Luun biokemiallisesta kokoomuksesta ( Somogyi-Gans teesin johdannosta, 2004) .

LUUN ja DENTIININ BIOKEMIALLINEN KOKOOMUS

70 % mineralisoitunutta epäorgaanista hydroksiapatiittia ja 30 % orgaanista komponenttia, josta suurin osa on kollageenia tyyppi I (90%) ja sitten muita non-kollageeniproteiineja. Osteoblastit ja odontoblastit syntetisoivat suurimman osan näistä proteiineista, mutta osa tulee verenkierron kautta, akkumuloituvat matriksiin kalsiumiasitovien ominaisuuksiensa takia tai omatessaan affiniteettia hydroksiapatiittiin.

MINERAALIFAASI. HAP kiteet. ( 70 % luusta)

(Ca10(PO4)6(OH)2) on konventionelli kalsiumhydroksiapatiitttikaava (HAP). Kaavaanhan voi asettua muitakin mineraaleja.

Luusto sisältää 90 % kehon kalsiumista, 35 % kehon natriumista, 80 % kehon karbonaatista ja 60 % kehon magnesiumista.

HAP kide on 2-3 nm paksu ja 60 nm pitkä, sijaitsee pitkin kollageenisäikeitä tai niitten välisiä tilavuuksia. Mineralisoitunut substanssi  non stokiometrisesti karbonoitua apatiittia, jonka yhteenlaskettu pinta-ala on 100-200 neliömetriä grammaa kohden. Siitä seuraa että niillä on hyvin laaja välittävä pinta extrasellulaarisiin nesteisiin päin. Luumineraali on metabolisesti aktiivi joten jonien interaktiot ovat mahdollistettuja.

Miten kalsiumfosfaatin kiteen muodostus alkaa?

1.ontelovyöhykealueella yksittäisten kollageenisyitten välillä ilman orgaanisen matriksin aktiivista osallistumista ( homogeeni nukleaatio)

2. kasvava jatkokiteytyminen primäärikiteeseen seuraa orgaanisen matriksin komponenttien vaikutuksesta ( heterogeeni nukleaatio)

ORGAANINEN FAASI ( 30 % luusta)

KOLLAGEENI ( 90 % orgaanisista komponenteista)

kollageeneja on iso perhe, 38 geeniä koodaa näitä multimeerisiä proteiineja tuottaen 20 erilaista kypsää kollageenia.

Päätyyppi kollageenia kovissa mineralisoituvissa kudoksissa on kollageeni I. Se muodostuu kolmoishelixrakenteella kahdella alfa1 ja yhdellä alfa2 ketjulla. Tämä modifioituu posttranslationaalisesti fosforylaatioilla, hydroksylaatioilla ja sulfaatioilla, jolloin kolmoisrakenne edelleen komplisoituu. Polymeeri erittyy prekursorinaan peptidiulokkeet molemmissa päissään ( N ja C-terminaaleissaan).

Kaikkien ketjujen tulee olla aivan tarkasti järjestyksessä. Siksi yhdenkin ketjun mutaatiolla on kauaskantoiset seuraukset luukudokseen. Kollageeni I mutaatiot johtavat heterogeeniseen puutteelliseen luutumisen, osteogenesis imperfecta,” brittle bone disease”. Koska kollageenin tulee olla mineraalien saostumisella alustana, template, on arveltu eräiden osteoporoosimuotojenkin takana piilevän kollageeni-I.ketjun geenien rakenteellisen mutaation.

Heti solun ulkopuolella kollageenin tripletti modifioituu, kovalentteja sidoksia muodostuu, erot kovan ja pehmeän kudoksen välillä tulee esiin. Tämä poikkisidosten muodostumiskyky antaa luulle sen tyypillisen sitkeyden. Kollageenilla on vaikutuksia solufunktioihin, apoptoosiin, soluproliferaatioon ja differentioitumiseen monimutkaisen kontrollijärjestelmän kautta Se signaloi solupinnalta tumaan.

NON- KOLLAGEENIPROTEIINIT (NCP) ( yhteensä n. 10 % orgaanisesta matriksista)

NCP erittyy osteoblastista ja odontablastista ympäröivään ekstrasellulaarimatriksiin.

Fibronektiini; osteonektiini (ON) ; trombospondiini 1,2, osteopontiini (OPN) , tenaskiini-C, -X;

Fibronektiini (gp)

Yksi runsammista luun NCP-proteiineista on glykoproteiini fibronektiini. Se akkumuloituu ekstrasellulaarisesti osteo- ja odontogeneesin tapahtumakohtaan. Seerumi tai lähisolukko lähettää sitä. Fibronektiinilla on sekvenssi Arg-Gly.-Asp (RGD), mikä pystyy kiinnittymään integriiniresptoriin, mikä taas on osteoblastidifferentaatiolle ja elossapysymiselle tärkeä

Fibronektiini voi kiinnittyä myös muihin matrixproteiineihin ja säätää niiden aktiviteettia ja siten mineralisaatiota luussa.

Osteonektiini (gp)

Osteonektiini( ON) on glykoproteiini, välittää solu- matriksi interaktiota.

Samaan ryhmään matriksiin liittyviä tekijöitä kuuluvat 
trombospondiini 1 ja 2, osteopontiini (OPN), tenaskiini-C ja –X.

Kasvutekijät

Mineralisoituvissa kudoksissa on lisäksi kasvutekijöitä kuten TGF-beetta, IGF-1 ja 2, FGF-2 ja useita angiogeenisia kasvutekijöitä. Demineralisoitunut luumatriksikohta omaa vahvoja osteoinduktiivisia ominaisuuksia

MUITA NCP ovat SIBLING, SLRP, Gla-proteiinit ja seerumin proteiinit

SIBLINGs ( Small Integrin-Binding Ligand, N-linked Glycoprotein),

sisältää seuraavat OPN, BSP, DMP1, DSPP, BAG (bone acidic gp-75). Avainrooli luun ja dentiinin mineralisaatiossa.

Osteopontiini (OPN)

Tämän puute vaikuttaa osteoklastifunktioon, jota se säätää. Tätä on useissa kudoksissa. OPN on luussa runsain glykoproteiini ja sillä on korkea affiniteetti kollageeniin, kalsiumiin ja hydroksiapatiittiin. Se estää luun mineralisaatiota in vitro.

Bone sialoprotein ( BSP)

Luun sialoproteiini esiintyy samalla tavalla luussa ja dentiinissä. Alkavan apatiittikiteen tuma, nukleaattori. Mineralisaatiossa toimii inhibiittorina ohjaten kristallin kasvua.

Dentiinin matriksiproteiini (DMP-1)

Omaa useita happodomaaneja. Esiintyy luussa, dentiinissä ja aivossa. Sen yliekspressio aiheuttaa varhemmin alkavaa mineralisaatiota ja suurempia mineraalinoduluksia. On transkriptiokomponenttina aktivoitaessa osteoblastispesifisiä geenejä (OCN). Häiriintymät , viivästymät, osteoidin konversiossa luuksi ja predentiinin konversoitumisessa dentiiniksi varhaisvaiheessa ja liikamuodostus myöhäisvaiheessa voi olla osin perua tästäkin tekijästä.

Dentiini fosfoproteiini (DPP)

Dentiinin runsain NCP ekstraccellulaarimatriksissa. Tärkeä aloittaja ja modulaattori dentiinin apatiittikristallin muodostuessa. Sisältää runsasti  eräitä  toistosekvenssejä, joissa on mm Asp..

Dentiinin sialoproteiini (DSP)

Seuraavaksi runsain NCP dentiinin ECM:ssa. Mutaatio Dspp geenissä aiheuttaa ihmisellä dentinogenesis imperfecta –tautia. Esiintyy hampaassa, luussa ja osteoblastissa.

Matriksin extrasellulaarinen fosfoglykoproteiini (MEPE)

Tämän ektooppinen ilmenemä liittyy onkogeeniseen hypofosfatemiseen osteomalasiaan. Poistogeeninen eläin saa lisääntynyttä femoraaliluumassaa ja luuydinviljely osoittaa osteoblasteja lisääntyneenä. MEPE omaa ekspression osteoblasteissa ja osteosyyteissä.

Uusi SIBLING jäsen (2004)  on Bone acidic gp-75 (BAG)

PROTEOGLYGAANIT (PG)

kantavat suuria määriä hiilihydraattiyksikköjä tuloksena laajasta posttranslationaalisesta modifikaatiosta. GAG ( glykosaminoglykaaneja) lisäytyy entsymaattisesti. Isot PG-rakenteet voivat pakkautua ECM-matriksiin, tai olla pintakalvolla. Tällainen viimeksimainittu on perlekaani, ja sillä on suhdetta luun muodostukseenkin.

SLRP, small leucin rich proteoglycan

Avainrooli, mahdollisesti epäsuora, mutta kriittinen osuus kollageenin täsmällisessä rakentumisessa ja toiminnassa ja häiriöt johtavat alentuneessen mineralisoitumisen luussa. Kasvava perhe ( 12 tunnettua jäsentä) on pienet leusiinipitoiset PG-molekyylit. Molekyyliydin on proteiini on 40-60 kDa, joka voi sisältää kerataanisulfaattia (KS), heparaanisulfaattia (HS), dermataanisulfaattia (DS) tai kondroitiinisulfaattia (KS) kudoksesta riippuen.

Näitä ovat dekoriini, biglykaani, asporiini, lumikaani, fibromoduliini ja osteoadheriini.

Dekoriini

Yksi CS GAG molekyyli mineralisoituneessa kudoksessa. Kuuluu matriksin organisaatioon, sitoo kasvutekijöitä ja kollageenisäikeitä. Sitoo Ca++, interaktiossa hydroksyapatiittiin (HAP) ja säätelee kiteen muodostusta, sitoo ja säätelee TGF-beetaa. Poistogeeninen eläin tuottaa paksumpia kollageenisäikeitä ja särkyvää ihoa kuten ihmisten Ehler-Danlos-oireyhtymässä. Muodostaa dimeerejä. Löytyy kudoksista, joissa on runsaasti fibrillaarista kollageenia, luusta ja hampaasta.

Biglykaani

Kaksi CS GAG ketjua mineralisoituneissa kudoksissa. Toimii matriksin organisaatiossa, sitoo kasvutekijöitä ja kollageenia. Poistogeeniselle tulee osteoporoosia, pienempi luustomassa, kasvutahti häiriytyy, kollageenisäikeet ovat epäsäännölliset muodolta ja koolta. Löytyy hampaasta, luusta, keuhkosta, pernasta, maksasta.

Asporiini

Yksi mahdollinen O- ja yksi N-glykosylaatiokohta. Esiintyy osteoartriitin nivelrustossa, hampaassa, aortassa, uteruksessa, sydämessä ja maksassa.

Lumikaani

KS SLRP . ydin proteiini on vuorovaikutuksessa kollageeniin. Poistogeenisellä on fibrilleissä lateraalinen fuusio, josta tulee laajentuneet fibrillien välitilat ja paksummat fibrillit. Esiintyy useissa pehmeissä kudoksissa, rustossa, hampaassa ja luussa.

Fibromoduliini

KS SLPR. Sitoutuu kollageeniin, viivästää fibrillogeneesiä in vitro. Sitoo TGF-beetaa. Poistogeenisellä on ektooppista luutumista jänteissä ja kehittyy osteoartriittia. Löytyy luusta, hampaasta, rustosta, sydämestä, istukasta, keuhkoista, luulihaksista, munuaisista, haimasta.

Osteoadheriini

Sisältää KS, edistää integriini alfa v beeta 3- välitteistä soluliitosta. Omaa ison C-terminaalisen domaanin. Sitoo HAP: Ilmenee hampaassa ja luussa.

GLA PROTEIINIT

Tutut K-vitamiinin aineenvaihdunnan alueelta. K-vitamiini on koentsyymi näiden peptidien posttranslationaalisessa gamma-karboksylaatiossa, joten ne voivat sen jälkeen liittää kalsiumjoneja: funktionaaliset osteokalsiini (OCN) ja matrix Gla proteiini (MGP) ovat kaksi vitamiiniK-koentsyymia tarvitsevaa niistä tunnetusta 14 VKDP-peptidistä Vitamin K dependent peptides) . Niitä molempia voi kiertää verenkierrossa. MGP saostuu luussa varhemmin kuin OCN. Kalkkiutuneissa kollageenikudoksissa esiintyy MGP konstantimmalla painovakiolla kuin OCN. Molemmat sitovat vahvasti HAP tilanteessa, joka vaatii Ca ++ kantavien Gla-ryhmien valmiina oloa- ja tässä pääsee muodostumaan Ca-kompleksia mineraaliverkkoon. In vitro tilanteessa OCN on tehokas estäjä HAP-kristallin (liika?) sakkautumisille ja kemotaktinen osteoblastisoluille. Molemmat ovat komponentteja kehittyvissä hampaissa. Vitamiini K puute ei ole kuitenkaan osoittanut hampaissa kehitysvaurioita.
Jos on Marevan, Waran läkitys, kiertää  gammakarboksyloitumattomia  VKDP-peptidejä verenkierrossa. niitä sanotaan PIVKA proteiineiksi. Proteins induced by absence of K-vitamin or by  anti-K-vitamin.  ( Esim ucOC on tällainen, undercarboxylated Osteocalcin)

Osteokalsiini (OCN)

eristettävissä luusta ja dentiinistä.. Sillä on kolme Gla- tähdettä jotka voivat attraheerata Ca++.

Vain osteoblasti ja odontoblasti voi syntetisoida sitä.

OCN kohdegeenirepeyma johti pitkiin luihin ja niiden paksuuntumiseen ja diafyysin leventymiseen.

Matrix-Gla-proteiini (MGP)

Eristettävissä myös luusta ja hampaasta. Omaa viisi Gla-tähdettä ja attraheeraa täten 5 Ca++. Tätä on myös monissa muissa kudoksissa kuten keuhkot, sydän, rusto, verisuonten sileä lihassolu ja munuainen. (Sillä on ollut antiaterogeenisen tekijän mainetta ja ektooppisen kalkkiutumisen estäjän mainetta jo muutama vuosi sitten, kun sen rakenne selvitettiin)

MGP-geenin puutos aiheutti epänormaalia ja ektooppista ECM.-mineralisaatiota valtimoissa ja kasvulevyjen rustossa ja sisäisiä verenvuotoja. Tunnetaan myös Keitelin oireyhtymä, autosomaalisesti resessiivinen häiriö, jossa rusto kalkkiutui, perifeeristä pulmonaalista stenoosia esiintyi ja keskikasvot olivat hypoplastisia.

SEERUMIN PROTEIINIT

Luu ja dentiini sisältävät seerumiproteiinia ECM-matriksissa todennäköisesti sitoutuneena fysikokemiallisesti hydroksyapatiittiin. Näitä ovat albumiini, fetuiini ja protrombiini.

Albumiini

Albumiinilla voi olla antagonisoiva vaikutus synteettisen hydroksyapatiitin (HAP) dissoluutioon ja myös estävä vaikutus kiilteen mineralisaatioon. PH vaikuttaa albumniinin sitoutumiseen hydroksyapatiitiin.

Fetuiini ( alfa2HS-glykoproteiini)

Esiintyy luussa ja dentiinissä. Näitä esiintyy sikiöaikana ja ne vähenevät kohti aikuisuutta . Ne kuuluvat kystatiini--superperheesen, joka laajalti posttranslatiivisesti modifioidaan N-glykosylaatiolla, O-glykosylaatiolla, seriinifosforylaatiolla ja proteolyyttisellä prosessoinnilla.

Fetuiinilla on roolia luun muodostuksen säätelijänä, kun se toimii TGF-beetta ja BMP antagonistina. Syntynee maksassa, akkumuloituu luuhun ja hampaisiin. Fetuiinin puute TGF-beetan estymisen kautta johtaa kasvulevydefekteihin, liika luukasvuun ja kiihtyneeseen sytokiineista riippuvaan osteogeneesiin. Seerumiperäinen mineralisaation suppressori ja apatiittimuodostuksen hillitsijä.

Poistogeeninen ei kuitenkaan omannut erityistä luustoanomaliaa. Sen sijaan ektooppista pehmytkudosmikrokalkkia, niskassa, interkostaalilihaksissa ja raajalihaksisa oli havaittavaissa rajoitetusti.

Protrombiini

Trombiini muodostuu maksassa, munuaisessa ja pankreassoluissa. Primäärimuotoisena se omaa 622 aminohappoa, veressä kiertävänä 579 aminohappoa, veressä se kiertää proentsyymimuotoisena protrombiinina. Kromosomi 11 koodaa tätä geeniä . Modifioituna Gla-ryhmillä siinä on 10 kpl näitä kalsiuminkantajakohtia N-terminaalia lähellä, signaalipeptidiosassa. Jos ei ole K-vitamiinivaikutusta, peptidi on karboksyloitumaton (PIVKA) ja tehoton.

Kun on trombiininmuodostutilanne, Gla domaani vastaa liittymisestä fosfolipidielementteihin ja hydroksiapatiittiin(HAP) trombiinin lähtiessä hyytymiskaskadiin tietyille tehtävilleen. PT vaikuttaa koagulaatiokaskadin puolella tapahtumapaikan lokalisaatioon osaltaan.

PT löytyy luufraktioistakin, mutta ei ole vielä in vivo varmistettu tätä tietoa.

PT löytyi osteoidista, seerumiperäisenä. Se assosioituu tyypin I kollgeeniin ja estää kollageenin fibrillogeneesiä ja antaa aihetta HAP-kristallien kasvulle annoksesta riippuvalla tavalla,

Gla-domaani tarvitaan proteiini - interaktioon. PT omaa pari rinkulalenkkiä, jotka tekevät interaktion. Itse trombiinidomaani on C-terminaalissa. Gla-domaan ( N-päässä) omaa 3-disulfidi kolmoissilmukkarakenteen, lenkkidomaanit F1 ja F2 ja protrombiini2. Gla ja ensimmäinen silmukka muodostavat F1- fragmentin protrombiinissa.

Toinen silmukkadomaani F2 ja PT2 muodostavat altatrombiinin heti-inaktiivin prekursorin. Eriteproteiinina PT omaa N-terminaalisen signaalipeptidin, joka tarvitaan, että se ensinnäkin erittyy ER:stä. ja se osa erottuu proteiinista sekretiovaiheessa jo. Protrombiinin osuus in vivo luumatriksissa on vielä avoin. Ainakin se voi kantaa 10 Ca++jonia.

MATRIX-PROTEIINIEN (MMPs alaryhmineen 1-23) DEGRADAATIO

Mineralisoituvan sidekudoksen ECM käy omaa remodelin kaskadia ja mineralisoitunut luukudos omaansa- dynaamisesti.

MMP proteiinit edustavat multigeeniperhettä, jossa on yli 25 eritettyä tai solupintaan kiinnittynyttä entsyymiä. Niiden tehtävänä on prosessoida tai hajottaa useita ekstrasellulaarisia subtraatteja. Niitä kutsutaan matrix metaalloproteinaaseiksi, koska ne vaativat jotain metallia, useimmin sinkkiä (Zn++) katalyyttiseen aktiviteettiin ja kykyyn hajoittaa ECM-struktuuriproteiineja. Ne erittyvät zymogeeneina ja vaativat aktivaatiossa proteolyyttisen prosessoimisen. Niitä kontrolloi endogeenit metalloproteinaasi-inhibiittorit (TIMPs).

MMPs entsyymeille on  kuvattu myös eräs muu säätelymekanismi (kuin proenzyymin aktivaatio tai TIMPs ): aktivoituminen vain sitoutumalla suoraan SIBLING-proteiineihin ja struktuurin muutoksella

(Lisse: Olen tehnyt yhteen blogiini MMP ja TIMP  mooekyyleistä  muistilistaa, johon olen liittänyt myös ADAM ja ADAMTs proteiinit)

MMP toiminta on äärimmäisen komplisoitunutta, sillä ne ovat mukana lukuisissa fysiologisissa ja patologisissa prosesseissa, sikiökehityksen eri vaiheissa, kudosmorfogeneesissä, haavan paranemisessa, tulehduksellisissa sairauksissa ja syövässä, joten niiden aktiviteettia täytyy kontrolloida monilla eri tasoilla. Epätasapaino näiden proteinaasien . aktiviteetissa johtaa vakaviin sairaustiloihin kuten RA ja maligniteetit Vastaavathan ne seuraavista seikoista: niiden kohde molekyyylit ovat muita proteinaaseja, proteaasiinhibiittoreita, hyytymistekijöitä, kemotaktisia molekyylejä, latentteja kasvutekijöitä, GF-sitovia proteiineja, solupintareseptoreja, C-C adheesiomolekyylöejä ja mahdollisesti kaikkia ECM-proteiineja. Ne osaltaan  sorvaavat  myös kehoa pysymään " tavallisena" ja rajoittavat liikakasvuja ja vaikuttavat turhan  funktionaalisesti kuormittavan materiaalin poistamsita  ja plastisuuden  säilymistä  kudosuusiutumisen kaskadissa- jo yksi ainut MMP tai ADAMTS on väitöskirja-aihe- mutta jos valitsee kliinisen aiheen, voi luetteloida  tutkimansa kudoksen MMP, TIMP ja ADAM/ADAMTS kirjon)  .

MMPs alaryhmistä

MMP-3 knockout: Kollageenin indusoima artriitti

MMP-9 knockout: Viivästynyt kasvulevyn suonitus ja enkondraalisen luutumisen siirtyminen tuonnemmaksi, puutteellinen osteoklastien rekrytointi.

MMP-13 omaa merkitystä luun aineenvaihdunnassa ja homeostaasissa.

MMP-14 poistogeenisyys: epäadekvaatti kollageenin turn over, vaikeita luu-ja sidekudospoikkeavuksia, luutumishäiriötä ja angiogeneesihäiriötä, viivästynyt hampaiden puhkeaminen, varhainen postnataali mortaliteetti.

Hammaskudoksesta on osoitettu MMP-1,-2,-9,-10,-11,-13,-14,-15,-16,-17,-19,-20 ja -23.lisäksi TIMP-1,-2 ja -3.

Odontoplastissa vain on MMP-7,-8,-24 ja -25.

Odontoplastissa vain esiintyi MMP-2,-10,-11,-14 ja -20.

Pulpassa esiintyi enemmän MMP-13 ja MMP-17.

Odontoplastissa ja pulpassa ei esiintynyt MMP-3 tai MMP-12.

Miltei vain kiilteessä ( enamel), odontoblastissa ja pulpassa esiintyi MMP-20, enamelysiini.

Näiden MMP-proteiinien moninainen läsnäolo ja niiden modulaattorien ilmeneminen hammaskudoksessa vaikuttaa suuresti hyvin dynaamista solu-matrix (C-M) interaktiota.

CALCIUM SIGNALING

Keho käyttää suuren osan energiaa pitämään yllä calsiumgradienttia solun ulko ja sisäpinnan välillä. Ulkopuolella on 1000 kertainen pitoisuus ( mM). Liika kalsium solun sisällä on solulle vaarallista.Solun järjestelmät pitää vähäkalkkinen sisämiljöö ja kuitenkin intergroida itselleen tärkeät signaalinvälittäjä kalsiumit saatavilla oleviin varastoihin, on monipuolinen järjestelmä. Solupinnalla on usealla eri tavalla toimivia kalsiumkanavia, jotta kaikki tarpeet saadaan täytettyä eri tilanteissa. Solun sisätilan säätelyssä neutraloiva asoosioiminen proteiiniin on yksi tie.

VSCC on jännitteestä riippuva kalsiumkanava.

Matalakapasiteettinen kalsiumkanava on eräs typpi jännitteestä riippuvia kanavia: dihydropyridiinireseptori, ryanodiinireseptorikanavan (RyR) kytkeminen ER-kalvolla tehtävänä.

Jännitteestä riippumattomat kalsiumkanavat antavat useita teitä kalsiumin sisäänvirtausta.

Ligand-gated channels ( NMDA, AMPA, kainate, nAchR, 5HT3, ATP(P2X).

Store operated channels , avautuu kun Ca++ vapautuu ic.(IP3R, diffusible Ca++ influx factor, tai kanavan kiinnittymä kalvoon)

Ca++-release activated channel, hematopoieettisessa solulinjassa (TRP,TRPC, TRPV,TRPM)

TRPC vastaa PLC beetta activation kautta vasteena hormonille tai muulle transmittorille Sekundaarivälittäjiä ovat. DAG, sfingosiini, ADB-riboosi, arakidonihappo tai muu signaali
(Kommenttini: (sfingosiiniaineenvaihdunta on riippuvainen K-vitamiinista, koska  runkomolekyylin sfinganiinin  syntymiseen vaaditaan K-vitamiiniaikutus. Katabolia-anabolia  suhde siinä molekyylikartassa   on lähde moniin nukleaarisiin häiriösäätöihin kalsiumin takaisinsäätelyssä eli  deregulaatiossa: Delayed deregulation of  Ca++. Muulla tavalla ei tätä voi oikaista kuin lisäämllä vihreitten vihannesten käyttöä kansanlaajuisesti suosituksilla)

TRPV ja TRPM vastaavat sensorisiin stimuluksiin: lämpötila, osmolaarisuus. Valot, hajut, makumolekyylit vaikuttavat signaalikaskadilla, joka avaatai sulkee syklisellä nukleotidilla säädellyn kanavan (cAMP, cGMP).

Harvoja poikkeuksia lukuunottamatta signaalikaskadit aktivoivat useimmat jännitteestä riippumattomat tiet.

Tavallisin reitti on signaalitie PLC,PIP2, IP3, DAG. (Kommentti:tässä reittitiessä on myös ylenen  dieettivirhelähde hyvinvointimaissa:  orgaanisen ja epäorganisen  fosfaatin  saannin  suhde  nautitussa ravinnossa on  alentunut  viime vuosisadan aikana, koska  fytiini fermentoidaan,  jauhot tehdään hienoiksi, sokeria lisätään liikaa ja jyvien ja siementen käyttö  on  alemopaa kuin entisinä vuosisatoina.  Lisätään myös keinottekoisia  epäorgaanisia fosfaatteja elintarvikkeen valmistukseen- tästä seuraa että PI-signalointijärjestelmä kuormittuu ja häiriintyy ja jothaa metabolisiin oireyhtymiin).

Ligandit kuten hormonit voivat sitoutua yli tuhanten G-proteiiniin liittyneeseen reseptoriin, joka aktivoi PLC beetta.

Muita PLCjäsenia kuten PLC gammaa, aktivoi kasvutekijät ja siitä vaikuttuu tyrosiinikinaasireseptori.

RyR ja IP3 kanavat välittävät kalsiumin vapautumista ER:stä.Kun Ca++ic nousee RyR ja luo kalsiumin vapauttimaista solusta. cADP-riboosi, sfingosiini ja NAD-aktivoituvat kanavat omaavat sekvenssiyhtäläisyyttä RyR kanssa.

Solun sisällä kalsiumvarastoja on ER, Golgi ja mitokondria. Niissä proteiinit puskuroivat Ca++ joneja calretikuliini ( CRT), calsequestriini ja calnexiini (CNX) Toisaalta sytosolissa on erityisiä proteiineja, jotka ovat liikkuvia kalsiumin puskureita, tasoittaen kalsiumpiikkejä ja kertymiä. Näitä ovat calbindiinit, parvalbumiini, kalmoduliini ja S100 protiiniperhe.

Kalsiumin vahva extruusio solusta saadaan aikaan kahdella proteiiniperheellä: plasmamembraanin ATP-aasilla ja natrium-kalsiumjonivaihtajalla. Solun sisäinen Ca++pitoisuus saadaan myös madaltumaan siirtämällä Ca++ solunsisäisiin organelleihin,joista suurin on ER. Tämä tapahtuu SERCA-järjestelmällä. Mitokondriaan on uniporter. Golgin laitteeseen on P-tyyppinen kalsium-ATP-aasi.

Mitokondria voi vapauttaa kalsiumia natrium-vety/ kalsium vaihtajallaan ja joskus permeabiliteetin modulaatiolla (permeability transition pore).

Vapautuminen Golgista ja tumamembraanista tapahtuu tapahtuu intrasellulaarisen membraanin kautta kuten ER:ssä.

Kun luun ja dentiinin monet solutyypit sijaitsevat minerálisoituneen matriksin keskellä tai lähellä , niitten on täytynyt kehittää hienoja järjestelmiä, jotta suuret määrät kalsiumia voitaisiin kuljettaa solujen kautta niiden elinkykyisyyden vaurioitumatta.
(Huom. Periaatteellinen ajatukseni:  Kehossa on suuri määrä kalsiumia,  varisiasesta kalsiumin akuutista puutteesta ei ole kyse oiekastaan koskaan, vaan kalsiumin säätelyn  jonkin vaiheen  viivästymisestä- ja kalsiumin asettumsiesta epäfunktionaalisiin kohtiin)

Ca++ TRANSPORT luussa ja dentiinissä

On tutkittu minne kalsium menee intravenöösiä tietä. Se asettuu dentiinin reunoille jo 30 sekunttia injektiosta. Odontoblasteissa se on 2 minuutin päästä ja dentiinissä 10 minuutin päästä. Sen kulku on transsellulaarinen ja osoittaa odontoblastin aktiivisti osallistuvan Ca++ jonin kuljetukseen vaskulaarisesta verkosta extrasellulaariseen matriksiin. Prosessin on oltava hyvin koordinoitu, koska jonit konsentroituvat 2-3 kertaista kemiallista gradienttia vastaan. Siis ehkä ensin on transsellulaarinen kuljetus, sitten yksisuuntainen kuljetus, sitten transmemraani extrasellulaarinen extruusiomekansimi odontoblastien kärkiosista käsin.

Jotta solut voisivat hyvin, Ca-jonien pitoisuus on pidettävä mikromolaarisissa rajoissaan, kun taas extrasellulaarisesti ja veren plasman puolella pitoisuus on luokkaa 3 mM. Tästä seuraa rajoituksiai kalsiumin soluun pääsyyn. Sisäänpääsymekanismeissa on todettu odontoblasteista Ca-kanavatyypit L, N ja T

Osteoblasteissa, osteosyyteissä ja osteoblastisolulinjoissa tavattiin kanavatyypit L ja T sekä mekanosensitiivisiä kanavia.