平滑肌
英文名:Smooth Muscle
分类:组织学/肌肉组织/非横纹肌
定义
平滑肌是一类不随意肌,广泛分布于血管壁、内脏器官(如消化道、呼吸道、泌尿生殖系统)及皮肤附属结构中。其收缩不受意识控制,主要由自主神经系统和激素调控,具有缓慢、持久收缩的特性,参与维持器官形态、调节血流、推动内容物运输等生理功能。
形态特征
- 细胞结构
- 形状:梭形,直径2-5 μm,长度20-500 μm,无横纹。
- 肌丝排列:细肌丝(肌动蛋白)与粗肌丝(肌球蛋白)比例为15:1,显著高于骨骼肌;中间丝(结蛋白)连接致密体与细胞膜,维持结构稳定性。
- 致密体:作为肌动蛋白丝的锚定点,传递收缩张力。
- 超微结构
- 缺乏肌小节结构,肌球蛋白丝呈“侧极性”(side-polar),可双向拉动肌动蛋白丝,允许更大收缩幅度(可达80%)。
分类
- 多单位平滑肌
- 特点:细胞独立活动,依赖神经或激素直接调控,如虹膜肌、大血管平滑肌。
- 生理基础:细胞间无缝隙连接,表面覆有基底膜隔离。
- 单位平滑肌(内脏平滑肌)
- 特点:细胞通过缝隙连接形成电耦联,整体协同收缩,如胃肠道、子宫平滑肌。
- 别名:合胞体平滑肌,因其电信号同步传导特性。
收缩机制
- 钙离子调控
- 激活路径:胞内钙离子浓度升高(通过胞外内流或肌质网释放)→ 钙调蛋白(CaM)结合Ca²⁺→ 激活肌球蛋白轻链激酶(MLCK)→ 肌球蛋白磷酸化→ 触发肌丝滑动。
- 舒张机制:钙泵排出Ca²⁺,肌球蛋白磷酸酶去磷酸化终止收缩。
- 能量效率与特性
- 低能耗:横桥循环慢,ATP酶活性低,适合持续收缩(如血管紧张性维持)。
- 闩锁机制:维持收缩状态无需持续刺激,降低能量消耗。
功能与分布
- 血管系统
- 调节血管口径(如微动脉作为“总闸门”控制血流)。
- 病理状态下异常收缩参与高血压、动脉瘤形成。
- 内脏器官
- 消化道:蠕动与括约肌控制食糜运输。
- 呼吸道:平滑肌痉挛导致哮喘。
- 泌尿生殖系统:膀胱排空、子宫收缩。
- 皮肤与腺体
- 竖毛肌收缩形成“鸡皮疙瘩”。
病理与疾病
- 平滑肌瘤
- 良性肿瘤:如子宫平滑肌瘤(常见症状为月经异常),占女性生殖系统肿瘤的70%。
- 诊断:超声结合Adler血流分级区分良恶性。
- 平滑肌肉瘤
- 恶性肿瘤:占软组织肉瘤10%,预后差;免疫组化显示平滑肌肌动蛋白阳性。
- 疾病关联机制
- 肺动脉高压:内皮与平滑肌病理性改变导致血管重塑。
- 糖尿病胃轻瘫:线粒体途径介导胃平滑肌细胞凋亡,影响胃肠动力。
治疗与药物
- 解痉药物
- 钙通道阻滞剂(如硝苯地平):抑制Ca²⁺内流,舒张血管和支气管。
- β₂受体激动剂(如沙丁胺醇):缓解哮喘。
- 天然产物应用
- 莲异喹啉生物碱:具有平滑肌松弛作用,潜在用于高血压和哮喘治疗。
- 手术与综合治疗
- 平滑肌瘤可通过手术切除,多发者需结合药物管理。
研究进展
- 分子机制
- 核平滑肌α-肌动蛋白:参与血管平滑肌细胞分化,影响心血管疾病进展。
- EDIL3/Del-1蛋白:通过清除凋亡细胞预防主动脉夹层。
- 临床转化
- 靶向治疗:针对MLCK或钙调蛋白的药物开发,改善痉挛性疾病。
- 表观遗传调控:研究DNA甲基化等机制在血管平滑肌重塑中的作用
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