Calciumpumpen

Calcium-Pumpen sind integrale Membranproteine, die in der Lage sind, zweiwertig positive Calcium-Ionen gegen das Konzentrationsgefälle, also aktiv unter ATP-Verbrauch, zu transportieren. Man unterscheidet mehrere Typen dieser Calciumpumpen.

Calciumpumpen der Muskelzellen

Diese Calciumpumpen sorgen dafür, dass die Calciumkonzentration in den Muskelzellen zeitlich weitgehend konstant unter 0,1 mmol/l bleibt. Lokalisiert sind diese Ca²⁺-ATPasen in der Membran des sarkoplasmatischen Reticulums, das mit dem ER anderer Zellen vergleichbar ist. Die Ca²⁺-ATPasen transportieren zwei Calcium-Ionen in das Lumen dieses Reticulums und verbrauchen dafür zwei ATP-Moleküle. Außerdem sind Magnesium-Ionen für diesen Prozess erforderlich, die das Enzym aktivieren ^[1].

Calciumpumpen der Nervenzellen

Die Informationsübertragung durch Synapsen beginnt mit dem Öffnen spannungsgesteuerter Calciumkanäle im synaptischen Endköpfchen. Calcium-Ionen strömen passiv mit dem Konzentrationsgefälle in die Zelle und bewirken dort die Fusion der synaptischen Vesikel mit der präsynaptischen Membran, was schließlich zur Ausschüttung der Neurotransmitter in den synaptischen Spalt führt.

Damit dieser Prozesse immer wieder unverändert ablaufen kann, ist es erforderlich, die Calciumkonzentration in der Nervenzelle konstant zu halten. Die Calciumpumpen der Nervenzelle führen diese wichtige Aufgabe aus. Für jeweils 1 ATP pumpen sie zwei Calcium-Ionen in das Außenmedium.

Allerdings arbeiten diese Calciumpumpen zweigleisig. Während sie Calcium-Ionen nach außen transportieren, lassen sie Protonen aus dem Außenmedium ins Cytoplasma wandern ^[2].