I hjernen anses calcium at spille en særlig vigtig rolle i både sundhed og sygdom. I normale mængder udløser calcium tilsyneladende signalveje, der er væsentlige for en bestemt type hukommelse; i overskud forventes calcium at forårsage hjerneskade. Calcium er intracellulær messenger i stand til at aktivere mange cellefunktioner. Uden calcium ville nervesystemet ikke have nogen udgange.
Huntington Disease
Huntington sygdom er præget af fire træk: arvelighed, adfærdsmæssige eller psykiatriske forstyrrelser, kognitiv svækkelse og død - 15 eller 20 år efter starten. Sygdommen er forårsaget af udbredt tab af neuroner i hjernen. Mekanismen for celledød opstår primært ved den vedvarende virkning af glutamat på N-methyl-D-aspartatet, eller NMDA, typen af glutamatreceptorer og den overdrevne tilstrømning af calcium. Overskydende calcium har flere skadelige konsekvenser, der fører til cytotoksicitet og død. For det første kan det aktivere calciumafhængige proteaser, som fremkalder en toksisk virkning på nerveceller. For det andet producerer calcium eicosanoider, der producerer betændelse og frie radikaler, der forårsager vævsskade.
kramper
Hjerneskade fra gentagne anfald kan forekomme med det præferentielle tab af neuroner i hjernehippocampusområdet. Frigivelsen af excitatorisk aminosyresender, L-glutamat, forårsager overaktivering af glutamatreceptorer. Dette fører til en overdreven stigning i intracellulært calcium, som aktiverer mange calciumafhængige enzymer, såsom calcenurin, kalpiner og lipaser. En undersøgelse udgivet i 2003 og udført ved University of Wisconsin, fandt, at calciumafhængige enzymer forårsager produktion af frie radikaler, der beskadiger vitalt cellulært protein og fører til hjerneskade.
Spinocerebellær Ataxia
Spinocerebellær ataxi eller SCA3 er en dødelig genetisk lidelse, der svækker koordination, tale og vision. En undersøgelse fra 2008 offentliggjort i Journal of Neuroscience viste, at cellerne fra en person med spinocerebellær ataxi 3 viste unormalt høje niveauer af calciumfrigivelse, når de blev behandlet med bradykinin, et stof, der aktiverer den calciumkanal, der er til stede i hjernen. Sådan unormal calciumfrigivelse resulterer i svækkede motorfunktioner hos mennesker med SCA3.
dyskinesier
Dyskinesier er karakteriseret ved overdreven motoraktivitet, hvis symptomer er ufrivillige bevægelser som tremor og writhing. De ufrivillige bevægelser skyldes aflejringen af overskydende calcium i hjernens basale ganglia og cerebellumområder.
