综述:健康血管舒张机制概述

【字体: 时间:2025年06月07日 来源:Pflügers Archiv - European Journal of Physiology 2.9

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  这篇综述全面阐述了生理性血管舒张的分子机制,重点解析了血管平滑肌(VSM)中蛋白激酶A(PKA)和G(PKG)信号通路、内皮源性舒张因子(EDRFs)如NO和H2 O2 的作用,以及内皮依赖性超极化(EDH)的调控网络。文章整合了离子通道(如BKCa 、KV )、缝隙连接(MEGJ)和机械-化学刺激的协同作用,为心血管疾病治疗靶点提供了理论框架。

  

引言

心血管系统通过血管张力调节组织血流,其核心是血管舒张与收缩的动态平衡。血管平滑肌(VSM)和内皮细胞的协同作用通过机械、化学和电信号实现快速调控。本文系统梳理了生理性血管舒张的分子机器,从细胞内信号到内皮-平滑肌对话,为理解血管稳态提供全景视角。

血管平滑肌中的离子通道与ATP酶互作

静息状态下,VSM细胞膜电位(-35至-60 mV)维持低离子通量。电压门控KV
、CaV
和NaV
通道开放概率低,而Gq
受体激动剂可关闭K+
通道引发去极化,激活CaV
1.2通道触发Ca2+
内流。局部Ca2+
微域通过BKCa
通道负反馈调节膜电位,而SERCA和NCX维持钙稳态。这种精密协作在高血压中失调,导致血管张力异常。

蛋白激酶A与G的双重调控

PKA通路:GsPCR-cAMP-PKA级联通过磷酸化MLCK、激活SERCA和抑制RhoA/ROCK促进舒张,但ATP和Ca2+
通过抑制KATP
通道和增强钙火花形成反向调节。PKG通路:NO-sGC-cGMP-PKG轴抑制Cav
1.2和TRPC6
通道,同时通过IRAG阻断IP3
R,双重降低[Ca2+
]c
。有趣的是,cAMP可交叉激活PKG,但高浓度cGMP会削弱这一效应。

钙火花:血管的“压力安全阀”

VSM中RyR和IP3
R介导的局部Ca2+
释放激活邻近BKCa
通道,引发K+
外流和超极化。这一机制在肾动脉和肠系膜动脉中受机械拉伸通过AT1a
受体触发,而高血压时ClCa
通道过度激活可能抵消保护作用。

内皮:血管舒张的指挥中心

内皮细胞通过NO、H2
O2
和PGI2
等EDRFs调控VSM。NO:eNOS受Ca2+
-CaM和PKB双重调控,其产物NO通过sGC-PKG和直接S-谷胱甘肽化激活SERCA。H2
O2
:NADPH氧化酶和eNOS解偶联产生的O2
•?
经SOD转化为H2
O2
,低浓度激活PKG,高浓度则通过TxA2
收缩血管。

气体信号分子:血管的“隐形调节者”

H2
S通过激活KATP
和BKCa
通道直接舒张VSM,同时增强eNOS耦合;CO则通过血红素氧酶上调钙火花频率。二者与NO形成三角互作网络,在微循环中尤为重要。

内皮依赖性超极化:电信号的接力赛

IKCa
/SKCa
通道介导的K+
外流通过Na+
/K+
ATPase和MEGJ传导超极化。TRPV4-AKAP150复合体作为机械传感器,在血流剪切力响应中启动这一过程,而高血压时Cx40表达下降可能导致EDH障碍。

临床启示与未来方向

现有血管扩张剂如PDE5抑制剂(西地那非)靶向NO-cGMP通路,但过度NO补充可能引发耐受性。靶向EDH的IKCa
激活剂或TRPV4调节剂有望成为新一代抗高血压药物。未来需揭示不同血管床的特异性机制,为精准治疗铺路。

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