Im Gehirn spielt Calcium eine besonders wichtige Rolle sowohl bei Gesundheit als auch bei Krankheit. In normalen Mengen löst Calcium offenbar Signalwege aus, die für bestimmte Gedächtnisarten essentiell sind; im Übermaß wird angenommen, dass Calcium Gehirnschäden verursacht. Calcium ist ein intrazellulärer Messenger, der viele Zellfunktionen aktivieren kann. Ohne Kalzium hätte das Nervensystem keine Ausgänge.
Huntington-Krankheit
Die Huntington-Krankheit ist durch vier Merkmale gekennzeichnet: Erblichkeit, Verhaltensstörungen oder psychische Störungen, kognitive Beeinträchtigung und Tod - 15 oder 20 Jahre nach Beginn. Die Krankheit wird durch den weit verbreiteten Verlust von Neuronen im Gehirn verursacht. Der Mechanismus des Zelltods tritt hauptsächlich durch die anhaltende Wirkung von Glutamat auf die Glutamat-Rezeptoren des N-Methyl-D-Aspartat- oder NMDA-Typs und den übermäßigen Zustrom von Calcium auf. Überschüssiges Kalzium hat mehrere schädliche Folgen, die zu Zytotoxizität und Tod führen. Erstens kann es Calcium-abhängige Proteasen aktivieren, die eine toxische Wirkung auf Nervenzellen ausüben. Zweitens produziert Kalzium Eicosanoide, die Entzündungen und freie Radikale erzeugen, die Gewebeschäden verursachen.
Anfälle
Hirnschäden durch wiederholte Anfälle können mit dem bevorzugten Verlust von Neuronen in der Hippocampus-Region des Gehirns auftreten. Die Freisetzung von exzitatorischem Aminosäure-Transmitter, L-Glutamat, verursacht eine Überaktivierung von Glutamatrezeptoren. Dies führt zu einem übermäßigen Anstieg des intrazellulären Calciums, das viele Calcium-abhängige Enzyme, wie Calcenurin, Calpaine und Lipasen, aktiviert. Eine Studie, die 2003 an der Universität von Wisconsin veröffentlicht wurde, fand heraus, dass kalziumabhängige Enzyme die Produktion von freien Radikalen verursachen, die lebenswichtige zelluläre Proteine schädigen und zu Hirnschäden führen.
Spinozerebelläre Ataxie
Spinozerebelläre Ataxie oder SCA3 ist eine tödliche genetische Störung, die die Koordination, Sprache und Vision beeinträchtigt. Eine im Journal of Neuroscience veröffentlichte Studie aus dem Jahr 2008 ergab, dass die Zellen einer Person mit einer spinocerebellären Ataxie 3 bei Behandlung mit Bradykinin, einer Substanz, die den im Gehirn vorhandenen Kalziumkanal aktiviert, abnorm hohe Werte der Kalziumfreisetzung aufwiesen. Eine solche abnormale Kalziumfreisetzung führt zu beeinträchtigten motorischen Funktionen bei Menschen mit SCA3.
Dyskinesien
Dyskinesien sind durch übermäßige motorische Aktivität gekennzeichnet, deren Symptome unwillkürliche Bewegungen wie Zittern und Zittern sind. Die unwillkürlichen Bewegungen resultieren aus der Ablagerung von überschüssigem Kalzium in den Basalganglien- und Kleinhirnregionen des Gehirns.
