Ca2＋信号检测

Ca 2＋敏感性光蛋白，是一种来源于水母的Ca2十激活发光蛋白质。分子量约为22kD，不能穿过细胞膜，是早期胞内Ca2＋有效的指示剂。将此种蛋白注入胞质中，当细胞内Ca2＋浓度增加时，则可诱发光脉冲，用来记录和分析Ca2+浓度时间变化特性。

近年来，胞内Ca 2+检测的重大发展在于应用一系列合成的荧光Ca2+指示剂。这些指示剂可检测到浓度为50nmol/L-1 μmol/L的Ca 2+。Quin 2带负电荷，不能自由穿过胞膜，且它的结构类似于EGTA，可与Ca2+高度亲和。它首先以不带电荷的酯衍生物进入细胞，然后在胞内被水解释放，积聚。它的缺点是其荧光强度只在很小的范围内随着Ca 2+的升高而升高，并且不能估算Ca2＋浓度的值。第二代指示剂的代表是Fura2，与Ca2＋结合后经特定的波长激发，其强度与Ca2＋浓度成比例关系，因此可以估算胞内Ca2+浓度。应用上述指示剂，我们几乎可以检测所有细胞的胞内Ca2+变化情况。

Ca2＋信号的时间和空间特性

以荧光染料为指示剂，利用荧光显微镜记录Ca2＋浓度变化情况。研究发现，在激活后，Ca2＋的变化显示出一系列的尖峰或称为Ca2＋振荡（Ca2+oscillations)。 Ca 2+振荡的周期和频率取决于刺激的强度。低浓度或暂时的Ca2+释放引起短期的振荡，而高浓度或长时间的Ca2+浓度变化则可引起长时程的Ca2＋信号，并可合并为长期强烈的Ca 2+信号。

在不同的细胞内，Ca 2+的空间分布不同，因此其信号的空间性并不统一。一般来说，单一或少数的Ca2+通道激活，引起局部的Ca 2＋动员，可记录到成为脉冲或钙闪烁的Ca2+信号。如果刺激加强，则Ca2+信号扩散，直至遍布至整个细胞。

兴奋性细胞和非兴奋性细胞的Ca2+信号

在骨骼肌细胞内，暂时性Ca2+信号的产生源于局部RyR1与DHRPs形成的复合物。随着高浓度Ca2+区域的扩大，其他的Ca2＋敏感性RyRs受体及IP3 R，开放，Ca2+浓度升至高于静息水平。当达到mmoL水平时，通道关闭。这种现象也称为Ca2+闪烁，是Ca2+释放的基本单位。当膜发生去极化时，更多的基本单位被激活，Ca2+闪烁的频率和范围增大，直至导致全细胞内的Ca2十浓度升高。在心肌细胞中略有不同，基本Ca2＋信号单位的发生与街R2有关。

在非兴奋性细胞中，Ca2＋的释放较慢，基本Ca 2＋信号单位的发生主要与IP3 R有关。