二、钙超载的作用
各种原因引起的细胞内钙浓度明显增加并导致细胞结构损伤和功能代谢障碍的现象称为钙超载（calcium overload）。
（一）细胞内钙超载的发生机制
1.Na+-Ca2+交换异常
生理条件下，Na+/Ca2+交换蛋白转运方向是将细胞内Ca2+运出细胞，与肌浆网和细胞膜钙泵共同维持心肌细胞静息状态的低钙浓度。Na+/Ca2+交换蛋白以3Na+∶1Ca2+的比例交换，对细胞内外Na+、Ca2+进行双相转运。Na+/Ca2+交换蛋白的活性主要受跨膜Na+浓度的调节，此外还受Ca2+、ATP、Mg2+、H+浓度的影响。现已证实，Na+/Ca2+交换蛋白反向转运增强是缺血-再灌注损伤和钙超载时钙离子进入细胞的主要途径。
（1）细胞内高Na+对Na+/Ca2+交换蛋白的直接激活作用：缺血使细胞内ATP含量减少，钠泵活性降低，造成细胞内钠含量增高。再灌注时缺血的细胞重新获得氧及营养物质供应，细胞内高Na+除激活钠钾泵外，还迅速激活Na+/Ca2+交换蛋白，以加速Na+向细胞外转运，同时将大量Ca2+转入细胞内，造成细胞内Ca2+超载。
（2）细胞内高H+对Na+/Ca2+交换蛋白的间接激活作用：缺血时，由于细胞的无氧代谢增强使H+生成增加，组织间液和细胞内液pH值明显降低。再灌注使组织间液H+浓度迅速下降，而细胞内H+浓度很高，形成跨膜H+浓度梯度，由此激活心肌Na+/H+交换蛋白，促进细胞内H+排出，而使细胞外Na+内流。再灌注后恢复了能量供应和pH值，从而又激活Na+/Ca2+交换蛋白，促进Ca2+内流，加重细胞钙超载。
（3）蛋白激酶C（PKC）活化对Na+/Ca2+交换蛋白的间接激活作用：缺血-再灌注损伤时，内源性儿茶酚胺释放增加，一方面，作用于α1肾上腺素能受体，激活G蛋白-磷脂酶C（PLC）介导的细胞信号转导通路，促进磷脂酰肌醇（PIP2）分解，生成三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DG）。其中IP3促进肌浆网释放Ca2+；DG经激活PKC促进Na+-H+交换，进而促进Na+-Ca2+交换，共同使胞浆Ca2+浓度增加。另一方面，儿茶酚胺作用于β肾上腺素能受体，激活腺苷环化酶而增加L型钙通道的开放，从而促进细胞外Ca2+内流，进一步加重细胞内钙超载。
2.生物膜损伤
细胞膜和细胞内膜是维持细胞内、外以及细胞内各间区离子平衡的重要结构。生物膜损伤可使其通透性增强，细胞外Ca2+顺浓度差进入细胞，或使细胞内Ca2+分布异常。
（1）细胞膜损伤：①缺血缺氧可导致细胞膜受损、破裂；②再灌注时生成的大量自由基引发细胞膜的脂质过氧化反应，从而损伤细胞膜；③细胞内Ca2+增加激活磷脂酶，使膜磷脂降解，进一步增加细胞膜对Ca2+的通透性。
（2）肌浆网膜损伤：自由基增加和膜磷脂分解增强可造成肌浆网膜损伤，钙泵功能抑制使肌浆网摄Ca2+减少，胞浆Ca2+浓度升高。
（3）线粒体膜损伤：自由基增加和膜磷脂分解增强可引起线粒体膜受损，抑制氧化磷酸化，使ATP生成减少，细胞膜和肌浆网膜钙泵能量供应不足，促进钙超载的发生。(https://www.daowen.com)
（二）钙超载引起再灌注损伤的机制
细胞内钙超载引起再灌注损伤的机制可能与以下因素有关。
1.线粒体功能障碍
胞浆中Ca2+大量增加，可刺激线粒体和肌浆网的钙泵摄取钙，消耗大量ATP；同时，线粒体内的Ca2+与含磷酸根的化合物反应形成磷酸钙，干扰线粒体氧化磷酸化，使能量代谢障碍，ATP生成减少。
2.破坏细胞（器）膜
细胞内Ca2+超载可激活多种磷脂酶，促进膜磷脂的分解，使细胞膜及细胞器膜均受到损伤。此外，膜磷脂的降解产物花生四烯酸、溶血磷脂等增多，亦加重细胞的功能紊乱。
3.激活其他酶的活性
如钙超载可激活蛋白酶，促进细胞膜和结构蛋白的分解；激活核酶，引起染色体的损伤。
4.促进自由基形成
细胞内钙超载使钙依赖性蛋白酶活性增高，促进黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶，使自由基生成增多。
5.加重酸中毒
细胞内Ca2+浓度升高可激活某些ATP酶，导致细胞内高能磷酸盐水解，释放出大量H+，加重细胞内酸中毒。