Ca2+ (кальций)-транспортная система митохондрий
Первые сообщения, что изолированные митохондрии аккумулируют значительные количества Ca2+, появились еще в конце 50-х, начале 60-х годов. И в течение длительного периода времени, в качестве важного, если не основного, внутриклеточного кальциевого депо, рассматривали митохондрии. В митохондриях перенос иона осуществляется через канал по градиенту потенциала, образованного на мембране за счет метаболических процессов, например дыхания или гидролиза АТР. При этом на мембране генерируется потенциал, и транспорт Ca2+ осуществляется по принципу электрофореза. Кроме электрогенного унипорта, митохондрия экспрессирует электронейтральный антипорт, который выбрасывает Ca2+ в среду в обмен на Н+ или Na+. Na+ зависимый механизм Са2+ выхода был идентифицирован как Ca2+/2Na+ обменник . Для Ca2+/2Na+ обменника найдены ингибиторы .
Как было показано на МХ мозга активность Ca2+/2Na+ обменника стимулируется этанолом . Антипорты, с одной стороны, препятствуют установлению электрохимического равновесия; а с другой стороны, они регулируют концентрацию Ca2+ в матриксе митохондрий ([Ca2+]m) на основе установления кинетического равновесия между путями входа и выхода. Сходство между термодинамическими свойствами Ca2+ токов сквозь плазматическую мембрану и митохондриальную мембрану (т.е. регулирование Ca2+ токов высоким электрохимическим потенциалом), навела на мысль, что митохондриальная Ca2+-поглощающая система представляет собой канал. В основе этой гипотезы лежит наблюдение, что температурная зависимость митохондриального Ca2+ входа является схожей с таковой зависимостью для искусственного катионного канала (грамицидинового) и совершенно отличной от других (например, нигерицинового и валиномицинового). Однако, белки, включенные в процесс накопления Ca2+ в митохондриях, до сих пор не обнаружены. Так как повышенный уровень Ca2+ увеличивает активность ключевых метаболических ферментов митохондрии, считается, что обратимое поглощение Ca2+ в митохондрии координирует энергетическую продукцию для обеспечения нужд клетки.
