鈣離子,，作為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的第一信使,，對(duì)于整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的突觸神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)至關(guān)重要。然而,，只是隨著近年來(lái)一些新的精密儀器的出現(xiàn),，人們才開(kāi)始對(duì)鈣離子的潛在的分子機(jī)制及其引發(fā)的生理現(xiàn)象有所了解。就這個(gè)問(wèn)題上,，9月25日的《神經(jīng)元》（Neuron）雜志刊出了7篇有關(guān)突觸鈣離子動(dòng)力學(xué)的綜述,。而封面的照片象征著鈣離子流的動(dòng)態(tài)本質(zhì)，以及突觸受到刺激后引發(fā)鈣瞬變,。
一,、從突觸到神經(jīng)核：控制突觸發(fā)育和功能的鈣依賴型基因轉(zhuǎn)錄
高等生物的獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在于學(xué)習(xí)與適應(yīng)環(huán)境變化的能力。這種可塑性很大程度上是由于大腦中樞具備將短暫刺激轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)久改變的能力,。實(shí)際上,，這個(gè)過(guò)程是非常復(fù)雜的，涉及受體轉(zhuǎn)運(yùn)的改變,，部分mRNA的翻譯,，蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)和新基因的合成等。Greer和Greenberg綜述了神經(jīng)元活動(dòng)如何引發(fā)鈣依賴型基因的表達(dá),，從而調(diào)節(jié)突觸的發(fā)育,，成熟和完善。有趣的是,，許多組成部分的活動(dòng)依賴型基因的表達(dá)程序在人類認(rèn)知障礙時(shí)發(fā)生突變,，這表明這種表達(dá)程序?qū)δX的發(fā)育和功能非常關(guān)鍵。
二,、鈣離子在調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)釋放中扮演多重角色
胞內(nèi)鈣離子濃度（[Ca2+]）對(duì)于觸發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放和調(diào)節(jié)短期可塑性（STP ）具有重要作用,。神經(jīng)遞質(zhì)釋放是由高濃度的微區(qū)引發(fā),，而短期促進(jìn)作用則被“剩余鈣”的整體修復(fù)作用強(qiáng)烈地影響著。整體[Ca2+]的增加會(huì)可以加速了釋放囊泡的募集,，從而控制持續(xù)活動(dòng)中出現(xiàn)短暫消退的程度,，以及細(xì)胞休息期間囊泡的恢復(fù)。Neher和 Sakaba綜述了相關(guān)的研究數(shù)據(jù),，結(jié)果表明：在募集囊泡過(guò)程中[Ca2+]扮演著兩種截然不同的角色,，一是加快“分子啟動(dòng)”（囊泡對(duì)接和釋放機(jī)制的修復(fù)），促進(jìn)釋放的囊泡育Ca2+通道之間的緊密耦聯(lián),。這種耦合耦聯(lián)對(duì)于[Ca2+]瞬時(shí)變化和產(chǎn)生激發(fā)囊泡的敏感性是必不可少的,。
三、鈣離子納米/微區(qū)控制KCa通道
胞質(zhì)鈣離子的瞬時(shí)上升會(huì)引發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元和其他細(xì)胞類型的諸多鈣離子依賴型活動(dòng),。這些活動(dòng)的特異性,，速度與可靠性的實(shí)現(xiàn)和保持是由鈣離子信號(hào)時(shí)空領(lǐng)域的嚴(yán)格限制達(dá)成的，即圍繞鈣離子滲透通路的“鈣離子納米和鈣離子微區(qū)”,。這種配置需要位于時(shí)空界限內(nèi)的鈣離子依賴型效應(yīng)器,，在這里鈣離子域和鈣離子傳感器的特性決定了通路效應(yīng)活動(dòng)。Fakler和Adelman運(yùn)用微摩爾和亞微摩爾的Ca2+激活K+通道（KCa和BKCa通道）來(lái)親和鈣離子,，為鈣離子效應(yīng)器與鈣離子的耦合提供距離的限制,，從而考察中樞神經(jīng)系統(tǒng)中KCa通道對(duì)細(xì)胞生理中的重要性。該結(jié)果可能為研究其它鈣離子區(qū)域的運(yùn)行機(jī)制提供范例,。
四,、鈣離子通道調(diào)控與突觸前可塑性
電壓依賴性鈣離子（Ca2+）通道在突觸中引發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，突觸前Ca2+通道調(diào)節(jié)對(duì)于突觸的強(qiáng)度有很強(qiáng)大的影響,。突觸前Ca2+通道可以形成一個(gè)龐大信號(hào)復(fù)雜系統(tǒng),，它使突觸囊泡指向Ca2+通道進(jìn)行有效的釋放，同時(shí)引導(dǎo)Ca2+通道的調(diào)控,。突觸可塑性調(diào)節(jié)突觸功能是以微妙到分鐘的時(shí)間域來(lái)響應(yīng)神經(jīng)遞質(zhì)和動(dòng)作電位的頻率,。Catterall 和 Few綜述了Ca2+信號(hào)效應(yīng)器和調(diào)節(jié)器調(diào)控的突觸前Ca2+通道，提供了大量數(shù)據(jù)描述了Ca2+通道在調(diào)節(jié)和控制神經(jīng)傳遞和突觸可塑性等方面的重要作用,。突觸前Ca2+通道調(diào)節(jié)功能的缺失會(huì)導(dǎo)致偏頭痛,，步態(tài)不穩(wěn)，并可能引起其他形式的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,。因此,，文章建議：突觸前Ca2+通道作為個(gè)動(dòng)態(tài)、多層次的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的管理節(jié)點(diǎn),，在響應(yīng)突觸活動(dòng)中發(fā)揮著短期控制神經(jīng)傳遞的作用,。
五、樹(shù)突和樹(shù)突棘中的鈣信號(hào)：應(yīng)用與功能的思考
細(xì)胞內(nèi)鈣(Ca)離子濃度的變化以及隨后的突觸和閾上的活性可以被許多物質(zhì)介導(dǎo),，并有助于調(diào)節(jié)各種神經(jīng)的功能,。鈣成像技術(shù)的發(fā)展,，大大增加了我們對(duì)由不同鈣源和它們可以產(chǎn)生空間和時(shí)間特異性信號(hào)之間復(fù)雜的相互作用的理解，即使這種相互作用發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)區(qū)域,，如樹(shù)突和樹(shù)突棘,。然而，現(xiàn)今鈣成像技術(shù)的應(yīng)用已比較普遍,，因此實(shí)驗(yàn)方法需要細(xì)心謹(jǐn)慎,，對(duì)數(shù)據(jù)的解讀闡釋也在不斷增加。Higley和Sabatini綜述了最近利用成像方法的研究樹(shù)突鈣信號(hào)的最新進(jìn)展,，還描述了為衡量和闡釋細(xì)胞內(nèi)鈣離子的改變而采用的熒光量化指標(biāo)。
六,、鈣調(diào)蛋白激酶：神經(jīng)發(fā)育和可塑性的調(diào)節(jié)器
在中樞神經(jīng)系統(tǒng),，許多提升鈣離子水平的胞內(nèi)應(yīng)答是由鈣調(diào)蛋白激酶（CaMKs）介導(dǎo)的。鈣調(diào)蛋白激酶的活性是由鈣調(diào)蛋白與Ca2+結(jié)合之后再磷酸化來(lái)調(diào)節(jié)的,。目前,，大家公認(rèn)CaMKII對(duì)突觸可塑性與學(xué)習(xí)和記憶有很好的調(diào)節(jié)作用。但最近的一些研究表明：一些歸因于CaMKII的神經(jīng)元發(fā)育和功能的活動(dòng)已經(jīng)被其他的CaMKs替代或補(bǔ)充,，如CaMKK,、CaMKI和CaMKIV。在這期《神經(jīng)元》中,，Wayman等綜述了CaMK在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),、基因轉(zhuǎn)錄、突觸發(fā)育和可塑性以及行為等關(guān)鍵的神經(jīng)元功能,，并討論了細(xì)胞蛋白激酶信號(hào)通路等技術(shù)進(jìn)展,。
七、星形膠質(zhì)細(xì)胞鈣（Astrocyte Calcium）的神經(jīng)生理學(xué)功能
星形膠質(zhì)細(xì)胞大約是成年哺乳動(dòng)物大腦組成的一半,，它是神經(jīng)細(xì)胞的主要結(jié)構(gòu)并為其提供營(yíng)養(yǎng),。星形膠質(zhì)細(xì)胞一般是由不同的非重疊域組成，它的組成精細(xì),、密集,，并與突觸和多種神經(jīng)活動(dòng)密切相關(guān)。在上世紀(jì)90年代中期,，人們認(rèn)為星形膠質(zhì)細(xì)胞在激活神經(jīng)遞質(zhì)釋放G蛋白偶聯(lián)受體之后可以提升細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度,。這種認(rèn)識(shí)顯示：星形膠質(zhì)細(xì)胞不僅是一種神經(jīng)興奮的形式，而且可能是大腦信息處理的積極參與者,。最近幾年,，人們對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞提升鈣濃度在神經(jīng)生理學(xué)上的功能，尤其是在調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動(dòng)方面的研究非常深入,。Agulhon總結(jié)了有關(guān)星形膠質(zhì)細(xì)胞鈣信號(hào)的神經(jīng)生理過(guò)程功能的最新進(jìn)展,，并就星形膠質(zhì)細(xì)胞作用方面的一些爭(zhēng)議問(wèn)題進(jìn)行了討論,，這篇綜述對(duì)進(jìn)一步研究星形膠質(zhì)細(xì)胞大有裨益。（生物谷Bioon.com）
