Кальциевые каналы L-типа, выявляемые в плазматической мембране, структурно отличаются от каналов высвобождения кальция в саркоплазматическом ретикулуме. Обе мембраны содержат АТФ-зависимые кальциевые насосы, которые, хотя и регулируются по-разному, являются членами семейства АТФаз ионных насосов, которые также включают натриевый насос. Основная система, транспортирующая кальций из цитозоля во внеклеточное пространство, это Na+-Ca2+ обменник, который не имеет эквивалента в саркоплазматическом ретикулуме. В отличие от плазматической мембраны, где поток кальция генерирует электрический ток, мембрана саркоплазматического ретикулума содержит неселективные анионные каналы, которые нейтрализуют перенос заряда, ассоциированный с трансмембранным движением кальция.

Ионные каналы плазматической мембраны, которые обычно именуются по переносимым ионам, являются олигомерами, содержащими до 5 субъединиц. Ионы проходят гидрофобную сердцевину двухслойной мембраны через ионоселективные поры, содержащиеся в пределах больших протеинов.

Альфа- и c-субъединицы натриевых и кальциевых каналов, а также калиевый канал замедленной ректификации состоят из четырех доменов, каждый из которых содержит шесть а-спиральных трансмембранных сегментов. «Поры» каналов состоят из а-спиральных трансмембранных сегментов S5 и S6 и промежуточной последовательности аминокислот. Трансмембранные сегменты S4, богатые положительно заряженными аминокислотами, представляют собой «воль- тажные сенсоры», которые открывают канал в ответ на деполяризацию мембраны. Несколько классов ионных каналов инактивируются внутриклеточной пептидной цепью, связывающей домены III и IV, которые в деполяризированной клетке подвергаются конформационному изменению, чтобы создать «инактивационную частицу», блокирующую внутреннее отверстие поры. Четыре домена, большинства натриевых и кальциевых каналов плазматической мембраны связаны ковалентно в один большой протеин, тогда как домены калиевых каналов замедленной ректификации, которые также функционируют как тетрамеры, ковалентно не связаны.

Существует несколько классов кальциевых каналов плазматической мембраны. В сердце наиболее важными являются кальциевые каналы L-типа, названные так вследствие их относительно долго сохраняющегося открытия. Эти каналы связывают известные классы блокаторов кальциевых каналов и их иногда называют дигидропиридиновыми рецепторами вследствие высокой аффинности к связыванию с этим классом блокаторов кальциевых каналов. Второй класс кальциевых каналов, которые называются каналами Т-типа, открывается лишь транзиторно; эти каналы играют важную роль в синоатриальном узловом пейсмейкере, но они практически отсутствуют в работающих миоцитах желудочков. Содержание каналов Т-типа увеличивается в гипертрофированном сердце, где они, как считается, принимают участие в пролиферативном сигналировании.

В сердце содержится даже большее разнообразие калиевых каналов. Они включают калиевые каналы замедленной ректификации, которые проявляют ректификацию наружу. Последний термин имеет отношение к способности этих каналов открываться в ответ на мембранную деполяризацию, которая генерирует электрический ток, восстанавливающий потенциал покоя. Другой класс калиевых каналов, обозначаемый как каналы ректификации внутрь, открыт, когда клетка в состоянии покоя, но закрывается в ответ на деполяризацию; закрытие этих каналов удлиняет потенциал действия сердца и способствует характерной фазе плато. Основные субъединицы калиевых каналов ректификации внутрь меньшие, чем субъединицы калиевых каналов замедленной ректификации, и состоят из участков, гомологичных а-спиральным трансмембранным сегментам S5 и S6 и промежуточной последовательности аминокислот, которые отвечают области поры больших доменов каналов.