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カルシウムの火花によって動脈の滑らかな筋肉のリラックス

M T Nelson¹, H Cheng, M Rubart

¹Department of Pharmacology, University of Vermont, Colchester 05446, USA.

Science (New York, N.Y.)

|October 27, 1995

まとめ

滑らかな筋肉細胞の局所的なカルシウム放出 (Ca2+の火花) は,カリウムチャネルを活性化し,動脈の膨張につながります. これらの火花は,全体的な細胞カルシウムレベルに直接影響を及ぼすことによってではなく,KCaチャネルを開くことで,間接的に血管拡張を引き起こす.

科学分野:

生理学生理学とは
心血管研究循環器科の研究
滑らかな筋肉の生物学

背景:

滑らかな筋肉の収縮と放松は,細胞内カルシウムイオン濃度 ([Ca2+]i) によって調節されます.
サルコプラズマ網膜 (SR) のライアノジン受容体は,滑らかな筋肉のカルシウム放出に役割を果たします.
Ca2+の火花のような局所的なカルシウムイベントは,その生理学的意義のためにますます認識されています.

研究の目的:

神経性脳動脈の滑らかな筋肉細胞における自発的な局所的な細胞内カルシウム増加 (Ca2+の火花) の役割を調査する.
Ca2+の火花がCa(2+) に依存したカリウム (KCa) チャンネルを活性化するかどうかを判断する.
動脈のトーンと血管拡張にCa2+の火花が与える影響を明らかにする.

主な方法:

KCa電流を測定するためのパッチクランプの電気生理学.
コンフォカル顕微鏡で,単一の滑らかな筋肉細胞における自発的なCa2+の火花を観察する.
リアノジンとタプシガーギンを用いてSRカルシウム放出を抑制する薬理学的操作.
圧縮された筋動脈動脈における動脈直径の評価.

主要な成果:

SRから発生した自発的,局所的なCa2+火花は,滑らかな筋肉細胞の細胞表面の近くで検出されました.
リアノジンとタプシガージンによるCa2+火花の阻害はまた,KCa電流を阻害し,Ca2+火花がこれらのチャネルを活性化することを示しています.
Ca2+火花とKCaチャネルの薬理学的ブロックは,KCaチャネルブロッカーの効果に類似した動脈の脱極化と収縮をもたらしました.
Ca2+の火花は,KCaチャネル活性化による血管拡張を間接的に媒介し,収縮を制御する大量の細胞内カルシウムに最小限の直接的な影響を及ぼすことが判明しました.

結論:

滑らかな筋肉細胞におけるCa2+の火花は,KCaチャネルを活性化するための重要なメカニズムです.
これらのCa2+の火花は,KCaチャネル活性化を通じて滑らかな筋肉細胞をハイパーポラライズすることによって,間接的に動脈血管拡張を促進します.
この研究は,局所的なカルシウムシグナル伝達 (スパーク) と,血管調節における全局的なカルシウムレベルとの違いを明らかにした.

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