血管平滑筋と血管トーヌス

血管平滑筋細胞は動脈および静脈の筋層を形成し、その持続的な部分的収縮（血管トーヌス）が血管の内腔を決定し、ひいては血流抵抗と血液分布を規定します。骨格筋の短い収縮とは異なり、血管平滑筋は神経性、ホルモン性、内皮性、および局所代謝性の複合的な制御下で、長期間にわたって段階的で経済的な収縮を維持します。

Definition

血管平滑筋は、血管壁の不随意筋であり、その段階的で持続的な収縮（血管トーヌス）が血管径を調節します。血管トーヌスとは、完全に弛緩した状態と比較して維持される収縮のレベルを指します。

Scope

このトピックでは、血管平滑筋の収縮機構、収縮と弛緩を調節するカルシウム依存性およびカルシウム感受性経路、安静時（基礎）トーヌスの維持、ならびに平滑筋表現型の可塑性について扱います。特定の血管拡張薬または血管収縮薬のレジメンについては扱いません。

Core questions

• カルシウムはどのように血管平滑筋の収縮を引き起こし、調節するのか？
• カルシウム感受性とは何か、そしてそれはどのようにしてトーヌスを経済的に維持するのか？
• 神経性、ホルモン性、内皮性、および代謝性シグナルはどのように安静時トーヌスを設定するのか？
• 平滑筋の表現型はどのように収縮性状態と合成性状態の間で切り替わるのか？

Key concepts

• ミオシン軽鎖リン酸化
• カルシウム-カルモジュリン-ミオシン軽鎖キナーゼ経路
• カルシウム感受性およびミオシン軽鎖ホスファターゼ
• RhoA/Rhoキナーゼシグナル伝達
• 基礎（安静時）血管トーヌス
• 筋原性反応
• 収縮性対合成性表現型スイッチング

Key theories

収縮装置のカルシウム感受性

細胞内カルシウム濃度の上昇に加えて、アゴニストは主にRhoA/Rhoキナーゼ経路を介してミオシン軽鎖ホスファターゼを調節することにより、収縮機構のカルシウムに対する感受性を変調させ、特定のカルシウムレベルで持続的な力を可能にし、経済的なトーヌスの維持を可能にする。

Mechanisms

収縮は、細胞内カルシウム濃度の上昇がカルモジュリンに結合し、ミオシン軽鎖キナーゼを活性化することから始まります。これにより、調節性ミオシン軽鎖がリン酸化され、クロスブリッジサイクルが可能になります。弛緩は、ミオシン軽鎖ホスファターゼによる脱リン酸化に続いて起こります。重要なことに、アゴニストはこのシステムのカルシウムに対する感受性を変化させることができます。RhoAおよびRhoキナーゼを介したシグナル伝達はホスファターゼを阻害するため、特定のカルシウム濃度で力が維持されます（カルシウム感受性）。これにより、血管は経済的にトーヌスを維持することができます（Somlyo & Somlyo, 2003; Somlyo & Somlyo, 1994; Loirand et al., 2006）。安静時トーヌスは、交感神経活動、循環性および局所性メディエーター、内皮シグナル、ならびに小動脈の圧に対する筋原性反応を含む、収縮性および弛緩性入力のバランスを反映しています（Mulvany & Aalkjaer, 1990）。血管平滑筋細胞はまた可塑性があり、成長および疾患中に収縮性表現型と合成性表現型の間で切り替わります（Owens et al., 2004）。

Clinical relevance

血管トーヌスは血管抵抗の直接的な決定因子であり、ここで説明する経路は多くの血管作動性影響の標的となります。この項目は、生理学を参考資料として説明するものであり、薬物投与量や個別化された治療法を説明するものではありません。

Evidence & guidelines

収縮およびカルシウム感受性メカニズムは、古典的な平滑筋生理学（Somlyo & Somlyo, 1994, 2003）およびRhoキナーゼシグナル伝達のレビュー（Loirand et al., 2006）に基づいています。表現型の可塑性はOwens et al. (2004)で統合され、小動脈の構造と機能はMulvany & Aalkjaer (1990)で説明されています。

History

初期の平滑筋生理学では、カルシウム-カルモジュリン依存性ミオシン軽鎖リン酸化が収縮の引き金であることが確立されました。1990年代に、アゴニストがミオシンホスファターゼを介してカルシウム感受性も調節すること、およびその後のRhoA/Rhoキナーゼ経路の同定により、持続的な血管トーヌスがどのように維持されるかという理解が再構築されました（Somlyo & Somlyo, 1994, 2003; Loirand et al., 2006）。並行して行われた研究により、血管平滑筋細胞は最終的に固定されているわけではなく、発生および疾患中に表現型を切り替えることが確立されました（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

血管トーヌスとは何ですか？

血管平滑筋が維持する持続的な部分収縮のレベルであり、これにより血管の直径が完全に弛緩した状態と比較して設定され、したがって血流抵抗が決定されます。

カルシウム感受性とは何ですか？

シグナル伝達経路が、主にミオシン軽鎖ホスファターゼを阻害することにより、特定の量のカルシウムに対する収縮機構の反応を高めるプロセスであり、これによりトーヌスを経済的に維持することができます。