自1800年代後期，人們知道跨膜鈣離子流入對於平滑和心臟肌肉的收縮是必需。在心肌中發現鈣離子通道後，之後也在不同組織中發現了幾種不同類型的鈣通道。這些通道的發現使得測量鈣離子流，ICa 變成可能，並隨後開發了臨床上可以用的阻斷藥物。目前可用於心血管疾病的臨床阻斷劑都是 L 型鈣離子通道阻斷劑，其他類型的離子通道之選擇性阻斷劑都還在研究中。某些抗癲癇藥被認為可能部分阻斷神經元中的鈣通道（尤其是T型）。
| 類型 | 通道名稱 | 分佈位置 | 鈣離子流性質 | 阻斷劑 |
|---|---|---|---|---|
| L | Cav1.1-Cav1.4 | 心臟、骨骼肌、平滑肌、神經（Cav1.4 在視網膜中）、內分泌細胞、骨頭 | 長、大、閾值高 | Verapamil, DHPs, Cd2+, ω-aga-IIIA |
| T | Cav3.1-Cav3.3 | 心臟、神經 | 短、小、閾值低 | sFTX, Flunarizine, Ni2+（只有Cav3.2）, Miberfradila |
| N | Cav2.2 | 神經、精子b | 短、閾值高 | Ziconotidec、Gabapentind、ω-CTXGVIA、ω-aga-IIIA、Cd2+ |
| P/Q | Cav2.1 | 神經 | 長、閾值高 | ω-CTXGVIA、ω-aga-IIIA |
| R | Cav2.3 | 神經、精子b | Pacemaking | SNX-482、ω-aga-IIIA |
| a：抗心絞痛藥物，但已下市 | ||||
| b：與精子鞭毛活動相關的通道類型可能是Catsper 1–4 | ||||
| c：合成蝸牛胜肽止痛劑 | ||||
| d：抗痙攣藥物 | ||||
化學與藥物動力學
编辑Verapamil 是第一個用在臨床上的鈣離子阻斷劑（在罌粟花裡面找到有血管擴張作用的生物鹼，papaverine，然後做結構修飾優化），之後數十個不同結構的鈣離子阻斷劑被找到。Nifedipine 是鈣離子阻斷劑中 dihydropyridine 族群的原型，數十個此群的分子正在研究中，也有數個藥物被美國核准用於心絞痛、高血壓和其他適應症。鈣離子阻斷劑可口服，但有高首度效應、高血漿蛋白結合和代謝。Verapamil 和 Diltiazem 也可以靜脈注射給藥。
藥效動力學
编辑作用機轉
编辑電壓閘 L 型通道是心臟和平滑肌上主要的鈣離子通道。通道由 α1（最大，孔蛋白）、α2、β、γ 和 δ 亞單位組成。四個不同的 α1 亞單位已被發現。Nifedipine 和其他 dihydropyridines 會與 α1 亞單位上一個位置結合，Verapamil 和 Diltiazem 則與 α1 亞單位上不同於但鄰近於 Nifedipine 結合位置的地方結合。
這些藥物阻斷鈣離子通道類似於局部麻醉阻斷鈉離子通道，從細胞膜內側與鈣離子通道結合，並使通道失去活性，降低通道對去極化反應（開啟頻率），導致細胞膜鈣離子流明顯減少，使平滑肌長久地放鬆；在心肌中則是整個心臟收縮力降低、竇房節起搏速度降低，以及AV node 傳導速度降低（在非常低劑量和某些情況下，有些 dihydropyridine 反而增加鈣離子流入，像是 Bay K 8644）。雖然有些神經細胞也有 L 型離子通道，但不受藥物影響。因為這些通道較少時間在開啟與失活狀態。
CCB 也可降低平滑肌對通過配體門控鈣通道的鈣流入的反應，但不明顯。這種阻斷容易被鈣離子濃度增加而逆轉，雖然患者難以達到這種濃度；這種阻斷也容易被可以增加跨膜流入鈣離子的藥物逆轉，像是交感神經藥物。
其他類型的鈣離子通道對於 CCB 敏感度低，所以神經和多數分泌腺體較受到的影響不如心臟和平滑肌大。Mibefradil 是選擇性 T 型 CCB，用於心律不整但下市。其他離子通道對 CCB 敏感度也很低。血管平滑肌的鉀離子通道可以被 Verapamil 抑制，限制其血管擴張作用。Bepridil （過時的抗心律不整藥）可以抑制鈉離子通道和鈣離子通道。
對器官的影響
编辑平滑肌
编辑大部分平滑肌都依賴跨膜鈣離子流入，一但被 CCB 阻斷就會放鬆。血管平滑肌對 CCB 最敏感，但放鬆現象也可見於支氣管、消化道和子宮平滑肌。在血管系統中，動脈比靜脈更敏感，使得姿態性低血壓不是 CCB 的常見不良反應。女性使用 diltiazem 降壓比男性敏感。CCB 對於 angina of effort 有益處，其中一個機理是周邊血管阻力降低。在變異型心絞痛中，CCB 可以緩減冠狀動脈痙攣。
各個 CCB 對於不同區域血管有不同的影響，像是 Dihydropyridine 類藥物對血管平滑肌的反應相對於對心臟的影響較高，Diltiazem 和 Verapamil 則相反。Verapamil 血管擴張作用可能是因為同時阻斷血管平滑肌的鉀離子通道。Dihydropyridine 類藥物之間，對於不同區域的血管亦有不同的效果，像是 Nimodipine 宣稱對腦血管有選擇性。這些差異可能跟 α1 亞單位有關
心肌
编辑心肌在發揮生理功能時，高度依賴鈣離子流入。竇房節產生脈衝、AV node 傳導都會因為 CCB 阻斷鈣離子通道而降低。所有心臟細胞中的興奮和收縮都需要鈣離子流入，所以 CCB 可以降低整個心臟的收縮力。在某些情況下，心輸出也會跟著降低，因而降低心臟需氧量。Verapamil 會中度阻斷鈉離子通道，Diltiazem 比較沒那麼明顯，Nifedipine 和其他 Dihydropyridine 類藥物的影響則可以忽略。
骨骼肌
编辑骨骼肌因細胞內部有肌漿網儲存收縮時需要的鈣離子，不需要跨膜鈣離子流入，因此不受 CCB 影響。
腦血管痙攣和梗塞伴隨蜘蛛膜下出血
编辑Nimodipine 對腦血管有高親和力，可以降低蛛網膜下腔出血的發病率，曾核准用於有出血性中風的患者，但已下市。Nicardipine 有類似作用，可靜脈注射或腦內動脈輸注，避免中風伴隨的腦血管痙攣。Verapamil，儘管他缺乏血管選擇性，但也有用在中風（動脈內給藥）。有些證據指出 CCB 亦可降低出血性中風後腦損傷。
其他影響
编辑Verapamil 會抑制胰島素釋放，但所需劑量高於治療心絞痛和其他心血管疾病。大量證據表明在體外實驗， CCB 可能會干擾血小板凝集，預防或減輕動物動脈粥樣硬化病變的進展，但臨床研究尚未確定其在人類血凝塊和動脈粥樣硬化中的作用。
Verapamil 會阻斷 P-gp，其他 CCB 也有類似效果。在體外實驗，Verapamil 顯示可能可以阻止癌症對許多化療藥物的抗藥性，有些臨床結果也有類似影響，動物實驗指出 CCB 可以治療骨質疏鬆、生育疾病和男性避孕、免疫調節，甚至是血吸蟲病。Verapamil 不會阻斷跨膜二價金屬轉運蛋白，像是 DMT1。
| 藥物分類：藥物舉例 | 血管擴張作用 | 降低心收縮力 | 抑制 SA node | 降低 AV 傳導 |
|---|---|---|---|---|
| Phenylalkylamine：Verapamil | 4 | 4 | 5 | 5 |
| Benzothiazepine：Diltiazem | 3 | 2 | 5 | 4 |
| Dihydropyridine：Amlodipine | 5 | 1 | 1 | 0 |
| 相對影響以 0（沒影響）到 5 排列 | ||||
毒性
编辑過度抑制鈣離子流入會造成嚴重心臟抑制，包括心跳過慢、AV block、心臟停止和心臟衰竭，但這些影響很少發生在臨床使用。回顧性病例對照研究報告指出，速效 nifedipine 會增加高血壓患者的心肌梗塞風險。Dihydropyridines 與 ACEI 相比，在高血壓患者上有較高的不良心臟事件風險，這項結果建議可能會增加不良心臟事件風險的相對短效 CCB（例如 prompt 釋放劑型 nifedipine）應避免使用。使用 β 阻斷劑的患者，對於有心臟抑制作用的 CCB 更為敏感。其他毒性（較麻煩但通常不需因此中斷治療）包括潮紅，頭暈，噁心，便秘和周圍水腫，其中便秘常見於 Verapamil。
臨床效果
编辑CCB 可以降低心收縮力，因而降低心肌對氧的需求量。CCB 作用於動脈血管平滑肌，降低心房和心室壓力。有些藥物（像是 Verapamil, Diltiazem）有非專一性抗腎上腺素作用，使周邊血管擴張。這些作用使左心室壁壓力降低，也降低心肌對氧的需求量。Verapamil, Diltiazem 降低心跳，也降低心肌對氧的需求量。CCB 亦減緩和避免變異性心絞痛中局部冠狀動脈痙攣。
SA 和 AV node 明顯受 verapamil 影響，diltiazem 次之，dihydropyridines 更小。Verapamil 和 Diltiazem 降低 AV node 傳導，可用於上心室 reentry 心跳過快以及降低心房顫動和震顫時的心室速率。Nifedipine 不影響 AV 傳導。Diltiazem 的非專一性交感神經拮抗作用明顯，Verapamil 較小，Nifedipine 根本沒此作用，可能是因為 Nifedipine 相對於 Diltiazem 和 Verapamil 較常發生低血壓致反射性心跳過快（Diltiazem 和 Verapamil 會抑制心跳）。
臨床使用
编辑除了心絞痛，CCB 也用於高血壓和上心室心律不整，在肥厚型心肌病、偏頭痛和 Raynaud 現象也有作用。在選擇 CCB 時應考量藥物專屬於的副作用和其藥理特性，像是 Nifedipine 不會降低 AV 傳導，因此可以安全用在有 AV 傳導異常者。Verapamil 或 Diltiazem 與 β 阻斷劑並用會導致 AV 阻斷和心室功能抑制。CCB 因為有 negative inotropic 作用，會惡化心臟衰竭。Amlodipine 不會提高因非缺血之左心室收縮功能異常的心臟衰竭死亡率，所以可以安全地用在此類患者。
在血壓相對低的患者上，Dihydropyridines 會進一步惡化血壓，Verapamil 和 Diltiazem 較不會造成低血壓且有好的耐受性。有心房心跳過速、顫動和震顫病史者，使用 Verapamil 和 Diltiazem 佔有優勢。有在接受 digitalis 者，使用 Verapamil 應格外小心，因為會起藥物交互作用（抑制 digoxin 白蛋白結合），使 digoxin 血中濃度提高。
在穩定型心絞痛中，立即釋放短效 CCB 會增加不良心臟事件風險，所以是禁忌。對於無 Q 波心肌梗塞者，Diltiazem 會降低梗塞後心絞痛的頻率。