В процессе эволюции появилась клеточная мембрана для защиты клетки от окружающей среды и для поддержания ионного баланса межклеточной жидкости в состоянии, подобном тому, при котором развивалась жизнь на Земле.
В высокой концентрации Са>2+ является токсином для клетки, и при резком повышении концентрации Са>2+ клетка немедленно умирает. Практически при всех энзиматических взаимодействиях используется Са>2+, но в очень малых количествах. Имеется специальный клеточный механизм, поддерживающий гомеостаз Са>2+. В мембране есть каналы, благодаря которым Са>2+ может проникать через мембрану. При этом кальциевые каналы являют большое разнообразие по сравнению с натриевыми каналами. С точки зрения филогенеза считается, что Са-каналы гораздо древнее, чем натриевые каналы, и в процессе развития они появляются всегда раньше.
В плане механизма действия Са>2+ важно учитывать, что, во-первых, мембрана в покое очень слабо проницаема для Са>2+, поэтому не требуется больших затрат энергии для поддержания оптимального уровня Са>2+, во-вторых, имеется Са-насос, или Са>2+-Mg>2+-АTФaзa, который выкачивает Са>2+ из клетки в межклеточное пространство.
Повышение содержания Ca>2+ внутри клетки приводит в действие мембранный Са-насос, контролируемый Са-кальмодулином. Тогда в норме концентрация Са>2+ внутри клетки понижается, клетка таким образом защищается от токсического воздействия высокой концентрации Са>2+.
Митохондрии и эндоплазматический ретикулум в гладких мышцах играют главную роль в клеточном Са-гомеостазе.
Перенос Са>2+ из цитоплазмы в пространство матрикса митохондрий требует затраты энергии и может совершаться в больших количествах, в то время как перемещение из матрикса лимитировано и совершается пассивно. Если концентрация Са>2+ в цитоплазме повышается, например вследствие продолжительного воздействия мессенджера (агента), тогда Са>2+ в большом количестве поступает в митохондрии и большая его часть остается здесь в ионизированном состоянии. Наконец, достигается какой-то постоянный уровень, при котором обмен Са>2+ между митохондриями и цитоплазмой происходит таким образом, что содержание Са>2+ в цитоплазме сохраняется лишь на несколько более высоком уровне, чем в клетке в состоянии покоя. Если все же концентрация Са>2+ продолжает оставаться повышенной, Са