平滑筋

英

smooth muscle (K)

関

横紋筋(骨格筋、心筋)

• 収縮の制御(SP.125-

概念

• 横紋を有さない
• 非随意筋

平滑筋の構造 SP.125

• 紡錘型
• 直径：数μm, 長さ：数百μm
• 単一の核が中央部に存在
• Ca2+を貯蔵する筋小胞体を有する
• ギャップ結合を有する
• アクチンが束を造り細胞膜に付着
• 活動電位を発生する興奮性の平滑筋細胞　：消化管、門脈、膀胱、尿管、輸精管、子宮など
• 活動電位を発生しない興奮性の平滑筋細胞：大動脈、気管
• チャネル

• 膜電位依存性：Ca2+チャネル、Na+チャネル、K+チャネル
• Ca2+依存性：K+チャネル

• 細胞に対する直接の機械刺激、とりわけ伸展刺激によっても脱分極する。

平滑筋の筋収縮

• 収縮のモード：膜電位依存性、膜電位非依存性
• A. 膜電位依存性

• 1) 機械受容チャネル or 受容体共役型チャネルを介して脱分極
• 2) L型膜電位依存性Ca2+チャネルによりCa2+流入
• 3) Ca2+流入がリアノジン受容体を活性化して筋小胞体からCa2+放出
• 4) 筋収縮

• B. 膜電位非依存性

• 1) 7回膜貫通型受容体(Gq)を介してホスホリパーゼCβ(PLCβ)が活性化
• 2) ホスホリパーゼCβによりIP3が産生される
• 3) 筋小胞体上のIP3受容体に結合して、細胞内にCa2+が放出される

平滑筋の収縮制御

• 平滑筋ミオシンのリン酸化によりミオシンとアクチンが結合 (⇔横紋筋ではアクチンフィラメント上にトロポニン(Ca2+依存的にミオシンの結合を許容するように制御)とトロポミオシン(ミオシンの結合を阻害)

• 平滑筋ミオシン(重鎖(229kDa)x2 + 20kDa軽鎖(リン酸化の制御を受ける) x2+ 17kDa軽鎖 x2)はミオシン軽鎖キナーゼによってリン酸化を受ける。ミオシン軽鎖キナーゼはCa2++カルモジュリン依存的にリン酸化を行う。

cAMP

• 平滑筋のミオシンはミオシン軽鎖キナーゼによりリン酸化を受け、アクチンと相互作用できるようになり筋収縮が起こる。ミオシン軽鎖キナーゼは単独では不活性であり、Ca2+・カルモジュリン複合体の存在下で活性型となる。ミオシン軽鎖キナーゼはcAMP依存性キナーゼによりリン酸化を受けるとCa2+・カルモジュリン複合体との親和性が低下する。すなわち、細胞内cAMP濃度が上昇すると細胞内Ca2+が上昇しても筋収縮せずに弛緩したままとなる。これがβ2受容体作動薬→Gsα↑→[cAMP]i↑により平滑筋弛緩をもたらすメカニズムである。(HBC)

アセチルコリンによる血管平滑筋の弛緩

アセチルコリン→血管内皮細胞の受容体に作用→phosphoinositide cycleの作動→inositol triphosphate↑→細胞内Ca2+↑→endothelium-derived relaxing factor(EDRF)の放出－(diffuse into the adjacent smooth muscle)→EDRFが可溶性のguanylyl cyclaseを活性化→細胞内cGMP↑→cGMP依存性蛋白キナーゼ→muscle proteinをリン酸化→筋弛緩