カルパイン
カルパインの過剰な活性化は、標的タンパク質や非標的タンパク質に対する無秩序な分解を引き起こし、組織に不可逆的な損傷を与える。過剰に活性化されたカルパインによって、スペクトリンや微小管サブユニット、微小管結合タンパク質、ニューロフィラメントなどの細胞骨格に関わる分子が切断される。また、イオンチャネルや細胞接着分子、細胞表面の受容体にも損傷を与える可能性がある。その結果、細胞骨格や基底膜の分解が引き起こされる。
カルパインは、伸張による軸索傷害(axonal stretch injury)によって損傷を受けたナトリウムチャネルを分解し 、細胞内へのナトリウムイオンの流入を引き起こすことも知られている。その結果、神経は脱分極し、より多くのカルシウムイオンが流入することとなる。
カルパインの活性化がもたらす重大な結末は、虚血による心臓の傷害後の心収縮機能不全である。虚血状態の心筋が再灌流されると、心筋細胞に過剰のカルシウムが流入し、カルパインが活性化される。
近年、カルパインが血小板を過活性化することによって、高高度における静脈血栓塞栓症の促進に関与していると示された。
ヒトゲノムプロジェクトによって、ヒトには、いくつかのスプライシングバリアントも含め、12以上のカルパインのアイソフォームが存在することが明らかになった。最初に立体構造が解かれたm-カルパインは、MEROPSデータベースのC2ファミリーのtype peptidaseとなっている。
カルパインの活性を外的に調節することは、広範な病理学的状態に対する治療薬の開発の興味を引いてきた。虚血に対するカルパイン阻害による治療の可能性を支持する多くの例のうちのいくつかを挙げると、カルパイン阻害剤 AK275 はラットにおいて、局所脳虚血による脳傷害を虚血後の投与によって防いだ。MDL28170 はラット局所脳虚血モデルにおいて、梗塞を起こした組織のサイズを有意に減少させた。また、PD150606、SJA6017、 ABT-705253、SNJ-1945といったカルパイン阻害剤が神経保護効果を示すことが知られている。
カルパインは頭部外傷ののち1ヶ月にわたって脳内に放出され、このような傷害の後に時々見受けられる脳の収縮の原因となっている場合がある。しかしながら、カルパインは傷害後の損傷の修復を助ける"resculpting"の過程に関与している可能性もある。