血管细胞膜离子通道
细胞膜离子通道是细胞生物电活动的基础,其在血管内皮细胞、血管平滑肌细胞和血管外膜成纤维细胞中均有表达。离子通道包括钙通道、钾通道、钠通道和氯通道,这些在许多生理调节过程中发挥重要的作用,如调节膜电位、细胞兴奋性、细胞信号转导、维持细胞正常体积、感受血流动力学和温度变化、调节血管活性物质的合成和释放,以及调节血管舒缩功能。
目前,在平滑肌细胞和内皮细胞膜中发现的可通透钙的离子通道主要有:瞬时受体电位通道(TRP)和电压依赖性钙通道(VDCC)。
TRP通道最早发现于果蝇的视觉系统,TRP突变使果蝇对持续光刺激不产生持续的峰电位,而只产生瞬时峰电位,因而得名。根据通道氨基酸序列的同源性,TRP通道可分为六个亚型:经典类(TRPC)、香草素受体类(TRPV)、黑色素抑制类(TRPM)、黏脂质类(TRPML)、胱氨酸多聚体类(TRPP)以及跨膜锚蛋白1(TRPA)。TRP通道的激活模式包括受体操纵型、配体操纵型和直接激活型。受体操纵型TRP通道由酪氨酸激酶受体(TRK)或G蛋白偶联受体(GPCR)激活。配体操纵型TRP通道可被无机离子、天然化学物质激活。直接激活型TRP通道则受温度、渗透压、光线、压力等因素调节。
TRP通道在全身血管组织均有表达,其中TRPC各亚型广泛表达于内皮细胞和血管平滑肌细胞,且表达量最为丰富,其次为TRPV、TRPM。有研究表明,TRPC的7个亚型,TRPV1、2和4,除TRPM5外的全部TRPM亚型以及TRPP1和2,均在内皮细胞中存在表达,其中,TRPC3在血管平滑肌细胞和血管内皮细胞中高度表达。TRPC4可能参与调节内皮细胞依赖的血管舒张作用。在血管平滑肌细胞中,TRP通道参与调节细胞收缩及增殖。血管活性物质如ATP、P物质、去甲肾上腺素、内皮素等可刺激相应的平滑肌细胞膜受体,激活TRP通道,使其开放并产生钙离子内流,导致血管平滑肌细胞收缩,血管张力增强。到目前为止,已证实十余种TRP超家族成员在不同物种的血管平滑肌细胞中表达。
血管内皮细胞TRP通道的功能包括①机械感受能力,血液流经内皮细胞时,会在其表面产生剪切力。这种剪切力刺激内皮细胞释放舒血管物质,改变蛋白表达和分泌生长因子。在血管内皮细胞中,张力敏感型通道包括TRPC1、5、8和TRPV2、5、9;而流体剪切力敏感型的通道包括TRPV4、5、6和TRPP1(PKD1)和TRPP2(PKD2)的功能复合体。②Ca2+信号转导:大多数TRP通道都通过Ca2+,提示这些通道可能是各种刺激引起内皮细胞钙内流的重要环节。③调节NO合成/释放:TRP通道介导的钙内流可促进内皮源性血管舒张因子如NO、EDHF、前列腺素等的合成/释放,从而调节血管张力。④温度感受功能。
电压依赖性钙通道(VDCC)包括L、P、Q、N、R、T型,非电压依赖性钙通道分为钙库操纵性钙通道(SOCC)、受体调控性钙通道(ROCC)、三磷酸肌醇受体(IP3R)钙通道和兰尼啶受体(RyR)钙通道。前两种通道属于细胞外钙内流钙通道,而后两种属于内钙释放钙通道。
钾通道是选择性允许K+跨膜通过的离子通道,在调节细胞膜电位和兴奋性以及平滑肌舒缩活动中起重要作用。钾通道按其电生理特性不同分为钙依赖性钾通道、电压依赖性钾通道及内向整流钾通道。
上皮细胞钠通道是选择性允许Na+跨膜通过的离子通道。其功能是维持细胞膜兴奋性及其传导。氯通道包括囊性纤维化跨膜转导调节蛋白(CFTR)氯通道、容量调节性氯通道(VRCC)、钙激活氯通道(CaCC)等。氯通道参与血管内皮细胞、平滑肌细胞的功能调节过程。
(摘自《血管生物学》第2版)