Гладкая мускулатура сосудов и сосудистый тонус

Клетки гладкой мускулатуры сосудов образуют мышечный слой артерий и вен, а их устойчивое частичное сокращение — сосудистый тонус — определяет просвет сосуда и, следовательно, сопротивление кровотоку и распределение крови. В отличие от кратковременных сокращений скелетных мышц, гладкая мускулатура сосудов поддерживает градуированные, экономичные сокращения в течение длительных периодов под комбинированным нервным, гормональным, эндотелиальным и местным метаболическим контролем.

Definition

Гладкая мускулатура сосудов — это непроизвольная мышца стенки сосуда, градуированное, устойчивое сокращение которой (сосудистый тонус) регулирует диаметр сосуда; сосудистый тонус — это уровень сужения, поддерживаемый относительно полностью расслабленного состояния.

Scope

Эта тема охватывает сократительный аппарат гладкой мускулатуры сосудов, кальций-зависимые пути и пути кальциевой сенситизации, регулирующие сокращение и расслабление, поддержание базального (покоящегося) тонуса и пластичность фенотипа гладкой мускулатуры. Она не охватывает специфические режимы применения вазодилатирующих или вазоконстрикторных препаратов.

Core questions

• Как кальций запускает и регулирует сокращение гладкой мускулатуры сосудов?
• Что такое кальциевая сенситизация и как она экономично поддерживает тонус?
• Как нервные, гормональные, эндотелиальные и метаболические сигналы устанавливают базальный тонус?
• Как фенотип гладкой мускулатуры переключается между сократительным и синтетическим состояниями?

Key concepts

• Фосфорилирование легких цепей миозина
• Кальций-кальмодулин-киназный путь легких цепей миозина
• Кальциевая сенситизация и фосфатаза легких цепей миозина
• Сигнализация RhoA/Rho-киназы
• Базальный (покоящийся) сосудистый тонус
• Миогенный ответ
• Переключение фенотипа между сократительным и синтетическим

Key theories

Кальциевая сенситизация сократительного аппарата

Помимо повышения внутриклеточного кальция, агонисты модулируют чувствительность сократительного аппарата к кальцию, регулируя фосфатазу легких цепей миозина, в основном через путь RhoA/Rho-киназы, что позволяет поддерживать силу при данном уровне кальция и экономично поддерживать тонус.

Mechanisms

Сокращение начинается, когда повышение внутриклеточного кальция связывает кальмодулин, активируя киназу легких цепей миозина, которая фосфорилирует регуляторную легкую цепь миозина и позволяет осуществлять цикл поперечных мостиков. Расслабление следует за дефосфорилированием фосфатазой легких цепей миозина. Важно отметить, что агонисты могут изменять чувствительность этой системы к кальцию: сигнализация через RhoA и Rho-киназу ингибирует фосфатазу, поэтому сила поддерживается при данной концентрации кальция — кальциевая сенситизация — что позволяет сосудам экономично поддерживать тонус (Somlyo & Somlyo, 2003; Somlyo & Somlyo, 1994; Loirand et al., 2006). Покоящийся тонус отражает баланс констрикторных и дилататорных воздействий, включая симпатическую активность, циркулирующие и местные медиаторы, эндотелиальные сигналы и миогенный ответ мелких артерий на давление (Mulvany & Aalkjaer, 1990). Клетки гладкой мускулатуры сосудов также пластичны, переключаясь между сократительным и синтетическим фенотипами во время роста и болезни (Owens et al., 2004).

Clinical relevance

Сосудистый тонус является непосредственным определяющим фактором сосудистого сопротивления, и описанные здесь пути являются мишенями многих вазоактивных воздействий. Эта статья объясняет физиологию в качестве справочного материала и не описывает дозировки лекарств или индивидуализированное лечение.

Evidence & guidelines

Механизмы сокращения и кальциевой сенситизации основаны на классической физиологии гладких мышц (Somlyo & Somlyo, 1994, 2003) и на обзорах сигнализации Rho-киназы (Loirand et al., 2006); пластичность фенотипа синтезирована в Owens et al. (2004), а структура-функция мелких артерий — в Mulvany & Aalkjaer (1990).

History

Ранняя физиология гладких мышц установила кальций-кальмодулин-зависимое фосфорилирование легких цепей миозина как триггер сокращения. Признание в 1990-х годах того, что агонисты также модулируют чувствительность к кальцию через миозиновую фосфатазу, и последующая идентификация пути RhoA/Rho-киназы изменили представление о том, как поддерживается устойчивый сосудистый тонус (Somlyo & Somlyo, 1994, 2003; Loirand et al., 2006). Параллельная работа установила, что клетки гладкой мускулатуры сосудов не являются окончательно фиксированными, а переключают фенотип во время развития и болезни (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

Что такое сосудистый тонус?

Это уровень устойчивого частичного сокращения, который поддерживает гладкая мускулатура сосудов, что определяет диаметр сосуда относительно его полностью расслабленного состояния и, следовательно, его сопротивление кровотоку.

Что такое кальциевая сенситизация?

Это процесс, при котором сигнальные пути увеличивают ответ сократительного аппарата на заданное количество кальция, главным образом путем ингибирования фосфатазы легких цепей миозина, что позволяет экономично поддерживать тонус.