di membrana che formano canali ionici, che conducono i cationi del calcio attraverso la membrana plasmatica delle cellule. Vengono classificati in base all'innesco (trigger) che apre il canale per questi ioni, ad esempio sia un cambiamento della tensione (canali del calcio tensione-dipendenti), sia il legame di una sostanza (un ligando) al canale (canali del calcio ligando-dipendenti).

Durante il plateau del potenziale d'azione (la cosiddetta fase 2, che segue la ripolarizzazione precoce e precede la fase di ripolarizzazione finale) lo ione Ca2+ penetra nella cellula per mezzo dei canali del calcio, i quali si caratterizzano per la peculiarità di attivarsi ed inattivarsi in modo decisamente più lento rispetto ai canali del Na+. Questi canali sono regolati dalla tensione: si attivano infatti allorché nella fase d'incremento del potenziale di azione il potenziale di riposo della membrana diviene meno negativo.

Studi effettuati sulle cellule del muscolo cardiaco hanno permesso di identificare due tipi di canali del Ca2+: il tipo L ed il tipo T.
Canali di tipo T (transient): la loro attivazione avviene quando il potenziale è molto negativo (intorno ad un potenziale di -70mV). Si inattivano molto più rapidamente rispetto al tipo L e la loro frequenza a livello delle cellule miocardiche è decisamente più scarsa.
Canali di tipo L (long lasting): chiamati così perché una volta attivati si richiudono con lentezza e forniscono un flusso di Ca2+ che perdura nel tempo. Sono i canali del calcio maggiormente diffusi nel miocardio, la loro attivazione avviene nella fase ascendente del potenziale d'azione, quando il potenziale raggiunge approssimativamente un valore di -20mV.[1]
Da un punto di vista farmacologico i canali di tipo L sono particolarmente importanti in quanto i farmaci calcio antagonisti (ad esempio nifedipina, amlodipina, lacidipina, verapamil, diltiazem ed altri, agiscono proprio determinando un loro blocco selettivo.

Canali del calcio tensione-dipendenti

TipoTensioneProteinaGeneLocalizzazioneFunzione
Tipo Lalta tensioneCav1.1
Cav1.2
Cav1.3
Cav1.4
CACNA1S
CACNA1C
CACNA1D
CACNA1F		Muscolo scheletrico, ossa (osteoblasti), miociti ventricolari**, dendriti dei neuroni corticalicontrazione del muscolo liscio e del muscolo cardiaco.[2]
Tipo P/Tipo Qalto voltaggioCav2.1CACNA1Aneuroni Purkinje nel cervellettorilascio di neurotrasmettitore[2]
Tipo Nalto voltaggioCav2.2CACNA1Bcervellorilascio di neurotrasmettitore [2]
Tipo Rvoltaggio intermedioCav2.3CACNA1Ecervelletto ?[2]
Tipo Tbasso voltaggioCav3.1
Cav3.2
Cav3.3
CACNA1G
CACNA1H
CACNA1I		neuroni, cellule con attività pacemaker, ossa (osteociti)Regolarità del nodo seno atriale[2]

Canali del calcio ligando-dipendenti

TipoLigandoGeneLocalizzazioneFunzione
IP3 receptorIP3ITPR1, ITPR2, ITPR3reticolo endoplasmatico/reticolo sarcoplasmaticoRilascio di calcio dai reticoli in resposta all'IP3 [2]
recettore della rianodinerecettore della diidropiridina nei tubuli T ed aumento intracellulare di calcio (Calcium Induced Calcium Release - CICR)RYR1, RYR2, RYR3reticolo endoplasmatico/reticolo sarcoplasmaticomiociti[2]
Canali a due pori
CatSper
store-operated channelsindirettamente dalla deplezione del calcio dal reticolo endoplasmatico/reticolo sarcoplasmatico[2]ORAI1, ORAI2, ORAI3membrana plasmatica

Note

  1. ↑ P. Hess, JB. Lansman; B. Nilius; RW. Tsien, Calcium channel types in cardiac myocytes: modulation by dihydropyridines and beta-adrenergic stimulation., in J Cardiovasc Pharmacol, 8 Suppl 9, 1986, pp. S11-21, PMID 2433538.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 Rang, H. P., Pharmacology, Edinburgh, Churchill Livingstone, 2003, ISBN 0-443-07145-4. Page 53

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