線粒體鈣穩態與ATP 生成雙向調節機制的研究進展

陳思遠，琚昊，王永俠

（浙江農林大學動物科技學院?動物醫學院，浙江杭州 311300）

鈣離子（Calcium Ions，Ca）參與凝血、神經遞質和激素合成及酶活性調節等多種生理活動，是機體不可或缺的元素。Ca可通過激活三羧酸循環（Tricarboxylic Acid Cycle，TCA）的Ca敏感脫氫酶和氧化磷酸化（Ox idative Phosphorylation，OXPHOS）的F/F腺嘌呤核苷三磷酸合酶（Adenosine Triphosphate Synthase，ATPase），刺激腺嘌呤核苷三磷酸（Adenosine Triphosphate，ATP）生成。線粒體內Ca濃度（Mitochondrial CaConcen tration，[Ca]）維持相對穩定的狀態稱為線粒體鈣穩態。線粒體鈣穩態失衡會導致線粒體功能發生障礙，致使ATP 的生成量大幅減少。同時，線粒體ATP 生成減少也會對線粒體鈣穩態造成影響。目前學界有大量針對線粒體鈣穩態及ATP 生成的研究，但詳細講述線粒體鈣穩態和ATP 生成之間的關系尤其是這二者如何相互影響的文章尚且較少。本文將著重闡述線粒體鈣穩態和ATP 生成之間的雙向調控機制以及兩者在畜牧生產中對動物繁殖的影響，為線粒體鈣穩態的維持和ATP生成的良性循環在畜禽繁殖中的作用提供理論參考。

1 線粒體鈣穩態維持與其對ATP 生成的影響

在靜息狀態下，細胞質內Ca濃度（Cytoplasmic CaConcentration，[Ca]）在某一較低水平（大約為0.1 μmol/L）維持不變。由于線粒體外膜具有Ca高通透性，此時 [Ca]與 [Ca]相當。在細胞受到刺激引發Ca內流且達到一定濃度時，線粒體吸收Ca，當刺激消失后又釋放Ca，由此起到緩沖胞內Ca劇烈波動的作用。

線粒體Ca是調節ATP 生成的關鍵因子，在正常生理狀態下，[Ca]水平可動態調節ATP 的生成。ATP 在細胞分解代謝營養物質的過程中產生，其主要生成部位在線粒體中OXPHOS 的位置。ATP 的生成過程分為糖酵解和TCA 2 個階段。……