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1、阴茎海绵体平滑肌收缩的分子机理研究进展52ChineseJournalofAndrologyVo1.20No.92006阴茎海绵体平滑肌收缩的分子机理研究进展美国加州大学旧金山分校(旧金山CA94775)北京大学第一医院男科中心阴茎勃起或维持疲软状态与否受控于阴茎海绵体平滑肌松弛或收缩的复杂性神经生理过程.尽管已经有些关于阴茎海绵体平滑肌收缩的研究报道,但是其受关注程度远远不如对阴茎海绵体平滑肌松弛机理的研究.阴茎勃起功能障碍即由于在有效性刺激条件下阴茎海绵体平滑肌松弛障碍致使未能达到足以维持满意性生活的勃起强度".事实上阴茎海绵体平滑肌收
2、缩功能非常重要,而且与其松弛功能也息息相关.本文即综述近年来有关阴茎海绵体平滑肌收缩的研究,力图了解其可能的分子调节机理,以完善对阴茎正常生理过程和常见病理状态的整体认识,也有助于临床对阴茎勃起功能障碍患者治疗的选择.一,阴茎海绵体(CorpusCavernosum)阴茎海绵体是主要勃起器官,主要由结缔组织和海绵体窦构成,外围较厚的纤维组织白膜.海绵体窦腔内壁有内皮细胞覆盖,能分泌调节海绵体平滑肌舒缩功能的活性因子.阴茎海绵体内还有血管穿行如螺旋动脉,小静脉,毛细血管等,是调节阴茎组织血流动力学改变的重要组成部分.平滑肌约占阴茎海绵体结构的
3、45%,是掌控阴茎勃起的决定性因素.阴茎海绵体平滑肌收缩的调节依赖于适量的收缩剂(神经递质,激素,内皮素等),足够的受体表达,完整的信号传导机制,有效的钙离子自身调节,以及收缩蛋白与平滑肌细胞间信息传递(缝隙连接)之间的相互作用.超微结构研究发现阴茎海绵体平滑肌细胞具有细丝,粗丝及中间丝成分,每一类型的结构都具有特殊的功能.细丝是肌动蛋白(Actin)的主要组成成分,粗丝则构成肌球蛋白(Myosin),中间丝组成肌间线蛋白(Desmin)或波形蛋白(Vimentin).二,阴茎勃起的分子生物学机制目前广为接受的阴茎勃起的机制是,在适当性刺激
4、条件下,阴茎海绵体内副交感神经,非肾上腺素非胆碱能(NANC)神经末梢和血管内皮细胞在一氧化氮合酶(NOS)的催化下,合成并释放一氧化氮(NO).NO一方面激活钾离子通道ATPase诱发平滑肌细胞膜超极化阻止电压依赖性钙离子通道的开放,从而降低胞浆内钙离子浓度.另一方面NO活化胞浆内可刘本春林桂亭综述辛钟成审校溶性鸟苷酸环化酶(SolubleGunylatecyclase),转化5一鸟嘌呤三磷酸(GTP)为3',5'.一环鸟苷一磷酸(cGMP,为细胞内第二信使),后者降低平滑肌细胞胞浆内钙离子浓度,引起平滑肌松弛,阴茎血流灌注增加,从而诱发
5、阴茎勃起'.前列腺素E.和血管活性肠肽(vIP)对阴茎海绵体平滑肌的松弛作用,通过cAMP介导性机制.这些物质与平滑肌膜受体结合,通过G蛋白激活腺苷酸环化酶而合成cAMP,降低胞浆内钙离子浓度而诱发阴茎海绵体平滑肌松弛.三,调节阴茎海绵体平滑肌收缩的分子机理(一)收缩单位平滑肌收缩力的产生来自于肌球蛋白的磷酸化.平滑肌三磷酸腺苷(ATP)磷酸化肌球蛋白后,肌球蛋白轻链的球形头部附着于肌动蛋白,以此提供平滑肌收缩的动力.所有平滑肌的收缩均依赖于肌球蛋白轻链激酶(MLCK)磷酸化平滑肌肌球蛋白20kDa的调节性轻链(LC2o).平滑肌肌球蛋白磷
6、酯酶(SMMP)对LC加的去磷酸化作用则导致平滑肌的松弛.在收缩信号刺激下,钙离子内流的增加激活钙离子.钙调蛋白依赖性MLCK,后者于Ser-9位点磷酸化平滑肌肌球蛋白LCzo,从而增强肌动蛋白激活的ATP水解和交联作用,最终出现平滑肌收缩效应.(二)离子通道近年来研究发现,阴茎勃起和萎软实际上是由海绵体平滑肌舒张和收缩调节的血流动力学过程,因此阴茎海绵体平滑肌的生理学状态决定阴茎处于勃起或疲软状态.阴茎海绵体平滑肌紧张性调节涉及许多细胞内和细胞外信号传递.众多的证据提示,与其他血管组织一样,海绵体平滑肌的兴奋过程非常复杂,其电活动与多种离
7、子通道密切相关.众多的证据提示钙活化是阴茎海绵体平滑肌紧张性的主要调节物质.参与阴茎生理功能的神经递质大多通过对平滑肌细胞离子通道及离子跨膜流动的作用而调节海绵体平滑肌的紧张性.研究表明,海绵体平滑肌细胞内游离钙离子的浓度([Caz+】i)是调节其紧张性的关键.细胞内【Ca2+】i的变化不仅调节着细中国男科学杂志2006年第20卷第9期53胞的代谢,基因表达等细胞共有的活动,而且启动兴奋,收缩,出胞分泌以及激活和失活离子通道等多种不同的细胞反应'.钙离子在海绵体平滑肌细胞的跨膜分布保证了钙通道开放引起钙离子沿着其电化学梯度向海绵体平滑肌细胞
8、内流动.与其他平滑肌组织一样,钙离子通过L型钙通道进入海绵体平滑肌,导致海绵体平滑肌去极化.海绵体平滑肌去极化后进一步增加L型钙通道的开放,并能在短时间内(大约100ms)允许钙
