分泌终端细胞水与电解质的分泌是由毒蕈碱、α1肾上腺素能及P物质受体调节的。其他受体如P2Y2受体可能也有一定作用，但在成熟的分泌细胞并不构成明显反应。P2Y2受体对不成熟细胞、异常细胞及体外培养的细胞有明显的调节作用。上述受体的激动均可导致细胞内Ca2+动员，从而使胞质内游离Ca2+浓度增高。Ca2+是水和电解质分泌的主要第二信使。上述受体的激动亦可引起PKC的激活，后者对细胞内其他信号传递系统有修饰作用，从而使分泌反应改变。 Ca2+信号系统 细胞内Ca2+信号系统是磷酸肌醇信号系统的一部分，它的最终目标是使胞质内游离Ca2+浓度增高。 

胞质内Ca2+浓度 

胞质内游离Ca2+浓度是一种极为重要的信号，它的增高会导致一系列细胞反应。在神经细胞将引起细胞兴奋，发生神经传导反应。在肌肉细胞将引起肌肉收缩。因而，这些可激动细胞的大量能量用于调节胞质内游离Ca2+浓度。例如肌肉细胞的肌浆网上75%蛋白质是Ca2+泵。这是由于肌肉细胞需要在极短的时间内将胞质内Ca2+重新摄入Ca2+池中，一方面使肌肉松弛，另一方面为下一次收缩做准备。唾液腺细胞虽然不需要这种短时间内的Ca2+摄取，但也必须迅速完成该过程，以便受到再次激动时能做出同样的分泌反应。由此可见，在非激动状态下保持胞质内Ca2+浓度在一个很低的水平是至关重要的。 

唾液腺细胞胞质内游离Ca2+浓度在非刺激状态下为100nmol/L左右，比细胞外液的浓度Ca2+（1. 2～1. 5mmol/L）要低12 000倍，比Ca2+的电化学平衡浓度（约128mmol/L）低128万倍。当毒蕈碱、α1或P物质受体激动时，胞质内游离Ca2+浓度可在短时间（数秒钟）内增高数倍，达300nmol/L（舌下腺和下颌下腺）到1μmol/L（腮腺）。如果刺激持续存在，而且细胞外液中含有足够Ca2+，这种升高可持续很长时间。 

细胞内Ca²⁺信号系统是磷酸肌醇信号系统的一部分，它的最终目标是使胞质内游离Ca²⁺浓度增高。

胞质内Ca²⁺浓度

胞质内游离Ca²⁺浓度是一种极为重要的信号，它的增高会导致一系列细胞反应。在神经细胞将引起细胞兴奋，发生神经传导反应。在肌肉细胞将引起肌肉收缩。因而，这些可激动细胞的大量能量用于调节胞质内游离Ca²⁺浓度。例如肌肉细胞的肌浆网上75%蛋白质是Ca²⁺泵。这是由于肌肉细胞需要在极短的时间内将胞质内Ca²⁺重新摄入Ca²⁺池中，一方面使肌肉松弛，另一方面为下一次收缩做准备。唾液腺细胞虽然不需要这种短时间内的Ca²⁺摄取，但也必须迅速完成该过程，以便受到再次激动时能做出同样的分泌反应。由此可见，在非激动状态下保持胞质内Ca²⁺浓度在一个很低的水平是至关重要的。

唾液腺细胞胞质内游离Ca²⁺浓度在非刺激状态下为100nmol/L左右，比细胞外液的浓度Ca²⁺（1. 2～1. 5mmol/L）要低12 000倍，比Ca²⁺的电化学平衡浓度（约128mmol/L）低128万倍。当毒蕈碱、α₁或P物质受体激动时，胞质内游离Ca²⁺浓度可在短时间（数秒钟）内增高数倍，达300nmol/L（舌下腺和下颌下腺）到1μmol/L（腮腺）。如果刺激持续存在，而且细胞外液中含有足够Ca²⁺，这种升高可持续很长时间。

Ca²⁺动员过程

当细胞受到刺激时，胞质内Ca²⁺浓度增高。Ca²⁺的来源主要有两种，即细胞内Ca²⁺池和细胞外Ca²⁺。受体激动引起IP₃的产生和释放。IP₃与细胞内对IP₃敏感的Ca²⁺池上的特异性受体相结合，后者本身也是Ca²⁺通道，因而导致Ca²⁺外流。整个过程一般仅需要1～5秒钟。对IP₃敏感的Ca²⁺池的排空可产生一种信号，使质膜上的Ca²⁺通道开放，引起Ca²⁺内流（见下文），从而使胞质内Ca²⁺浓度保持在较高的水平。业已充分证明，唾液腺细胞水与电解质分泌的起始过程是由Ca²⁺释放所激发的，但持续分泌则是由细胞外Ca²⁺内流而维持的。除去细胞外Ca²⁺或阻滞Ca²⁺内流均可使分泌减少或停止。

当神经刺激终止时，IP₃不再产生，胞质内Ca²⁺主要有两种途径从胞质中消除，即质膜Ca²⁺泵和Ca²⁺池Ca²⁺泵。实际上，Ca²⁺动员的过程也伴随着Ca²⁺消除的过程。当Ca²⁺浓度高于非刺激状态的水平时，Ca²⁺泵就活化。

细胞内Ca²⁺池

细胞内储存Ca²⁺的位点称为Ca²⁺池。一般是指储存大量Ca²⁺的细胞器。它又可分为两类，一类对IP₃敏感，一类不敏感。通常认为，IP₃控制的Ca²⁺池是在内质网内，但最近几年的研究提出，其他细胞器也可能有同样作用，如核包膜体（nuclear envelop）。然而对这些假设仍有很多争议。对IP₃不敏感Ca²⁺池包括线粒体、分泌颗粒等。

1) IP₃控制的Ca²⁺池：这是细胞内最重要的Ca²⁺池，因为它可在短时间内释放或摄入大量Ca²⁺，在胞质内Ca²⁺调节中起主要作用。一般认为位于内质网内。Ca²⁺池内Ca²⁺浓度在1～10mmol/L范围内，比胞质内Ca²⁺浓度高1万到10万倍。池内Ca²⁺的储存方式仍不了解。早期认为可能与草酸结合成草酸钙而储存，但仍不确定。许多研究发现，草酸的存在会使Ca²⁺摄取量大大增加，因而支持上述假设。也有人认为大部分Ca²⁺与内质网蛋白质结合而储存。然而，无论Ca²⁺与何种物质结合，均必须满足一个条件，即在IP₃与受体结合时可在极短时间内游离出来，并释放到内质网外。许多研究试图计算IP₃控制Ca²⁺池的大小，或储存能力，但由于影响因素众多，各种计算均不一定与实际情况相符。有人计算了胰腺腺泡细胞此类Ca²⁺池的容量，认为每个细胞中此类Ca²⁺池储存有2. 5×10^-15g分子Ca²⁺。依此类推，唾液腺细胞可能也有类似的储存量。

Ca²⁺进入此类Ca²⁺池是由内质网膜上的Ca²⁺泵，而Ca²⁺释放是经由IP₃受体所构成的Ca²⁺通道（见下文）。也有一种理论认为，IP₃引起的Ca²⁺释放的起始部分是经由IP₃受体通道，而其后的部分则是经由“Ca²⁺引起的Ca²⁺释放”（Ca²⁺-induced Ca²⁺release）。这种释放机制广泛存在于神经肌肉细胞，是Ca²⁺释放的一种重要机制，但其在唾液腺细胞的存在及生物学意义仍有争论。

2)其他Ca²⁺池：唾液腺分泌终端细胞也含有非IP₃控制的Ca²⁺池，如咖啡因、cADP核糖、鞘脂控制的Ca²⁺池。然而，同一种细胞并不一定含有所有这些Ca²⁺池，而且这些Ca²⁺池的细胞内位置及生物学意义仍不确定。

从功能上来说，唾液腺细胞内非IP₃控制的Ca²⁺池可分为以下数种：

①咖啡因控制的Ca²⁺池：一般认为神经肌肉等可激动细胞内Ca²⁺释放的主要途径之一是Ca²⁺引起的Ca²⁺释放通道。在肌肉细胞内这类通道位于肌浆网，其开放是由ryanodine受体所控制的。唾液腺细胞内是否存在这类Ca²⁺池仍有争议。一些研究表明，咖啡因可引起唾液腺细胞小量Ca²⁺动员，从而认为唾液腺细胞含有咖啡因控制的Ca²⁺池。此类Ca²⁺池在水与电解质分泌过程中的作用尚不明瞭。

②cADP核糖控制的Ca²⁺池：cADP核糖是一种细胞内第二信使，可引起多种细胞的Ca²⁺释放反应。唾液腺细胞对其也有反应，但其作用位置不明。它所释放的Ca²⁺的来源仍有争论，有人认为是源自特异性Ca²⁺池，但一般认为可能是来自IP₃控制的Ca²⁺池。

③鞘脂控制的Ca²⁺池：鞘脂代谢物如鞘氨醇-1-磷酸盐可引起Ca²⁺释放，但其Ca²⁺池的部位仍不清楚。

就Ca²⁺池在细胞内的位置来讲，非IP₃控制Ca²⁺池可分为以下几种：

①线粒体Ca²⁺池：80年代早期，线粒体被认为是细胞内主要Ca²⁺池，后来发现线粒体Ca²⁺释放并不能由IP₃所激发，也不能迅速再摄入Ca²⁺，因而其重要性大为减低。然而，线粒体确可储存大量Ca²⁺，而且可以在某些特定的情况下释放出来，但其摄取和释放的调节及生物学意义仍不清楚。

②核包膜体Ca²⁺池：90年代，核包膜体被认为在细胞内Ca²⁺调节中起一定作用。应用显微激光图像荧光技术对细胞内Ca²⁺进行分析，发现IP₃可引起核包膜体Ca²⁺浓度减低，从而认为是一种Ca²⁺池。然而，有些研究未能重复这种结果，故对这种理论产生了怀疑。

③分泌颗粒Ca²⁺池：唾液腺分泌终端细胞含有大量分泌颗粒，其Ca²⁺含量十分惊人，可达200mmol/L。作为一种Ca²⁺来源，分泌颗粒无疑具有很大潜力。最近的研究提出，分泌颗粒膜上可能存在有IP₃受体，在受到刺激时，储存的Ca²⁺中一部分可迅速释放出来，但这种假设尚未得到广泛支持。分泌颗粒中储存的Ca²⁺在正常状态下不易释放，原因未明，可能是由于Ca²⁺与蛋白质相结合。研究表明，分泌颗粒膜内外的pH梯度可能影响Ca²⁺释放。已知分泌颗粒内部的pH较低。当pH梯度受到破坏时，可观察到大量Ca²⁺的外流。迄今为止，对分泌颗粒Ca²⁺池的生物学意义知之不多，唯一已知的作用是唾液Ca²⁺的主要来源。

IP₃受体

IP₃引起的Ca²⁺释放是通过IP₃受体所形成的Ca²⁺通道。已经有5种IP₃受体被分离鉴定。1型IP₃受体由2749个氨基酸组成，分子量为313kDa。2型受体由2701个氨基酸组成，分子量为307kDa。3型受体由2670个氨基酸组成，分子量为304kDa。4型和5型与2型十分类似。这些受体分子结构已经清楚，其肽链的N末端构成IP₃的结合部位，而C末端有6个跨膜节段组成Ca²⁺通道孔。1型受体广泛分布于神经、肌肉细胞包括平滑肌细胞，也存在于血小板内。2型受体则大量表达于胰、小肠、肺、肾和脑中。一般认为唾液腺细胞的IP₃受体是第3型。

IP₃受体构成的Ca²⁺通道比较宽大，可允许多种二价阳离子通过。其离子选择性为Ba²⁺＞Sr²⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺。令人惊奇的是，Mg²⁺也可通过。Mg²⁺通常为许多水分子所包绕，使之带有很强的极性，而且体积明显增大，一般不易迅速移动。这种Ca²⁺通道对单价阳离子的通透性较小，例如对Ba²⁺和K⁺的通透性比为6. 3。胞质内Ca²⁺浓度对通道的开放有影响。Ca²⁺浓度增高可抑制其开放，K_i为300nmol/L。这种通道的开放需要磷酸化作用。已知1型受体含有PKA磷酸化位点，而2型和3型不含有此位点，说明唾液腺细胞的IP₃受体可能不受PKA的调节。

Ca²⁺内流机制

可激动细胞如神经、肌肉细胞的质膜含有多种Ca²⁺通道，可导致迅速Ca²⁺内流。这些Ca²⁺通道主要为电压控制的Ca²⁺通道，包括L型、N型、P型、Q型和T型Ca²⁺通道。上述细胞也含有受体控制Ca²⁺通道和非选择性阳离子通道。唾液腺细胞不含有电压控制的Ca²⁺通道，Ca²⁺内流主要是通过Ca²⁺池操控的Ca²⁺内流（SOCE）途径。几乎所有的细胞都含有这种Ca²⁺内流机制，包括低等生物如酵母菌、蚯蚓、果蝇，高等动物和人。

早在1976年，Putney就观察到，激动大鼠唾液腺细胞的毒蕈碱和α₁受体可引起双相⁴²K⁺和⁸⁶Rb⁺外流。除去细胞外Ca²⁺不影响其中迅速而又短暂的起始相，从而证明这类刺激引起了Ca²⁺内流。此后，众多的研究证明，持续Ca²⁺内流是由于Ca²⁺池的Ca²⁺释放引起的。1986年，Putney提出假设，认为内流的Ca²⁺不经胞质，由一种特殊的未知途径直接进入Ca²⁺池，因为Ca²⁺池在刺激终止后迅速恢复；后来，很多研究发现，经此途径进入细胞的Ca²⁺并非直接流入Ca²⁺池，而是先进入胞质，然后被内质网Ca²⁺泵泵入Ca²⁺池内。

1)电生理特点：对这种Ca²⁺内流进行电生理测定发现，它是一种不依赖电压的Ca²⁺离子通道，因而不受膜电位的影响。它在负电压区呈现内向整流，对离子有很强的选择性，Na⁺离子不能通过，即使Ba²⁺、Sr²⁺的通透性也明显低于Ca²⁺的通透性。此通道的单通道电导率很低，小于1pS。它可被许多二价阳离子所抑制，抑制强度为Zn²⁺＞Cd²⁺＞Be²⁺=Co²⁺=Mn²⁺＞Ni²⁺＞Sr²⁺＞Ba²⁺。

2)蛋白质：从SOCE通道的概念被提出后30多年中，其通道蛋白一直未能分离鉴定。90年代，有人提出果蝇的TRP通道在哺乳动物和人体的同源蛋白可能是该通道的蛋白质。后来，很多实验室致力于研究TRP通道在Ca²⁺内流中的作用，但结果充满矛盾。有人把TRP基因表达在人体下颌下腺细胞中，使Ca²⁺池控制的Ca²⁺内流增加。与之相应，用针对TRP蛋白的抗血清处理，可显著抑制这种Ca²⁺的内流，从而认为TRP通道可能是SOCE通道的一部分；但很多别的研究却未能证实类似的结果。直到最近几年才发现，SOCE通道是Ca²⁺释放激活的Ca²⁺通道蛋白1（Ca²⁺release-activated Ca²⁺channel protein 1，ORAI1）。

ORAI蛋白家族一共有三个成员，即ORAI1、ORAI2、ORAI3。ORAI蛋白广泛存在于各种动物细胞内。人的ORAI1基因Orai1位于第12染色体上，而小鼠的Orai1位于第5染色体。ORAI1蛋白表达在质膜上，其肽链有4个跨膜区，N末端与C末端均在胞质内。4个ORAI1蛋白分子构成一个四聚体，形成特异性Ca²⁺通道。这种Ca²⁺通道的特点是不受电压的影响、对大多数通道激活剂不敏感。突变研究证明，如果用谷氨酸取代人ORAI1蛋白第106位上的丙氨酸，就会使Ca²⁺通道完全失活。如果用天冬氨酸取代丙氨酸，就会使通道对Ca²⁺的选择性减低。已经证明，ORAI1 Ca²⁺通道具有SOCE通道的所有性质，包括激活的时间过程、对Ca²⁺的选择性、Na⁺通透性、内向整流特征。

3)调节：Ca²⁺池排空如何将信号传递到质膜Ca²⁺通道蛋白以及信号的性质一直是细胞内Ca²⁺调节研究领域的热点。对这个问题曾经有多种假设提出，概括起来可分为两类：

①扩散性信号假设：这种假设认为，Ca²⁺池排空时释放一种物质到胞质内，后者扩散到质膜，引起SOCE通道开放。然而，自从这种假设于1989年首次提出后，一直未能分离鉴定是哪种物质。Irvine曾认为是IP₄，但后来发现，Ca²⁺内流可在没有IP₄的状态下发生。Takemural等（1989）首次提出Ca²⁺内流因子（Ca²⁺influx factor，CIF）的概念，但多年来一直未能鉴定什么物质是CIF。

②结构耦联（conformational coupling）假设：这种假设于90年代初提出，认为Ca²⁺池与质膜Ca²⁺通道在结构上有联系；Ca²⁺池排空时结构发生改变，传送信号到Ca²⁺通道，引起Ca²⁺内流。同样，许多研究致力于探讨什么结构联系Ca²⁺池与Ca²⁺通道。细胞骨架蛋白曾被认为最有可能，但一直无法取得一致的证据。

最近5年的研究在这方面取得了重大突破。现已清楚，上述两种假设都只是部分正确。现已证明，Ca²⁺池排空的信号是由一种基质相互作用分子（stromal interaction molecule，STIM）蛋白传送的。

STIM家族只有两个成员，即STIM1和STIM2，广泛存在于动物细胞内。人的STIM1基因位于第11染色体上，而小鼠的STIM1基因位于第7染色体；其序列已完全清楚。最近几年的大量研究已经证明，STIM1是内质网Ca²⁺池的Ca²⁺感受器。STIM1是一种跨膜蛋白，主要表达在内质网膜上，质膜也有很少量表达。STIM1的N末端附近有一个EF手（EF hand）区。可选择性地结合Ca²⁺。N末端是在内质网内部，而C末端处于外部，即胞质内。STIM1还有一个糖基化位点SAM区，也处于内质网内部。另外，还有一个卷曲螺旋区、一个富含丝氨酸和脯氨酸的区、一个多聚赖氨酸区，均位于内质网外。2005年，Roos等首次证明，果蝇STIM蛋白对SOCE至关重要。敲除STIM1会显著减低Ca²⁺释放激活的Ca²⁺通道的活性，也使毒胡萝卜素引起的Ca²⁺内流无法启动。

当对IP₃敏感的Ca²⁺池排空时，STIM1的EF手区结合的Ca²⁺解离，使STIM1转移到离质膜较近的内质网膜突起部，与质膜的距离为10～25nm。这个转移过程可能与SAM区及C末端的碱性氨基酸区有密切关系。这些区域的突变会阻碍STIM1转移。STIM1的聚集构成需要卷曲螺旋区，该区也在与ORAI1的相互作用中其重要作用。STIM1的C末端与ORAI1相互作用，使Ca²⁺通道激活。Ca²⁺通道的开关可能是由ORAI1 N末端的精氨酸残基所控制的。

关于STIM1与ORAI1之间的相互作用，有下面几种可能。

①直接作用：有些研究从细胞中分离出了STIM1和ORAI1的结合物，从而认为二者之间的作用是直接结合。然而，有些实验室未能重复这种结果，提出了质疑。另一些研究发现，ORAI1从质膜伸入到胞质内约9～14nm，而STIM1突出到内质网外约4～6nm。二者的相互作用可能发生在20nm的范围内。用荧光共振能量转移（FRET）显微镜观察到STIM1和ORAI1的相互作用发生在小于10nm的距离内。

②辅助蛋白的桥梁作用：这种学说认为，STIM1和ORAI1之间有第三种蛋白起桥梁作用。该蛋白可能是一种膜蛋白，位于ORAI1形成的Ca²⁺通道附近；也可能是一种胞质蛋白，临时结合到STIM1和ORAI1之间。有人提出胞质内的PLA₂和钙调蛋白有可能是这种桥梁蛋白，但目前还无确证。

③CIF的作用：这种学说认为，STIM1和ORAI1之间需要有CIF的参与，这是因为有些实验发现，CIF的表达是由STIM1控制的。当STIM1表达减少时，CIF产生减低；而过度表达STIM1时，CIF表达也上调。这种学说还认为，STIM1和CIF的相互作用需要STIM1分子中的SAM区。

综上所述，ORAI1和STIM1的发现为争论多年的Ca²⁺内流机制提供了合理的解释。Ca²⁺释放激活的Ca²⁺内流需要结构耦联，这可以通过STIM1和ORAI1的相互作用而实现；Ca²⁺通道的激活也可能需要胞质内的扩散信号，如CIF。如果这样，早期提出的结构耦联假设与信号扩散假设就都在Ca²⁺内流的调节中起到了作用。

胞质内Ca²⁺的清除

胞质内Ca²⁺浓度增高激活质膜和Ca²⁺池膜上的Ca²⁺泵，迅速将Ca²⁺泵入Ca²⁺池或泵出细胞。Ca²⁺泵又称为Ca²⁺-ATP酶或Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶，是1966年首次发现的。它属于P型ATP酶类，换言之，它的反应过程需要磷酸化中间体。尽管质膜Ca²⁺泵与内质网Ca²⁺泵十分类似，但它们在功能上仍有许多不同之处。

1)质膜Ca²⁺泵：质膜Ca²⁺泵存在于所有的真核细胞，分子量约为134kDa。它与ATP的亲和力很高，高亲和力位点K_m为1～2. 5μmol/L，低亲和力位点的K_m为145～180μmol/L。与Ca²⁺的亲和力在非激活状态下K_m为＞10μmol/L，但处于最大活化状态时为＜0. 5μmol/L。质膜Ca²⁺泵可被钙调蛋白激活，K_d为1nmol/L。聚不饱和脂肪酸、酸性磷脂、PKA和PKC均可激活质膜Ca²⁺泵。质膜Ca²⁺泵每消耗一个ATP可泵出一个Ca²⁺。它可被VO₄^3-和La³⁺有效地抑制，其K_i分别为3μmol/L和1μmol/L。

已经分离鉴定的质膜Ca²⁺泵亚型至少有4种，分别称为质膜Ca²⁺泵Ⅰ～Ⅳ型。Ⅰ型大量存在于所有组织细胞，分子量为129. 5～138. 8kDa，由1176～1258氨基酸残基构成。对钙调蛋白和ATP的亲和力（K_d）分别为40～50nmol/L和0. 1μmol/L。Ⅱ型存在于脑组织中，分子量为132～134kDa，由1198～1212个氨基酸残基构成，对钙调蛋白和ATP的亲和力分别为K_d8～10nmol/L和0. 2～0. 3μmol/L。Ⅲ型少量表达于大鼠脑组织中，其分子量为127. 3kDa，由1159个氨基酸残基构成，与ATP和钙调蛋白的亲和力未知。Ⅳ型中度表达于人的所有组织细胞中，分子量为129. 4～133. 9kDa，由1169～1205个氨基酸残基构成，与钙调蛋白的K_d为40～50nmol/L，与ATP的K_d为0. 7μmol/L。

对唾液腺细胞质膜泵的研究很少，推测它在水与电解质分泌过程中有重要作用，但仍有待于研究证实。

2)内质网Ca²⁺泵：肌浆网和内质网Ca²⁺泵（SERCA）是由一条多肽链组成，分子量100kDa左右。在Ca²⁺存在时，ATP的γ位P_i转到第351个氨基酸残基上，一个ATP水解可使两个Ca²⁺从高亲和力位点转到低亲和力位点，从而在膜的另一侧（囊内）释放。目前，已经分离鉴定的SERCA至少有五个亚型，其中SERCA1a和1b表达在骨骼肌中，SERCA2a表达在心肌内，而SERCA2b存在于平滑肌及非肌肉组织中。SERCA3表达于非肌肉组织内，包括内皮细胞、上皮细胞、淋巴细胞和血小板内。

SERCA把Ca²⁺泵入肌浆网和内质网的过程很可能伴随着其他阳离子的外流，即离子交换。由于内质网/肌浆网内的Ca²⁺可达10mmol/L以上，这意味着大量的正电荷被泵入囊内，如果没有一种电荷平衡机制，这个过程无法实现。有人提出Mg²⁺和K⁺可能被交换出内质网。也有人证明，内质网内外有很高的H⁺浓度梯度，Ca²⁺泵入的同时可能伴有H⁺的外流，每泵入2个Ca²⁺，有3个H⁺外流。也有人发现，肌浆网膜上可能存在有磷转运蛋白，因而Ca²⁺泵入的同时可能伴随磷酸盐的摄取，从而保持电荷平衡。激动大鼠舌下腺分泌终端细胞的毒蕈碱受体可引起胞质Ca²⁺内浓度增高，在不存在细胞外Ca²⁺时，这种释放伴有Mg²⁺浓度的减低，强烈提示Mg²⁺可能进入内质网以维持电荷平衡。用特异性抑制剂阻断Ca²⁺从内质网中的释放也完全阻断了Mg²⁺浓度的减低；与之相吻合，当Mg²⁺减低后，给细胞外液中加入Ca²⁺，可使内质网摄入的Mg²⁺逐渐释放出来，表明内质网Ca²⁺摄取过程中伴随着Mg²⁺的外流。与之相同，测定分离的肝细胞内质网Ca²⁺的释放过程，发现当溶液中不含Mg²⁺时，内质网Ca²⁺的释放就明显受阻，说明Ca²⁺释放伴随着Mg²⁺摄取。

与质膜Ca²⁺泵不同，SERCA的特异性抑制剂是毒胡萝卜素（thapsigargin）。毒胡萝卜素可与SERCA的10个跨膜区中的第三个跨膜区结合，使SERCA处于完全失活的状态。大量实验研究证明，毒胡萝卜素特异性抑制SERCA，对质膜Ca²⁺泵没有影响。它已成为研究IP₃控制Ca²⁺池的有力的工具。测定完整细胞中IP₃控制的Ca²⁺池的容量的简单方法，就是用毒胡萝卜素处理细胞。由于毒胡萝卜素极易通过细胞膜，所以很快抑制SERCA，引起Ca²⁺迅速的泄漏。一般在5～7分钟内可引起该Ca²⁺池的完全排空。已经证明，唾液腺细胞IP₃控制的Ca²⁺池对毒胡萝卜素敏感。

SERCA的另一个特征是它可以逆向运转，从而合成ATP。这种逆转运是利用肌浆网或内质网的Ca²⁺梯度。这种现象的意义尚不完全清楚，可能与缺氧状态下ATP减低有关。

分类

激动唾液腺细胞的毒蕈碱、α₁肾上腺素能、P物质及P_2Y2受体均可引起IP₃和二酰甘油的产生。二酰甘油是某些PKC的生理性激活剂。PKC是一个大的酶体系，目前已经分离鉴定的PKC亚型至少有12种。按照激活过程可分为三大类，第一类为经典PKC（classical or conventional protein kinase C），它包括四种亚型α、β₁、β₂和γ。经典PKC的激活需要Ca²⁺、二酰甘油和磷脂酰丝氨酸。第二类为新PKC （new protein kinase C），包括δ、ε、η、ι、θ和μ等亚型。这类PKC的激活需要二酰甘油和磷脂酰丝氨酸，但不需要Ca²⁺。第三类为非典型PKC（atypical protein kinase C），包括ξ和λ亚型。它们的激活机制不明，既不需要Ca²⁺，也不需要二酰甘油。

唾液腺细胞中的表达

PKC在唾液腺细胞中的表达一直不清楚。直到最近，才对这个问题进行了系统探讨。各种唾液腺细胞包括大鼠下颌下腺分泌终端细胞、大鼠下颌下腺分泌终端细胞系（SMGC6）、人下颌下腺纹管细胞系（A253）、人腮腺闰管细胞系（HSY）、大鼠腮腺腺泡细胞系（PAR-C5）都表达δ 和ε两种亚型，而大多数细胞系都表达μ和λ亚型，只有HSY（闰管细胞）表达α和γ亚型。由于闰管细胞是唾液腺的干细胞，新生大鼠唾液腺也含有大量闰管细胞，这种表达模式反映了α和γ亚型可能与细胞的增殖分化有关，但尚待进一步研究证实。

激活

PKC的激活机制仍不完全清楚。一般认为。大多数PKC亚型在活化过程中需要在细胞内重新分布，典型的方式是从胞质内转移到质膜上而激活。因而测定PKC亚型从胞质内到质膜上的重新分布极为重要。对此仍然存在一些争议，有人认为有的亚型可能不需要转移到膜上，而有些亚型则可能转移到细胞核上而激活。因此，同时测定PKC活力很重要。

如上所述，PKC的生理性活化物为二酰甘油、磷脂酰丝氨酸和Ca²⁺。此外，还有许多非生理性激活剂被广泛用于实验研究中。这些激活物主要机制是模拟二酰甘油和磷脂酰丝氨酸的作用。常用的激活剂有二酰甘油类似物和佛波醇类。前者具有与二酰甘油相似的化学结构，并可穿过细胞膜进入胞质内，常用的制剂有1，2-二辛酰甘油和1，2-二葵酰甘油。常用的佛波醇类有乙酰肉豆蔻佛波醇、12，13-二丁酸佛波醇、12，13-二葵酸佛波醇等。所有这些激活剂可能都无法激活非典型PKC。

生物学意义

PKC可使多种蛋白质磷酸化，从而改变其活性。由于细胞内存在有许许多多的蛋白质，各种蛋白的功能又不尽相同，显然，PKC的作用就极为广泛和复杂。在唾液腺细胞中，PKC可与许多信号传递系统相互作用。例如，激活PKC可改变蛋白质及水与电解质的分泌。

1)在蛋白质分泌中的作用：80年代，日本的研究人员发现，大鼠腮腺腺泡细胞淀粉酶的分泌需要PKC激活。他们发现用PKC激活剂乙酰肉豆蔻佛波醇处理细胞，使酶的释放大大增加，而且也可以加强毒蕈碱受体激动剂引起的分泌。相反，抑制PKC使淀粉酶的分泌明显减低。然而，Quissell等在大鼠下颌下腺分泌终端细胞未能观察到类似的结果。他们用相同的PKC激动剂未见黏蛋白分泌的增加。最近几年间，不少人对PKC在蛋白质分泌过程中的作用进行了验证。德国的研究人员用豚鼠腮腺测定发现，对PKC进行下降性调节，使其活性抑制达90%，并不改变卡巴胆碱引起的胞吐作用。这种处理反而使异丙肾上腺素引起的胞吐作用增加了一倍。美国的研究人员也发现，PKC的α和δ亚型对大鼠腮腺淀粉酶的分泌有抑制作用，并不是促进作用。这种作用可能是由于PKC对PKA系统的修饰造成的。显然，PKC在蛋白质分泌过程中的作用仍需进一步研究。

2)在水与电解质分泌过程中的作用：PKC可能参与水与电解质分泌过程的调节。已知激活PKC可改变Cl^-、K⁺的转运，但这方面的研究较少，尚难作出任何结论。PKC系统对Ca²⁺动员过程有明显影响。在某些唾液腺细胞，如大鼠腮腺和下颌下腺细胞，PKC的激活可使乙酰胆碱或卡巴胆碱所引起的Ca²⁺释放明显抑制，其机制尚不明了。PKC可能抑制磷脂酶C，从而使IP₃的产生减少，也可能直接作用于IP₃受体和Ca²⁺池的Ca²⁺泵，使Ca²⁺释放减低或Ca²⁺摄取增加。

这个信号传递系统对唾液腺蛋白质分泌极为重要。近年的研究表明，它也参与水与电解质分泌的调节。已经证明激活PKA系统可使大鼠下颌下腺分泌终端细胞Ca²⁺动员反应改变。例如用异丙肾上腺素激活大鼠下颌下腺细胞β受体，或用毛喉素直接激活腺苷酸环化酶，或用二丁酰cAMP处理，均可使胞质内cAMP浓度增高，Ca²⁺释放减低，其作用机制尚不清楚。因为唾液腺细胞的IP₃受体不含有PKA磷酸化位点，这种抑制Ca²⁺释放的作用显然不是经由IP₃受体。cAMP-PKA系统对唾液腺分泌终端细胞其他离子转运系统的作用仍不清楚。

酪氨酸蛋白激酶系统

唾液腺细胞含有酪氨酸蛋白激酶，而且细胞膜上也大多含有生长因子受体，后者直接与酪氨酸蛋白激酶信号系统相匹配。然而，酪氨酸蛋白激酶系统在蛋白质及水与电解质分泌过程中的作用却知之甚少。已经观察到抑制腮腺腺泡细胞的酪氨酸蛋白磷酸酶可抑制β激动剂引起的淀粉酶的分泌，但其具体机制不明。已知酪氨酸蛋白磷酸酶可使酪氨酸蛋白激酶所形成的磷蛋白去磷酸化，因而上述作用提示淀粉酶分泌可能需要酪氨酸蛋白激酶的激活。与之相符，已经观察到大鼠腮腺酪氨酸蛋白激酶使淀粉酶分泌增加，但是也有人观察到相反的作用。

酪氨酸蛋白激酶系统在水与电解质分泌过程中的作用也不清楚。由于该系统可激活磷脂酶Cγ亚型，所以理论上可以激活Ca²⁺动员反应，从而引起水与电解质的分泌，但尚未见到实验证据。

cADP核糖系统

近年来发现cADP核糖是细胞内一种重要信号，它可引起Ca²⁺从外分泌细胞ryanodine控制的Ca²⁺池中释放。已经证实，刺激α₁肾上腺素能受体可引起泪腺和唾液腺细胞产生cADP核糖，进而引起Ca²⁺的释放。腮腺腺泡细胞对cADP核糖显示出强烈Ca²⁺动员反应。用分离的大鼠腺泡内质网进行研究，发现cADP核糖可释放内质网中的Ca²⁺，这种作用不受肝素的抑制。已知肝素选择性抑制IP₃受体。狗的腮腺和下颌下腺细胞也显示了类似的结果。cADP核糖所引起的Ca²⁺释放可被ryanodine、钌红等制剂抑制。这些结果均证明，唾液腺细胞的ryanodine控制的Ca²⁺池可被cADP核糖释放，而后者可能是α₁肾上腺素能的细胞内的第二信使。

鞘脂系统

鞘脂系统可能也有第二信使的作用。鞘脂醇可引起大鼠腮腺腺泡细胞形成IP₃，并释放Ca²⁺，同时也激活Ca²⁺内流。已知鞘脂醇可抑制PKC，但上述作用并不是经由PKC。鞘氨醇也可抑制毒蕈碱受体。鞘脂的Ca²⁺动员作用的机制和生物学意义仍不清楚，它是否可以激活水与电解质的分泌仍有待于探讨。