Mitochondriales Ca2+-Signalgebung in Gesundheit, Krankheit und Therapie

Das zweiwertige Kation Calcium (Ca2+) gilt als einer der Hauptzweiten Boten in Zellen und fungiert als das prominenteste Signal in einer Vielzahl von biologischen Prozessen. Seine Homöostase wird durch ein komplexes System von Kanälen, Pumpen und Austauschern gewährleistet. In diesem Zusammenhang kontrollieren die Mitochondrien durch die Regulierung der zellulären Ca2+-Spiegel sowohl die Aufnahme als auch die Freisetzung von Ca2+. Daher spielt Ca2+ auf mitochondrialer Ebene eine doppelte Rolle, da es sowohl an lebenswichtigen physiologischen Prozessen (ATP-Produktion und Regulierung des mitochondrialen Stoffwechsels) als auch an pathophysiologischen Prozessen (Zelltod, Krebsprogression und Metastasierung) beteiligt ist. Daher ist es nicht überraschend, dass Veränderungen in den mitochondrialen Ca2+ (mCa2+)-Wege oder Mutationen in Ca2+-Transportern die Aktivitäten und Funktionen der gesamten Zelle beeinflussen. Tatsächlich ist allgemein anerkannt, dass die Dysregulation der mCa2+-Signalgebung zu verschiedenen pathologischen Szenarien führt, einschließlich Krebs, neurologischen Defekten und Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVDs). Diese Übersicht fasst das aktuelle Wissen über die Regulation der mCa2+-Homöostase, die damit verbundenen Mechanismen und die Bedeutung dieser Regulation in der Physiologie und den menschlichen Krankheiten zusammen. Wir heben auch Strategien hervor, die darauf abzielen, die mCa2+-Dysregulation zu beheben, als vielversprechende therapeutische Ansätze.