钙火花（Calciumsparks）

钙火花（Calcium sparks）是指在心肌细胞或其他肌肉细胞中，肌浆网（SR）局部释放钙离子（Ca2+）的现象。它是细胞内钙信号传导的关键组成部分，并且对于肌肉收缩的调节至关重要。

钙火花的特点在于它的时空分辨率高，能够在微秒和毫秒时间尺度上调控细胞内的钙浓度。在心肌细胞中，钙火花主要通过以下过程产生和调节：

1. 触发：通常由跨膜电压传感器，即L型钙通道（DHPR）感知膜电位的变化而触发。当细胞膜上的电压达到一定的阈值时，DHPR打开，允许外部钙离子流入细胞内。

2. 激活：流入的钙离子随后激活SR上的钙释放通道，即ryanodine受体（RyR）。在心肌细胞中，RyR以簇的形式存在，每个簇包含大约100个受体。

3. 扩散：SR内的钙离子大量释放到细胞质中，形成一个局部的钙浓度峰值，即钙火花。由于钙离子的扩散作用，这个局部的浓度峰值可以影响到周围的RyR，导致它们也被激活，从而可能引发连锁反应。

4. 调节：钙火花的过程受到精确的调节，以确保信号的准确性和避免过度的钙释放。例如，钙离子本身可以反馈抑制DHPR和RyR，减缓钙流入和释放，这种负反馈机制有助于保持钙信号的稳态。

5. 影响：钙火花的影响不仅局限于局部区域，其产生的钙离子可以作为信使参与各种细胞内信号通路，影响肌肉收缩、细胞增殖、基因表达等多个生物学过程。

钙火花的研究具有重要的生理和病理意义，例如在心肌细胞中，钙火花的异常与心脏病如心力衰竭等密切相关。因此，深入理解钙火花的机制及其在健康和疾病中的作用，对于开发新的治疗策略具有重要作用。