Ca2+第二信使功能的发现

早在1883年，Ringer在做离体蛙心肌收缩试验中发现，配制生理盐水时，自来水比蒸馏水对维持心肌收缩反应更有效。他推测可能是自来水中微量Ca2＋起了作用。50年后，Locke发现，去除Ca2＋可以阻滞蛙缝匠肌神经肌肉接头处神经冲动的传导。1943年，Kamada和Kinoshit。发现，将Ca2十直接加入肌肉纤维，可使肌肉产生收缩，而其他的离子如Na+、K+、Mg 2＋则无此作用。但对Ca2＋的深入认识还是在钙调蛋白。almoldulin发现以后。在此基础上，大量的实验证实，Ca2＋也可像CAMP一样作为细胞内第二信使起作用。

Ca2＋的特性及存在形式
天然状态下的Ca2＋需要与特定的生物分子结合形成稳定的复合物，来参与细胞信号转导过程。金属离子如Ca2+，Mg 2＋与阴离子或极性配体的结合能力可以用以下的公式来表示：

M＋L K/== ML

ML代表复合物，k为稳定系数，代表复合物的结合稳定程度。所有水溶液中的离子都被水分子包围，离子与配体的结合首先要去除水分子。其他的影响因素还包括两者之间的静电吸引，以及相邻配体间的吸引和排斥作用。复合物结合的稳定程度取决于M和L之间的能量联系，以及M和L分别与水分子之间的能量联系。

与Mg2＋不同，Ca2+较大，其表面易接受配体原子。在复合物中Ca2＋表面可以结合6到12个原子。Ca2＋特异的鳌合剂为EGTA，可以用来控制溶液中的Ca2＋浓度。

生物体中的Ca2十主要以3种形式存在：游离型( free )，结合型(bound)和固定型（trapped)，其中以固定型最为多见。大多数的Ca 2+以矿物质的形式（如磷酸钙）沉积于骨骼和牙齿中。这些组织可以在机体需要的时候释放或沉积Ca 2+，从而维持机体内的Ca2+平衡。细胞外液和血浆中的Ca2+相对较少，约一半为游离型，其浓度为1 - 2mmol/L。机体在静息状态（resting cell）下，细胞内Ca2+的浓度约为50-100nmol/L。胞内Ca2＋分布非常不均匀，在内质网（约30-300 μmol/L)和线粒体中较多，被称为“钙库”。胞内Ca2十中有相当一部分与蛋白质结合，并且结合力各不相同。许多蛋白质与Ca2＋结合时，都需要有Mg2＋的存在。

细胞外环境中的Ca2＋和Mg2十浓度都为毫摩级。低亲和力Ca2十结合蛋白可以瞬时、快速地调节Ca2＋浓度，而长期的Ca2＋平衡维持则依靠激素调节。血液中Ca2＋过多可以导致神经肌肉传递剧减，甚至心脏功能紊乱和昏迷。