혈관 평활근 및 혈관 긴장도

혈관 평활근 세포는 동맥과 정맥의 근육층을 형성하며, 이들의 지속적인 부분 수축인 혈관 긴장도는 혈관의 직경을 결정하고, 결과적으로 혈류 저항과 혈액 분포를 조절합니다. 골격근의 짧은 수축과는 달리, 혈관 평활근은 신경성, 호르몬성, 내피성 및 국소 대사 조절의 복합적인 통제 하에 장기간에 걸쳐 단계적이고 경제적인 수축을 유지합니다.

Definition

혈관 평활근은 혈관벽의 불수의근으로, 단계적이고 지속적인 수축(혈관 긴장도)을 통해 혈관 직경을 조절합니다. 혈관 긴장도는 완전히 이완된 상태에 비해 유지되는 수축 정도를 의미합니다.

Scope

이 주제는 혈관 평활근의 수축 기전, 수축 및 이완을 조절하는 칼슘 의존성 및 칼슘 민감화 경로, 안정시(기저) 긴장도 유지, 그리고 평활근 표현형의 가소성을 다룹니다. 특정 혈관 확장제 또는 혈관 수축제 약물 요법은 다루지 않습니다.

Core questions

• 칼슘은 혈관 평활근 수축을 어떻게 유발하고 조절하는가?
• 칼슘 민감화란 무엇이며, 어떻게 경제적으로 긴장도를 유지하는가?
• 신경성, 호르몬성, 내피성 및 대사 신호는 안정시 긴장도를 어떻게 설정하는가?
• 평활근 표현형은 수축성 상태와 합성성 상태 사이를 어떻게 전환하는가?

Key concepts

• 미오신 경쇄 인산화
• 칼슘-칼모듈린-미오신 경쇄 인산화효소 경로
• 칼슘 민감화 및 미오신 경쇄 탈인산화효소
• RhoA/Rho-인산화효소 신호 전달
• 기저(안정시) 혈관 긴장도
• 근원성 반응
• 수축성 대 합성성 표현형 전환

Key theories

수축 장치의 칼슘 민감화

세포 내 칼슘을 증가시키는 것 외에도, 작용제는 주로 RhoA/Rho-인산화효소 경로를 통해 미오신 경쇄 탈인산화효소를 조절함으로써 수축 장치의 칼슘 민감도를 조절하여, 주어진 칼슘 수준에서 지속적인 힘을 유지하고 경제적으로 긴장도를 유지할 수 있게 합니다.

Mechanisms

수축은 세포 내 칼슘 농도 증가가 칼모듈린(calmodulin)과 결합하여 미오신 경쇄 인산화효소(myosin light-chain kinase)를 활성화시키고, 이 효소가 조절 미오신 경쇄(regulatory myosin light chain)를 인산화하여 교차교(cross-bridge) 순환을 가능하게 함으로써 시작됩니다. 이완은 미오신 경쇄 탈인산화효소(myosin light-chain phosphatase)에 의한 탈인산화 후에 일어납니다. 결정적으로, 작용제(agonist)는 이 시스템의 칼슘 민감도를 변화시킬 수 있습니다. RhoA 및 Rho-인산화효소(Rho-kinase)를 통한 신호 전달은 탈인산화효소를 억제하여 주어진 칼슘 농도에서 힘이 유지되도록 합니다(칼슘 민감화). 이는 혈관이 경제적으로 긴장도를 유지할 수 있게 합니다 (Somlyo & Somlyo, 2003; Somlyo & Somlyo, 1994; Loirand et al., 2006). 안정시 긴장도는 교감신경 활동, 순환 및 국소 매개체, 내피 신호, 그리고 압력에 대한 소동맥의 근원성 반응(myogenic response)을 포함한 수축 및 이완 입력의 균형을 반영합니다 (Mulvany & Aalkjaer, 1990). 혈관 평활근 세포는 또한 가소성을 가지며, 성장 및 질병 동안 수축성 표현형과 합성성 표현형 사이를 전환합니다 (Owens et al., 2004).

Clinical relevance

혈관 긴장도는 혈관 저항의 직접적인 결정 인자이며, 여기에 설명된 경로들은 많은 혈관 활성 영향의 표적입니다. 이 항목은 참고 자료로서 생리학을 설명하며, 약물 용량 또는 개별화된 치료법을 기술하지 않습니다.

Evidence & guidelines

수축 및 칼슘 민감화 기전은 고전적인 평활근 생리학(Somlyo & Somlyo, 1994, 2003) 및 Rho-인산화효소 신호 전달에 대한 검토(Loirand et al., 2006)에 기반을 두고 있습니다. 표현형 가소성은 Owens et al. (2004)에서 종합되었고, 소동맥의 구조-기능은 Mulvany & Aalkjaer (1990)에서 다루어졌습니다.

History

초기 평활근 생리학은 칼슘-칼모듈린 의존성 미오신 경쇄 인산화를 수축 유발 인자로 확립했습니다. 1990년대에 작용제가 미오신 탈인산화효소를 통해 칼슘 민감도를 조절한다는 인식이 생기고, 이후 RhoA/Rho-인산화효소 경로가 확인되면서 지속적인 혈관 긴장도가 어떻게 유지되는지에 대한 이해가 재정립되었습니다 (Somlyo & Somlyo, 1994, 2003; Loirand et al., 2006). 병행 연구를 통해 혈관 평활근 세포가 최종적으로 고정된 것이 아니라 발달 및 질병 중에 표현형을 전환한다는 사실이 밝혀졌습니다 (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

혈관 긴장도란 무엇인가요?

혈관 평활근이 유지하는 지속적인 부분 수축의 정도로, 완전히 이완된 상태에 비해 혈관의 직경을 설정하고 결과적으로 혈류 저항을 결정합니다.

칼슘 민감화란 무엇인가요?

주로 미오신 경쇄 탈인산화효소를 억제함으로써, 신호 전달 경로가 주어진 양의 칼슘에 대한 수축 장치의 반응을 증가시켜 긴장도를 경제적으로 유지할 수 있게 하는 과정입니다.