L-Typ-Calciumkanal

L-Typ-Calciumkanäle kommen in der quergestreiften Skelettmuskulatur, in der Herzmuskulatur und in der glatten Muskulatur vor. In der quergestreiften Muskelzelle befinden sich die L-Typ-Calciumkanäle in der Zellmembran des transversalen Systems (T-Tubuli). In den Herzmuskelzellen liegen sie an der Oberflächenmembran.

Quergestreifte Muskulatur

Ein an der postsynaptischen Membran entstandenes Aktionspotential öffnet den spannungsabhängigen Calciumkanal durch Depolarisation der Zellmembran. Die nachfolgende Konformationsänderung des L-Typ-Calciumkanals aktiviert über Protein-Protein-Wechselwirkungen in der Membran des sarkoplasmatischen Retikulums (SR) den Ryanodin-Rezeptor.

Aufgrund des elektrochemischen Gradienten kommt es zum sofortigen Einstrom von Ca²⁺ über den Ryanodin-Rezeptor in das Zytoplasma der Muskelfasern. Der resultierende Anstieg der Ca²⁺-Ionenkonzentration initiiert weiterführend die Muskelkontraktion.

Bei der Herzmuskelzelle erfolgt die Aktivierung des Ryanodin-Rezeptors über Calcium, das aus dem Extrazellulärraum durch den L-Typ-Calciumkanal ins Zytosol strömt, ein sogenannter Calcium-induced Calcium Release.

Glatte Muskulatur

In der glatten Muskulatur des Multi-Unit-Typs, die unter anderem in den Blutgefäßen und den Bronchien vorkommt, wird der Calciumeinstrom durch die L-Typ-Calciumkanäle durch Adrenozeptoren und Acetylcholinrezeptoren des vegetativen Nervensystems moduliert.

Dihydropyridine (z.B. Nifedipin) blockieren den Rezeptor bzw. Kanal an den erregbaren Zellen der glatten Muskulatur, sodass von außen kein Calcium einströmen kann und eine Kontraktion unterbleibt. Sie dienen aufgrund ihres vasodilatativen Effekts als Antihypertensiva. Der Effekt auf die Herz- und Skelettmuskulatur ist in therapeutischen Dosen gering. Phenylalkylamine (z.B. Verapamil) blockieren den glattmuskulären und kardialen L-Typ Calciumkanal. Man verwendet sie als Antihypertensiva und Antiarrhythmika. Allerdings wirken sie negativ inotrop und führen zu einer Kardiodepression.