Ty thể
Cấu trúc > Màng ER liên hợp ty thể (MAM) > Tín hiệu calci

Vai trò then chốt của ER trong phát xuất tín hiệu calci được công nhận trước khi người ta chấp nhận rộng rãi ty thể cũng có vai trò trong quá trình này, một phần là do đặc tính ái lực thấp của những kênh Ca2+ định vị tại màng ty thể ngoài dường như đối ngược với khả năng đáp ứng có mục đích của bào quan này nhằm tạo nên những thay đổi trên dòng chảy Ca2+ nội bào. Nhưng sự hiện diện của MAM đã giúp giải quyết mâu thuẫn rõ ràng đây: sự liên hợp vật lý khoảng cách gần giữa hai bào quan dẫn đến hệ quả các vi miền Ca2+ (Ca2+ microdomain) tại những điểm tiếp xúc có thể dễ dàng truyền tải hiệu quả Ca2+ từ ER đến ty thể. Quá trình truyền dẫn xảy ra khi đáp ứng lại thứ gọi là "điểm phình Ca2+" (Ca2+ puff), tạo từ việc nhóm cụm tự phát và kích hoạt công năng phức hệ IP3R, một kênh Ca2+ xuyên màng ER tiêu chuẩn.
Số phận của những điểm phình này—cụ thể, liệu rằng chúng vẫn hạn chế chuyển đến những địa điểm biệt lập hay tích kết vào những cơn sóng Ca2+ lưu thông khắp tế bào—được định rõ ở một tổng thể lớn hơn theo những hoạt độ động lực của MAM. Dù cho sự tái hấp thu Ca2+ của ER (đồng thời với sự phát xuất) điều biến cường độ điểm phình, như vậy cũng gây cách điện ty thể ở một mức độ nhất định từ việc phơi nhiễm nồng độ cao Ca2+, MAM thường cư xử như một tường lửa, về mặt bản chất là những điểm phình Ca2+ kèm đệm, bằng cách chuyển thành một bể chìm để các ion tự do giải phóng vào bào tương có thể được phễu lọc. Đường hầm Ca2+ xuất hiện thông qua thụ quan Ca2+ ái lực thấp là VDAC1, gần đây được chứng minh là có thể buộc kết về mặt vật lý với những cụm IP3R trên màng ER và được làm giàu tại MAM. Khả năng ty thể hành xử như một bể chứa Ca2+ là một hệ quả từ gradient điện hóa xuất hiện xuyên suốt quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, tạo nên những đường hầm cation theo tiến trình sụt thế. Thông thường, dòng calci trung hòa từ bào tương chảy vào chất nền ty thể là nguyên nhân gây ra hiện tượng khử cực tạm thời, rồi được hiệu sửa sau đó bằng cách bơm các proton ra ngoài.
Lưu ý là quá trình truyền dẫn Ca2+ không phải một chiều đơn nhất; chính xác hơn là con đường lưu thông hai chiều. Những tính chất của bơm Ca2+ SERCA và kênh IP3R thể hiện trên màng ER tạo điều kiện xảy ra sự điều hòa ngược điều phối nhờ chức năng của MAM. Cụ thể, việc MAM quét sạch Ca2+ cho phép mẫu hóa không thời gian (spatio-temporal patterning) đối với sự phát xuất tín hiệu Ca2+ bởi Ca2+ có thể tu chỉnh hoạt động IP3R một cách lưỡng pha. SERCA cũng chịu ảnh hưởng tương tự từ tác động ngược của ty thể: hấp thu Ca2+ khi MAM kích thích sản xuất ATP, như vậy cung cấp năng lượng cho phép SERCA nạp tải Ca2+ qua ER từ những dòng Ca2+ tuôn trào liên hồi tại MAM. Như thế, MAM không chỉ là bộ đệm thụ động của những điểm phình Ca2+, mà còn giúp điều tiết những dòng tín hiệu Ca2+ xa hơn nữa thông qua các vòng lặp hồi ngược tác động đến hoạt tính động lực của ER.
Quá trình điều hòa ER giải phóng Ca2+ tại MAM đặc biệt quan trọng bởi có thể chỉ có một lối thông nhất định hấp thu Ca2+ nhằm duy trì hoạt động ty thể, và ở mức độ tế bào là quá trình hóa thẩm thấu. Một lượng vừa đủ tín hiệu Ca2+ nội bào quan là yêu cầu cần thiết để kích thích trao đổi chất bằng cách hoạt hóa những enzyme dehydrogenase có vai trò chu toàn chu trình acid citric. Tuy nhiên, một khi lượng tín hiệu Ca2+ trong ty thể vượt ngưỡng nhất định lại dẫn đến kích hoạt phương thức nội tại của quá trình chết rụng tế bào, một phần nguyên do sự suy biến thế năng màng ty thể cần thiết cho hoạt động trao đổi chất. Những nghiên cứu khảo sát vai trò các nhân tố tiền và phản chết rụng (pro- and anti-apoptotic factor) đã ủng hộ mô hình này, lấy ví dụ, nhân tố phản chết rụng Bcl-2 được minh chứng là có thể tương tác với IP3R nhằm hạ lượng Ca2+ chảy vào ER, dẫn đến tiêu giảm dòng chảy tuôn trào tại MAM và ngăn chặn sự suy biến thế năng màng ty thể do chất kích thích hậu chết rụng (post-apoptotic stimuli). Vì nhu cầu điều hòa khỏe mạnh dòng tín hiệu Ca2+, có lẽ không ngạc nhiên mấy khi sự rối loạn điều hòa Ca2+ ty thể lại liên quan đến một số bệnh lý thoái hóa thần kinh, khi mà hàng loạt gen ức chế khối u bao hàm một vài phần mã hóa cho các sản phẩm được làm giàu tại MAM.