生理性心肌肥厚和病理性心肌肥厚均与细胞内Ca2+的增加有关。CaN可以促进细胞浆中的NFAT去磷酸化以及核转位，从而促进心肌肥厚相关基因的表达。NFAT家族包括5个亚型组成，其中NFATc3亚型和NFATc4亚型是参与调控心肌肥厚的主要转录因子。

研究证实激活CaN/NFAT信号通路可以诱发病理性心肌肥厚，而运动训练或妊娠引起的生理性心肌肥厚与CaN/NFAT信号通路的激活无关。异丙肾上腺素（ISO）能够诱导NFATc4去磷酸化，从而促进大鼠心肌细胞的病理性肥大，然而ISO诱导病理性心肌肥厚的作用可以被Canstatin抑制。

研究发现在病理性心肌肥厚和心力衰竭时，瞬时受体电位阳离子通道（TRPC）被激活，TRPC能够使CaN/NFAT信号通路激活从而诱发病理性心肌肥厚。此外，瞬时受体电位香草酸-3（RPV3）通道激活也通过CaN/NFAT信号通路调节病理性心肌肥厚的发生发展。

3、CaMKⅡ信号通路

钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）共有四种亚基因型，由不同的基因编码，其中CaMKIIδ亚型是心肌细胞中的主要亚型，CaMKⅡ对维持心肌细胞内Ca2+的稳态及调节心肌收缩功能有重要作用。

研究显示在心力衰竭的患者和动物模型中CaMKⅡ的表达增加，CaMKⅡ表达增加能够促进心肌肥厚，而敲除CaMKⅡ基因可以抑制心肌肥厚并且改善心脏收缩功能。近期研究发现CaMKⅡ能够介导多种促进心肌肥厚的信号通路。