Otot Polos Pembuluh Darah dan Tonusnya

Sel otot polos pembuluh darah membentuk lapisan berotot pada arteri dan vena, dan kontraksi parsialnya yang berkelanjutan — tonus vaskular — menentukan kaliber pembuluh dan oleh karena itu resistensi terhadap aliran serta distribusi darah. Berbeda dengan kedutan singkat otot rangka, otot polos pembuluh darah mempertahankan kontraksi bertingkat dan ekonomis untuk jangka waktu yang lama di bawah kendali saraf, hormonal, endotel, dan metabolik lokal yang terpadu.

Definition

Otot polos pembuluh darah adalah otot involunter pada dinding pembuluh darah yang kontraksinya bertingkat dan berkelanjutan (tonus vaskular) mengatur diameter pembuluh; tonus vaskular adalah tingkat konstriksi yang dipertahankan relatif terhadap keadaan relaksasi penuh.

Scope

Topik ini mencakup mekanisme kontraktil otot polos pembuluh darah, jalur sensitivitas kalsium dan kalsium-dependen yang mengatur kontraksi dan relaksasi, pemeliharaan tonus istirahat (basal), dan plastisitas fenotipe otot polos. Topik ini tidak mencakup regimen obat vasodilator atau vasokonstriktor spesifik.

Core questions

• Bagaimana kalsium memicu dan mengatur kontraksi otot polos pembuluh darah?
• Apa itu sensitisasi kalsium dan bagaimana ia mempertahankan tonus secara ekonomis?
• Bagaimana sinyal saraf, hormonal, endotel, dan metabolik mengatur tonus istirahat?
• Bagaimana fenotipe otot polos beralih antara keadaan kontraktil dan sintetik?

Key concepts

• Fosforilasi rantai ringan miosin
• Jalur kalsium-kalmodulin-miosin light-chain kinase
• Sensitisasi kalsium dan miosin light-chain phosphatase
• Pensinyalan RhoA/Rho-kinase
• Tonus vaskular basal (istirahat)
• Respons miogenik
• Pergeseran fenotipe kontraktil versus sintetik

Key theories

Sensitisasi kalsium pada aparatus kontraktil

Selain meningkatkan kalsium intraseluler, agonis memodulasi sensitivitas mekanisme kontraktil terhadap kalsium dengan mengatur miosin light-chain phosphatase, sebagian besar melalui jalur RhoA/Rho-kinase, memungkinkan gaya yang berkelanjutan pada tingkat kalsium tertentu dan pemeliharaan tonus yang ekonomis.

Mechanisms

Kontraksi dimulai ketika peningkatan kalsium intraseluler mengikat kalmodulin, mengaktifkan miosin light-chain kinase, yang memfosforilasi rantai ringan miosin regulatori dan memungkinkan siklus jembatan silang. Relaksasi terjadi setelah defosforilasi oleh miosin light-chain phosphatase. Yang krusial, agonis dapat mengubah sensitivitas sistem ini terhadap kalsium: pensinyalan melalui RhoA dan Rho-kinase menghambat fosfatase, sehingga gaya dipertahankan pada konsentrasi kalsium tertentu — sensitisasi kalsium — yang memungkinkan pembuluh mempertahankan tonus secara ekonomis (Somlyo & Somlyo, 2003; Somlyo & Somlyo, 1994; Loirand et al., 2006). Tonus istirahat mencerminkan keseimbangan masukan konstriktor dan dilator, termasuk aktivitas simpatis, mediator yang bersirkulasi dan lokal, sinyal endotel, dan respons miogenik arteri kecil terhadap tekanan (Mulvany & Aalkjaer, 1990). Sel otot polos pembuluh darah juga plastis, beralih antara fenotipe kontraktil dan sintetik selama pertumbuhan dan penyakit (Owens et al., 2004).

Clinical relevance

Tonus vaskular adalah penentu proksimal resistensi vaskular, dan jalur yang dijelaskan di sini adalah target dari banyak pengaruh vasoaktif. Entri ini menjelaskan fisiologi sebagai materi referensi dan tidak menjelaskan dosis obat atau perawatan individual.

Evidence & guidelines

Mekanisme kontraktil dan sensitisasi kalsium didasarkan pada fisiologi otot polos klasik (Somlyo & Somlyo, 1994, 2003) dan pada tinjauan pensinyalan Rho-kinase (Loirand et al., 2006); plastisitas fenotipe disintesis dalam Owens et al. (2004), dan struktur-fungsi arteri kecil dalam Mulvany & Aalkjaer (1990).

History

Fisiologi otot polos awal menetapkan fosforilasi rantai ringan miosin yang bergantung pada kalsium-kalmodulin sebagai pemicu kontraktil. Pengakuan pada tahun 1990-an bahwa agonis juga memodulasi sensitivitas kalsium melalui miosin fosfatase, dan identifikasi jalur RhoA/Rho-kinase di kemudian hari, membingkai ulang bagaimana tonus vaskular yang berkelanjutan dipertahankan (Somlyo & Somlyo, 1994, 2003; Loirand et al., 2006). Pekerjaan paralel menetapkan bahwa sel otot polos pembuluh darah tidak terfiksasi secara terminal tetapi beralih fenotipe selama perkembangan dan penyakit (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

Apa itu tonus vaskular?

Ini adalah tingkat kontraksi parsial berkelanjutan yang dipertahankan oleh otot polos pembuluh darah, yang menentukan diameter pembuluh relatif terhadap keadaan relaksasi penuhnya dan oleh karena itu resistensinya terhadap aliran.

Apa itu sensitisasi kalsium?

Ini adalah proses di mana jalur pensinyalan meningkatkan respons mekanisme kontraktil terhadap sejumlah kalsium tertentu, terutama dengan menghambat miosin light-chain phosphatase, memungkinkan tonus dipertahankan secara ekonomis.