「カルシウム」の版間の差分

　カルシウムは原子番号20の金属元素。元素記号はCa。[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]周期表第2族[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]アルカリ土類元素の一種で、[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]を含む動物の代表的な[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]ミネラル（[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]必須元素）である。[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]骨や[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]歯の形成のみならず、カルシウムイオン（Ca²⁺）は細胞内[[シグナル伝達]]を担う代表的な[[セカンドメッセンジャー]]の一つであり、広範な細胞機能の制御に関与している。  

　[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]江橋節郎は1950年代後半からの先駆的研究により、細胞内Ca²⁺が[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]骨格筋収縮を制御するという機構を提唱した。そして1965年に[[カルシウム結合タンパク質]]である[[トロポニン]]を発見し、Ca²⁺依存性シグナルの存在を世界に先駆けて証明した<ref><pubmed>5857096</pubmed></ref>。次いで1970年には[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]垣内史郎とWai Yiu Cheungにより[[カルモジュリン]]が発見され、Ca²⁺が筋収縮のみならず広範な細胞機能を制御することが明確になった<ref><pubmed>4320714</pubmed></ref><ref><pubmed>4315350</pubmed></ref>。  

　さらに[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]Roger Y Tsienによる[[カルシウム指示薬]]の開発<ref><pubmed>3838314</pubmed></ref>により、細胞内Ca²⁺濃度を生細胞にて[[蛍光イメージング]]法で測定することが可能になり、Ca²⁺ウェーブやCa²⁺オシレーションといった、細胞内Ca²⁺濃度の複雑な時空間動態が明らかとなった。  

　[[細胞膜]]および[[小胞体]]膜上に存在する各種のCa²⁺[[ポンプ]]により、細胞質のCa²⁺濃度は静止時には数十nM (10^-8~10^-7 M)程度に保たれる。これは細胞外Ca²⁺濃度（~10^-3 M）の一万分の一以下という非常に低い濃度であり、他の生体内無機イオンではこれほど大きな細胞内外の濃度差は見られない。以下に示すCa²⁺チャネルを経て[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]細胞質にCa²⁺が供給されることによりCa²⁺濃度が上昇し、カルシウム結合タンパク質を介して様々な細胞内シグナルが活性化される。  

　細胞内Ca²⁺シグナルの特筆すべき性質は、その局所性である。例えば単一の[[樹状突起スパイン]]に限局したCa²⁺濃度上昇が惹起され、これにより入力特異的な[[シナプス可塑性]]等の制御が実現されている。この局所性にはCa²⁺チャネルの限局やスパインの構造のみならず、Ca²⁺ポンプによる速やかな除去や、高濃度のカルシウム結合タンパク質によるCa²⁺[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]拡散の阻害、等が重要な寄与を果たしている。

　また[[小胞体]]のCa²⁺枯渇により活性化される[[ストア作動性Ca²⁺チャネル]]もCa²⁺流入を担う。このストア作動性Ca²⁺チャネルについては長らく分子実体が不明であったが、近年[[Orai1]]が同定された<ref><pubmed>16921385</pubmed></ref><ref><pubmed>16921383</pubmed></ref>。