胞内Ca2＋浓度升高的过程包括Ca2＋从细胞外进入细胞内和胞内Ca2＋库的释放。细胞内Ca2+的流动通过配体受体作用引起磷脂酶C (PLC)的激活。PLC将磷酸肌醇二磷酸（PIP2）分解为肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油（DAG)。 IP3启动Ca2＋从胞内Ca2+库释放到胞质。当Ca2＋库内Ca 2+减少后，通过膜通道将胞外Ca 2＋引入Ca2 +库补充在可兴奋细胞中，Ca2十升高的机制不同，能够更为迅速地通过去极化刺激开放质膜电压依赖Ca2＋通道。

胞内钙库的Ca2＋释放

内质网（ER）和肌质网（SR）内Ca2＋的释放主要通过两种离子通道受体，IP3受体（IP3 Rs）和斯里兰卡肉桂碱（Ryanodine）受体（价Rs)。

IP3 Rs为四聚体结构，每个亚基含6个跨膜片段，N和C末端都在胞内，N末端含有IP3的结合部位，超过2000个氨基酸，还含有多个调节部位和Ca2＋结合部位。IP3 Rs分3个亚型，1型IP3 R，在小脑中水平很高。除了神经系统外，在哺乳动物细胞中一般都有超过一个亚型存在。

RyRs大多分布在骨骼肌和心肌等可兴奋细胞内。RyRs也分3型，1型分布在骨骼肌内，它可与Ca2+通道的复合体电压敏感亚基直接作用。2型RyRs存在于心肌细胞和某些神经细胞内，但并不与质膜的电压敏感通道直接作用。3型RyR，存在于脑、肌肉和一些不可兴奋型细胞内。RyRs分子量较大，约550kD。1型RyRs为含有超过5000个氨基酸残基的四聚体，仅20％参与了其通道功能。在C端也有数个跨膜片段，其余部分伸入胞质，含多个结合位点。可与Ca 2+、 ATP、钙调蛋白及FKBP12（免疫抑制药物FK506的结合位点）等结合。

1P3Rs和RyRs都对局部的Ca 2＋浓度变化敏感，胞内Ca 2＋升高可引起细胞钙库内Ca2＋释放，此过程称为Ca 2十诱导的Ca 2＋离子释放(CICR)。当胞内Ca 2＋浓度超过一定的阑值后，可导致IP3 Rs和RyRs对Ca 2＋的敏感性下降，通道关闭，此为负反馈机制。

质膜通道的Ca 2十内流

(1) Ca 2＋电压依赖门控通道Ca 2＋可通过多种离子通道内流。膜去极化引起Ca 2+电压依赖门控通道（voltage一operated calcium channels,VOCCs）的开放从而使Ca 2十内流。根据电生理学和药理学特性，VOCCs可分为L、N、P/Q、R和T等5型。L型一般通过磷酸化调节，而其他类型则由G蛋白调节。

L型是骨骼肌细胞主要的VOCCs。这种离子通道由al、a2、β、δ和γ5个亚基组成，al亚基包括I、II、Ⅲ和Ⅳ4个重复结构，II和Ⅲ与肌肉的兴奋收缩偶联有关，Ⅲ和1V含二氢吡啶的作用靶点。L型VOCCs与二氢吡啶结合的部位称为二氢吡啶受体（DHRPs )。

VOCCs在突触传导过程中起重要作用。在突触前神经元，VOCCs存在于神经递质囊泡附近的突触膜上，当膜去极化，VOCCs通道开放，Ca2＋内流与一些低亲和力的Ca2＋结合蛋白结合，参与递质的释放。某些内分泌细胞，如垂体细胞、胰腺β细胞等，其分泌也受Ca2＋浓度的升高调控。

(2）受体门控通道受体门控通道（receptor - operated channels,ROCS）主要被神经递质、激素等配体激动剂结合于受体后调控，如NMDA受体。NMDA受体的开放需要两个条件同时满足，即结合谷氨酸和质膜部分去极化以去除Mg 2＋的阻滞。其开放机制为：突触前的大量谷氨酸释放，结合到AMPA和NMDA受体，然而由于Mg2＋的阻滞，只有AMPA被激活。AMPA的持续激活使Na＋内流，膜去极化。去极化消除了Mg2十对NMDA受体的阻断，Ca2＋经NMDA受体内流。

(3）胞内Ca 2+升高的其他机制近年发现，其他的一些机制也参与了胞内Ca2+浓度的上调：cADP核糖（cADPr )、烟酸腺苷二磷酸（NAADP II）和鞘磷脂的代谢。10 -50nmol/L的胞内cADPr可以通过RyRs调节Ca2+诱导的Ca2+释放（CICR）过程。研究表明，在辅助蛋白（可能为钙调蛋白）的帮助下，cADPr可作用于2型或3型RyRs。细胞外刺激产生NO，进入胞内激活cGMP环化酶，产生cGMP，后者可激活cADP核糖环化酶产生大量cADPr，同时产生长时程的Ca2＋信号转导。

体内cAMP升高可以激活另一种膜结合酶促使NADP十产生NADDP,它也可引起胞内钙库的Ca2＋释放。

特定免疫球蛋白的高亲和力能通过酪氨酸激酶启动信号转导通路。磷脂酶D的激活产生磷脂酸化合物并随后激活鞘氨醇激酶。产生的鞘氨醇转化为鞘氨醇-1-磷酸盐。此种磷酸化的脂在许多细胞中可作为Ca2＋动员的第二信使。此外，鞘氨醇激酶也能激活Ca2＋的流动。其机制为鞘氨醇可以抑制ICRAC通道的开放，而鞘氨醇激酶可去除此抑制作用，从而使Ca2＋内流。