Η καλσινευρίνη είναι ένα ένζυμο πρωτεΐνης που μερικές φορές είναι γνωστό ως πρωτεϊνική φωσφατάση 3. Αυτή η πρωτεΐνη είναι μια φωσφατάση, που σημαίνει ότι λειτουργεί αφαιρώντας φωσφορικές ομάδες από άλλα μακρομόρια. Το αποτέλεσμα αυτής της δράσης ποικίλλει ανά υπόστρωμα, αλλά συχνά περιλαμβάνει την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση άλλων ενζύμων.
Αυτό το ένζυμο έχει αρκετούς σημαντικούς σκοπούς στο ανθρώπινο σώμα. Η καλσινευρίνη μπορεί να βοηθήσει στην ανοσοαπόκριση ενεργοποιώντας τα ανοσοκύτταρα γνωστά ως Τ κύτταρα. Μπορεί επίσης να διαδραματίσει ρόλο στη ρύθμιση της λειτουργικής μνήμης και προσοχής λόγω των επιδράσεών του σε ορισμένους υποδοχείς του εγκεφάλου. Στους διαβητικούς, μπορεί να προκαλέσει τη σωστή λειτουργία των παγκρεατικών κυττάρων.
Η καλσινευρίνη είναι μέρος μιας οδού σηματοδότησης που της επιτρέπει να ασκεί τις επιδράσεις της στα Τ κύτταρα. Όταν αυτά τα Τ κύτταρα αναγνωρίζουν εισβολείς, επιτρέπουν το ασβέστιο στο κυτταρόπλασμα τους. Αυτή η αύξηση του ασβεστίου ενεργοποιεί την καλσινευρίνη, μέσω ρυθμιστικών πρωτεϊνών.
Μόλις ενεργοποιηθεί, η καλσινευρίνη αφαιρεί ένα φωσφορικό άλας από το ένζυμο που ονομάζεται «πυρηνικός παράγοντας ενεργοποιημένου Τ κυττάρου, κυτταροπλασματικό» (NFATc). Το NFATc στη συνέχεια ενεργοποιείται και μετακινείται από το κυτταρόπλασμα στον πυρήνα, όπου ενθαρρύνει τη γονιδιακή έκφραση και παραγωγή ιντερλευκίνης 2 (IL-2). Το NFATc αποβάλλεται ταχέως από τον πυρήνα, οπότε η καλσινευρίνη πρέπει να ενεργοποιείται συνεχώς για να συνεχιστεί η παραγωγή IL-2.
Η IL-2, με τη σειρά της, ενεργοποιεί βοηθητικά Τ κύτταρα, τα οποία παράγουν σηματοδοτικές πρωτεΐνες που ονομάζονται κυτοκίνες. Αυτές οι κυτοκίνες προάγουν μια ανοσοαπόκριση από διάφορους τύπους ανοσοκυττάρων. Η καλσινευρίνη είναι επομένως ένα ουσιαστικό συστατικό του ανοσοποιητικού συστήματος.
Το ίδιο μονοπάτι που περιλαμβάνει καλσινουερίνη και NFATc χρησιμοποιείται σε νευρώνες. Όταν διεγείρονται, οι νευρώνες επιτρέπουν το ασβέστιο στο κυτταρόπλασμα τους, ενεργοποιώντας αυτό το ένζυμο. Αυτή η διαδικασία έχει το καθαρό αποτέλεσμα να καθοδηγεί τους νευράξονες σε άλλους νευρώνες και να ενισχύει τις συνδέσεις. Ο ιππόκαμπος, μια περιοχή του εγκεφάλου που εμπλέκεται στη μνήμη, είναι όπου αυτή η διαδικασία έχει παρατηρηθεί στην εργασία και αντιπροσωπεύει τον αναπόσπαστο ρόλο του ενζύμου στη μάθηση και τη μνήμη.
Αυτό το ένζυμο φαίνεται να είναι απαραίτητο για τη σωστή ανάπτυξη του εμβρύου. Μελέτες έχουν δείξει ότι το σύστημα καλσινευρίνης και NFATc εμπλέκεται στην ανάπτυξη και λειτουργία των πνευμόνων. Αυτό το ίδιο σύστημα έχει επίσης βρεθεί ότι βοηθά στην έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στην ανάπτυξη της καρδιακής βαλβίδας. Στην καρδιά, η καλσινευρίνη φαίνεται να ενεργοποιείται μόνο τις ημέρες που σχηματίζεται η καρδιακή βαλβίδα.
Σε ενήλικες, αυτό το ένζυμο μπορεί ακόμα να επηρεάσει την καρδιά. Κατά τη διάρκεια περιόδων στρες στην ανάπτυξη, τα καρδιακά κύτταρα μεγαλώνουν σε μια κατάσταση γνωστή ως υπερτροφία. Η υπερβολική αφθονία μιας ανεπαρκούς μορφής της προκαλεί αυτό το αποτέλεσμα να μεταφερθεί στην ενήλικη ζωή. Όταν αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται σε άτομο με υπέρταση, μπορεί να είναι αρκετά επικίνδυνο.