O sistema proteolítico dependente de cálcio foi descoberto na década de 60 (GUROFF, 1967) em neurônios de ratos, e identificado, posteriormente, em outros tecidos, dentre os quais o músculo esquelético (DAYTON et al., 1981; WHEELOCK, 1982). Este sistema depende da ação de proteases ativadas por cálcio, denominadas calpaínas (CROALL & DEMARTINO, 1991). Existem ao menos seis isoformas no músculo esquelético, sendo duas isoformas as principais: a µ-calpaína, e a m-calpaína (TIDBALL & SPENCER, 2002). A principal diferença entre estas isoformas está relacionada à afinidade de ativação pelo íon cálcio. Enquanto que a primeira (também denominada calpaína I) apresenta Km (concentração no qual a atividade é 50% da máxima) entre 5 a 50 µM de cálcio, a segunda (também denominada calpaína II) apresenta Km entre 200 a 1000 µM de cálcio (INOMATA et al., 1983, CROALL & DEMARTINO, 1991).
A ação proteolítica exercida pelas calpaínas parece ser iniciada por um processo de autólise da enzima, que acontece quando esta é exposta a concentrações suficientes de cálcio. Após a remoção de fragmentos de ambas as subunidades das calpaínas, estas apresentam um aumento da sensibilidade a este íon, tornando-se ativas (SAIDO et al., 1994). Entretanto, este mecanismo de ação, confirmado in vitro, é controverso quanto à sua importância in vivo (CARAFOLI & MOLINARI, 1998).
De forma contrária à ação das calpaínas, existe uma proteína, chamada calpastatina, que previne a ativação da proteólise dependente de cálcio, por inibir a ação das calpaínas (DU et al., 2005; GOLL et al., 2007). Desta forma, a relação calpaínas/calpastatina se mostra um importante fator no controle da taxa proteolítica por este sistema. A superxpressão de uma forma negativa da m-calpaína ou de um domínio inibitório da calpastatina em células musculares L8 diminuiu a degradação protéica em 30 3 63%, respectivamente (HUANG & FORSBERG, 1998). Em outro estudo, a superexpressão do transgene da calpastatina em camundongos provocou uma atenuação da perda de massa muscular no sóleo (~30%), em um protocolo de desuso por 10 dias (TIDBALL & SPENCER, 2002). Estes dados demonstram a participação das proteases ativadas por cálcio na degradação protéica muscular. A inibição foi parcial, pois as calpaínas não se mostram capazes de degradar todas as classes de proteínas sarcoméricas (GOLL et al., 2007), sugerindo a importância de outros sistemas proteolíticos neste processo.
