ميتوكندريون
البنية > غشاء الشبكة الإندوبلازمية المرتبط بالمتقدرة > تأشير الكالسيوم

عُرف دور الشبكة الإندوبلازمية الحاسم في تأشير الكالسيوم قبل أن يُعرف دور المتقدرة فيه ويلاقي قبولا واسعا، ويعود ذلك جزئيا إلى ألفة قنوات الكالسيوم المنخفضة لـ Ca2+ التي تتواجد على الغشاء الخارجي، وهذا يناقض الاستجابات المتقدرة المزعومة لتغيير تدفق الكالسيوم داخل الخلوي. تواجدُ أغشية MAM حلَّ هذا التناقض الظاهري، فالتقارب الفيزيائي بين هاتين العضيتين ينتج عنه نطاقات ميكروية خاصة بالـCa2+ في نقاط الاتصال تسهل النقل الفعال لأيونات الكالسيوم من الشبكة الإندوبلازمية إلى المتقدرة. يحدث النقل استجابة لما يُعرف «بنفائش الكالسيوم» المولَّدة بواسطة تكدسات تلقائية لقنوات IP3R وتنشيطها، وهي قنوات كالسيوم قياسية في الشبكة الإندوبلازمية.
يُحدَّد مصير هذه النفائش - إن كانت ستبقى محصورة في مناطق معزولة أو تُدمج في موجات كالسيوم لتنتشر في أنحاء الخلية - بنسبة كبيرة بواسطة حركيات غشاء MAM. رغم أن استرداد أيونات الكالسيوم بواسطة الشبكة الإندوبلازمية (المصاحب لتحريره) يُعدِّل شدة النفائش، مما يعزل المتقدرة بدرجة معينة من التعرض العالي لأيونات الكالسيوم، غالبا ما يعمل غشاء MAM كجدار حماية يقوم أساسا بدرء (en) نفائش الكالسيوم بالتصرف كبالوعة يمكن لأيونات الكالسيوم الحرة في العصارة الخلوية أن تدخل فيها.
يحدث تنفيق الكالسيوم بسبب الألفة المنخفضة لمستقبل VDAC1 للكالسيوم، والذي أُظهِر حديثا أنه مربوط فيزيائيا بتكدسات IP3R على غشاء الشبكة الإندوبلازمية وأنه متواجد بكثرة في غشاء MAM. قدرة المتقدرات في العمل كبالوعات للكالسيوم هي نتيجة للمدروج الكهروكيميائي المتولد أثناء الفسفرة التأكسدية، وهو ما يجعل تنفيق الكاتيونات عملية مطلقة للطاقة. يسبب التدفق الداخلي الطبيعي والمتوسط للكالسيوم من العصارة الخلوية إلى مطرس المتقدرة إزالة استقطاب مؤقت يُصحَّح عبر ضخ البروتونات للخارج.
انتقال الكالسيوم ليس أحادي الاتجاه، ولكن يحدث في كلا الاتجاهين. تسهل خصائص مضخة الكالسيوم مضخة كالسيوم هيولية وقناة IP3R المتواجدين على غشاء الشبكة الإندوبلازمية عملية التنظيم بالتغذية الراجعة التي تنسقها وظيفة غشاء MAM. يسمح التخلص من أيونات الكالسيوم بواسطة غشاء MAM بتنميط زماني مكاني لتأشير الكالسيوم لأن أيونات الكالسيوم تغير نشاط IP3R على شاكلة ثنائية الطور. يتأثر SERCA كذلك بواسطة التغذية الراجعة من المتقدرة: يحفز امتصاص أيونات الكالسيوم بواسطة غشاء MAM إنتاج الـATP، وهذا يوفر الطاقة التي تمكن SERCA من إعادة تحميل الكالسيوم إلى الشبكة الإندوبلازمية من أجل تدفق خارجي مستمر للكالسيوم من الشبكة الإندوبلازمية في غشاء MAM. ولهذا غشاء MAM ليس دارئا لا فاعلا لنفائش الكالسيوم، وإنما يساعد في تعديل التأشير بالكالسيوم عبر حلقات تغذية راجعة تؤثر على حركيات الشبكة الإندوبلازمية.
تنظيم تحرير الشبكة الإندوبلازمية للكالسيوم في غشاء MAM عملية حاسمة لأن مجالا محددا فقط من امتصاص أيونات الكالسيوم هو الذي يحافظ على المتقدرة ومنه الخلية في حالة التوازن والاستتباب. تأشير الكالسيوم الكافي داخل العضية مطلوب لتحفيز الأيض بواسطة إنزيمات نازعات الهيدروجين الضرورية في دورة حمض الستريك. حين يتجاوز التأشير بالكالسيوم في المتقدرة عتبة محددة، فإنه يحفز مسارا ذاتيا للاستماتة بشكل جزئي عبر تقويض جهد غشاء المتقدرة المطلوب من أجل الأيض. تدعم دراسات تختبر دور العوامل الداعمة والمضادة للاستماتة هذا النموذج، على سبيل المثال: تم توضيح أن العامل المضاد للاستماتة Bcl-2 يتآثر مع مستقبلات IP3R لتخفيض تعبئة الشبكة الإندوبلازمية بالكالسيوم، ما يؤدي إلى تدفق خارجي منخفض للكالسيوم في غشاء MAM وهو ما يمنع تقويض جهد غشاء المتقدرة وحدوث الاستماتة. نظرا للحاجة إلى التنظيم الدقيق لتأشير الكالسيوم، فمن غير المفاجئ أن اختلال تنظيم كالسيوم المتقدرة له دور في العديد من أمراض التحلل العصبي، وكذلك وفرة بعض مثبطات الورم في غشاء MAM.