血管系②｜血管の収縮・弛緩についてのまとめ

血管の収縮・弛緩
血管平滑筋の収縮
平滑筋の弛緩
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血管の収縮・弛緩

血管径の調節は血管平滑筋が担う

血管平滑筋が収縮すると血管内径は狭くなる
血管平滑筋が弛緩すると血管内径は広くなる

血管系①｜血液循環・血管の種類と構造（動脈・静脈・毛細血管）についてのまとめ循環器体液を全身に循環させる器官酸素や栄養素の運搬老廃物の回収心臓・血管系・リンパ系からなる血管系 ...

今回は血管の収縮と弛緩についてのまとめです。血液循環や動脈・静脈・毛細血管について確認したい場合は血管系①を参考にして下さい。

血管平滑筋の収縮

平滑筋収縮は細胞内Ca2+濃度上昇によりおこる

電位依存性L型Ca2+チャネルを介した細胞外からのCa2+流入
Gqタンパク質共役型受容体を介した筋小胞体からのCa2+放出

平滑筋は筋小胞体の発達が未熟のため収縮を起こす細胞内Ca2+濃度の増加は、主に電位依存性L型Ca^2＋チャネルを介した細胞外からのCa^2＋流入によるとされる

①電位依存性L型Ca2+チャネルを介した細胞内Ca2+濃度上昇

活動電位発生
活動電位伝播
　↓
平滑筋細胞の脱分極
　↓
電位依存性L型Ca2+チャネル開口
Ca2+が細胞内へ流入
　↓
細胞内Ca2+濃度上昇

②Gqタンパク質共役型受容体を介した細胞内Ca2+濃度上昇

平滑筋細胞のGqタンパク質共役型受容体に結合
アドレナリンα1受容体
ムスカリンM3受容体
　↓
ホスホリパーゼC(PLC)活性化
　↓
PLCによるホスファチジルイノシトール4,5二リン酸の加水分解
イノシトール三リン酸(IP3)とジアシルグリセロールが生成
　↓
IP3が筋小胞体のIP3受容体に結合
筋小胞体Ca2+チャンネルが開口
　↓
筋小胞体に貯留されていたCa2+が放出
　↓
細胞内Ca2+濃度上昇

Ca2+による平滑筋収縮機構

細胞内Ca2+濃度上昇
Ca2+はカルモデュリンと反応してCa2+-カルモデュリン複合体(CaM)形成
　↓
CaMはミオシン軽鎖キナーゼ(MLCK)を活性化
　↓
活性化MLCKはミオシン頭部に含まれるミオシン軽鎖をリン酸化
ミオシン軽鎖リン酸化によりミオシンATPaseが活性化
アクチンがミオシンの上を滑走
　↓
平滑筋収縮

平滑筋の弛緩

細胞内Ca2+濃度低下による収縮刺激の低下
平滑筋弛緩因子によるcAMP濃度上昇
平滑筋弛緩因子によるcGMP濃度上昇

①細胞内Ca2+濃度低下

細胞膜Ca2+ポンプによる細胞外への放出
Na+-Ca2+交換体による細胞外への放出
筋小胞体Ca2+ポンプによる筋小胞体への流入
　↓
細胞内Ca2+濃度低下
　↓
カルモジュリンの活性化抑制
　↓
MLCKの活性化も抑制
　↓
ミオシン軽鎖のリン酸化が起こらず平滑筋は弛緩する

②cAMP濃度上昇

Gsタンパク質共役型受容体に情報伝達物質が結合
　↓
アデニル酸シクラーゼ活性化
　↓
活性化アデニル酸シクラーゼによりATPからcAMPの産生促進
　↓
cAMPはプロテインキナーゼA(PKA)を活性化
　↓
PKAは不活性化状態のMLCKをリン酸化
リン酸化されたMLCKは活性化されずミオシン軽鎖のリン酸化が起きない
　↓
アクチンとミオシンの滑走が起こらず平滑筋は弛緩

この場合MLCKがリン酸化されて活性化できないため細胞内Ca2+濃度が高くても平滑筋は収縮しない