Механизм действия гормонов посредством ионов Са2+. Ионизированный кальций является важным регулятором различных процессов, таких, как мышечное сокращение, секреция гормонов, нейромедиаторов и пищеварительных ферментов, процесс свертывания крови, возбудимость клеточных мембран. Он служит универсальным посредником, передающим внутриклеточным механизмам сигналы, поступившие в клетку извне. Клетки очень чувствительны даже к небольшим изменениям концентрации ионов Са2+. Это обусловлено тем, что их внутриклеточная концентрация очень низкая (10–7 моль/л) по сравнению с внеклеточной (10–3 моль/л). Поддержание такой разности концентраций возможно благодаря двум свойствам плазматической мембраны: низкой проницаемости для кальция и наличию специальных переносчиков – ионных насосов, которые выкачивают Са2+ из клетки против концентрационного градиента. В состоянии покоя пассивный ток кальция через плазматическую мембрану снаружи в цитозоль уравновешивается его активным транспортом в обратном направлении под действием Са2+-АТФаз или Са2+-насосов, которые за счет энергии АТФ откачивают Са2+ в обмен на Na+ или H+ из цитоплазмы во внеклеточную среду. Стимуляция клетки гормоном или нейромедиатором приводит к тому, что в плазматической мембране открываются кальциевые каналы, а также Са2+ освобождается из митохондрий и эндоплазматического ретикулума, в результате чего концентрация Са2+ в цитозоле повышается. Полагают, что быстрые эффекты кальция связаны с его мобилизацией из органелл клетки, а более поздние – с поступлением его извне или с уменьшением выхода кальция из клетки. Ионы кальция взаимодействуют с кальций-связывающим белком цитоплазмы кальмодулином. Кальмодулин содержит четыре участка связывания Са2+, и присоединение Са2+ко всем четырем участкам приводит к значительным изменениям конформации белка, в частности, к увеличению степени спирализации и образованию компактной структуры. В результате этих конформационных переходов кальмодулин в комплексе с Са2+ приобретает способность регулировать активность определенных ферментов, что ведет к изменению метаболических процессов в клетке.