Muscle lisse vasculaire et tonus

Les cellules musculaires lisses vasculaires constituent la couche musculaire des artères et des veines, et leur contraction partielle soutenue — le tonus vasculaire — détermine le calibre du vaisseau et, par conséquent, la résistance à l'écoulement et la distribution du sang. Contrairement aux brèves contractions du muscle squelettique, le muscle lisse vasculaire maintient des contractions graduées et économiques sur de longues périodes, sous un contrôle combiné neural, hormonal, endothélial et métabolique local.

Definition

Le muscle lisse vasculaire est le muscle involontaire de la paroi des vaisseaux dont la contraction graduée et soutenue (tonus vasculaire) régule le diamètre des vaisseaux ; le tonus vasculaire est le niveau de constriction maintenu par rapport à l'état de relaxation complète.

Scope

Ce sujet aborde la machinerie contractile du muscle lisse vasculaire, les voies dépendantes du calcium et de la sensibilisation au calcium qui régulent la contraction et la relaxation, le maintien du tonus de repos (basal) et la plasticité du phénotype des cellules musculaires lisses. Il ne couvre pas les schémas thérapeutiques spécifiques des médicaments vasodilatateurs ou vasoconstricteurs.

Core questions

• Comment le calcium déclenche-t-il et régule-t-il la contraction du muscle lisse vasculaire ?
• Qu'est-ce que la sensibilisation au calcium et comment maintient-elle le tonus de manière économique ?
• Comment les signaux neuraux, hormonaux, endothéliaux et métaboliques établissent-ils le tonus de repos ?
• Comment le phénotype des cellules musculaires lisses bascule-t-il entre les états contractile et synthétique ?

Key concepts

• Phosphorylation des chaînes légères de la myosine
• Voie calcium-calmoduline-kinase des chaînes légères de la myosine
• Sensibilisation au calcium et phosphatase des chaînes légères de la myosine
• Signalisation RhoA/Rho-kinase
• Tonus vasculaire basal (de repos)
• Réponse myogénique
• Commutation de phénotype contractile versus synthétique

Key theories

Sensibilisation au calcium de l'appareil contractile

Au-delà de l'augmentation du calcium intracellulaire, les agonistes modulent la sensibilité de la machinerie contractile au calcium en régulant la phosphatase des chaînes légères de la myosine, principalement via la voie RhoA/Rho-kinase, permettant une force soutenue à un niveau de calcium donné et un maintien économique du tonus.

Mechanisms

La contraction débute lorsqu'une augmentation du calcium intracellulaire se lie à la calmoduline, activant la kinase des chaînes légères de la myosine, qui phosphoryle la chaîne légère régulatrice de la myosine et permet le cyclage des ponts transversaux. La relaxation fait suite à la déphosphorylation par la phosphatase des chaînes légères de la myosine. De manière cruciale, les agonistes peuvent modifier la sensibilité de ce système au calcium : la signalisation via RhoA et la Rho-kinase inhibe la phosphatase, de sorte que la force est maintenue à une concentration de calcium donnée — la sensibilisation au calcium — ce qui permet aux vaisseaux de maintenir un tonus de manière économique (Somlyo & Somlyo, 2003; Somlyo & Somlyo, 1994; Loirand et al., 2006). Le tonus de repos reflète l'équilibre entre les stimuli constricteurs et dilatateurs, incluant l'activité sympathique, les médiateurs circulants et locaux, les signaux endothéliaux et la réponse myogénique des petites artères à la pression (Mulvany & Aalkjaer, 1990). Les cellules musculaires lisses vasculaires sont également plastiques, passant d'un phénotype contractile à un phénotype synthétique au cours de la croissance et des maladies (Owens et al., 2004).

Clinical relevance

Le tonus vasculaire est le déterminant immédiat de la résistance vasculaire, et les voies décrites ici sont les cibles de nombreuses influences vasoactives. Cette entrée explique la physiologie à titre de référence et ne décrit ni la posologie des médicaments ni les traitements individualisés.

Evidence & guidelines

Les mécanismes de contraction et de sensibilisation au calcium reposent sur la physiologie classique du muscle lisse (Somlyo & Somlyo, 1994, 2003) et sur des revues de la signalisation de la Rho-kinase (Loirand et al., 2006) ; la plasticité du phénotype est synthétisée dans Owens et al. (2004), et la structure-fonction des petites artères dans Mulvany & Aalkjaer (1990).

History

La physiologie précoce du muscle lisse a établi la phosphorylation des chaînes légères de la myosine dépendante du calcium-calmoduline comme déclencheur contractile. La reconnaissance dans les années 1990 que les agonistes modulent également la sensibilité au calcium via la myosine phosphatase, et l'identification ultérieure de la voie RhoA/Rho-kinase, ont redéfini la manière dont le tonus vasculaire soutenu est maintenu (Somlyo & Somlyo, 1994, 2003; Loirand et al., 2006). Des travaux parallèles ont établi que les cellules musculaires lisses vasculaires ne sont pas fixées de manière terminale mais changent de phénotype au cours du développement et des maladies (Owens et al., 2004).

Key figures

• Andrew P. Somlyo
• Avril V. Somlyo
• Gary K. Owens
• Michael J. Mulvany

Seminal works

• somlyo-somlyo-2003
• owens-2004
• mulvany-aalkjaer-1990

Frequently asked questions

Qu'est-ce que le tonus vasculaire ?

C'est le niveau de contraction partielle soutenue que le muscle lisse vasculaire maintient, ce qui détermine le diamètre du vaisseau par rapport à son état de relaxation complète et, par conséquent, sa résistance à l'écoulement.

Qu'est-ce que la sensibilisation au calcium ?

C'est le processus par lequel les voies de signalisation augmentent la réponse de la machinerie contractile à une quantité donnée de calcium, principalement en inhibant la phosphatase des chaînes légères de la myosine, permettant ainsi de maintenir le tonus de manière économique.