Nel cervello, si pensa che il calcio svolga un ruolo particolarmente significativo sia nella salute che nella malattia. In quantità normali, il calcio sembra innescare percorsi di segnalazione essenziali per un certo tipo di memoria; in eccesso, si pensa che il calcio causi danni al cervello. Il calcio è un messaggero intracellulare in grado di attivare molte funzioni cellulari. Senza calcio il sistema nervoso non avrebbe output.
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Malattia di Huntington
La malattia di Huntington è caratterizzata da quattro caratteristiche: ereditabilità, disturbo comportamentale o psichiatrico, deterioramento cognitivo e morte - 15 o 20 anni dopo l'esordio. La malattia è causata da una diffusa perdita di neuroni nel cervello. Il meccanismo della morte cellulare si verifica principalmente con l'azione persistente del glutammato sull'N-metil-D-aspartato, o NMDA, tipo di recettori del glutammato e l'eccessivo afflusso di calcio. L'eccesso di calcio ha diverse conseguenze dannose che portano alla citotossicità e alla morte. Innanzitutto, può attivare proteasi dipendenti dal calcio che producono un effetto tossico sulle cellule nervose. In secondo luogo, il calcio produce eicosanoidi che producono infiammazione e radicali liberi che causano danni ai tessuti.
Convulsioni
Il danno cerebrale da ripetuti attacchi può verificarsi con la perdita preferenziale di neuroni nella regione dell'ippocampo del cervello. Il rilascio del trasmettitore dell'amminoacido eccitatorio, L-glutammato, causa l'iperattivazione dei recettori del glutammato. Ciò porta ad un eccessivo aumento del calcio intracellulare, che attiva molti enzimi dipendenti dal calcio, come calcenurina, calpaina e lipasi. Uno studio pubblicato nel 2003 e condotto presso l'Università del Wisconsin, ha scoperto che gli enzimi calcio-dipendenti causano la produzione di radicali liberi che danneggiano le proteine cellulari vitali e portano a danni cerebrali.
Atassia spinocerebellare
Atassia spinocerebellare, o SCA3 è una malattia genetica fatale che altera la coordinazione, la parola e la visione. Uno studio del 2008 pubblicato sul Journal of Neuroscience ha scoperto che le cellule di una persona con atassia spinocerebellare 3 mostravano livelli anormalmente alti di rilascio di calcio quando trattati con bradichinina, una sostanza che attiva il canale del calcio presente nel cervello. Questo rilascio anormale di calcio provoca alterazioni delle funzioni motorie nelle persone con SCA3.
Discinesia
La discinesia è caratterizzata da un'attività motoria eccessiva, i cui sintomi sono movimenti involontari come tremori e contorcimenti. I movimenti involontari derivano dalla deposizione di calcio in eccesso nei gangli della base e nelle regioni cerebrali del cervelletto.
