Feedback-Regulierung der Calciumkonzentration

In einer unstimulierten Zelle ist die Kalziumkonzentration im ER-Lumen und im extrazellulären Raum viel höher als im Zytosol.

Aktiviertes GPCR stimuliert die Phospholipase C-beta zur Produktion von IP3, wodurch IP3-gesteuerte Kalziumkanäle auf der ER-Membran geöffnet werden.

Ein Ausfluss von Calcium induziert durch positive Rückkopplung die Öffnung benachbarter Calciumkanäle. Dadurch wird die Kalziumkonzentration erhöht und eine Kalziumwelle erzeugt, die sich schnell durch das Zytosol bewegt. Die Spitzen des Kalziumspiegels werden in zelluläre Reaktionen wie Hormonsekretion, Blutplättchenaggregation und Zygotenteilung übersetzt.

Wenn der Kalziumspiegel zu hoch wird, schließen sich diese Kanäle und stoppen die Kalziumfreisetzung durch negative Rückkopplung. Kalziumpumpen an der Plasmamembran vertreiben überschüssiges Kalzium und versetzen es wieder in den Ruhezustand.

Wenn der zytosolische Kalziumspiegel sinkt, öffnen sich die Kalziumkanäle und lösen einen weiteren Zyklus der Kalziumfreisetzung aus.

Ein solcher wiederholter Anstieg und Abfall des zytosolischen Kalziumspiegels führt zu einer Kalziumoszillation. Das oszillierende Kalzium induziert sich wiederholende zelluläre Aktionen wie Kontraktion und Entspannung der Muskeln während des Trainings.