Contribution of Rho-kinase and Adenosine Monophosphate-Activated Protein Kinase Signaling Pathways to Endothelium-Derived Contracting Factors Responses

Endotel Kaynaklı Kastırıcı Faktör Yanıtlarına Rho-kinaz ve Adenosin Monofosfatla Aktive Edilmiş Protein Kinaz Sinyal Yolaklarının Katkısı

Abstract

Vascular tonus is controlled by endothelium-derived relaxing factor (EDRF), endothelium-derived hyperpolarizing factor (EDHF) and endotheliumderived contracting factor (EDCF) under physiological circumstances. In pathological conditions, impairment of endothelium-derived relaxation can be caused by both decrease in EDRF release and increase in EDCF release. The increase in EDCF is observed with diseases such as hypertension and diabetes. The contribution of Rho-kinase and activated protein kinase (AMPK), which have opposite effects, to the increased EDCF responses was investigated. Rho-kinases are the effectors of Rho which is one of the small guanosine triphosphate-binding proteins. They increase cytosolic Ca+2 concentration and cause vascular smooth muscle to contract, keeping myosin light chain (MLC) in phosphorylated state by affecting myosin phosphatase target subunit which dephosphorylates the MLC. The activities of Rho-kinases increase with the increase of EDCF function. AMPK is the energy sensor of the cell. It provides a vasculoprotective effect by causing endothelium-dependent and endothelium-independent relaxation in smooth muscle. In contrast to Rho-kinase pathway activity, AMPK pathway activity decreases with diseases in which the EDCF function increases. In cases such as diabetes and hypertension that endothelial function impairs toward vasocontraction, it is considered that evaluating Rho-kinase and AMPK pathways which mediate contraction and relaxation in vascular smooth muscle respectively, would provide clues on choosing therapeutic target for pathologies in which endothelial dysfunction is observed.

Özet

Fizyolojik koşullarda vasküler tonus endotel kaynaklı rahatlatıcı faktörü (EDRF), endotel kaynaklı hiperpolarizasyon faktörü (EDHF) ve endotel kaynaklı kasılma faktörü (EDCF) tarafından kontrol edilmektedir. Patolojik durumlarda endotel kaynaklı gevşemenin azalması, EDRF üretimindeki azalmaya bağlı olabileceği gibi EDCF düzeyinin artmasına da bağlı olabilmektedir. EDCF hipertansiyon, diyabet gibi hastalıklarda artmaktadır. Diyabet, hipertansiyon gibi patolojik koşullarda artan EDCF yanıtına birbirine ters etki yapan Rho-kinaz ve aktive protein kinaz (AMPK) yolaklarının katkısı olabileceği düşünülmektedir. Rho-kinazlar küçük guanozin trifosfat-bağlı proteinlerden biri olan Rho'nun efektörüdür. Rho-kinazlar hafif zincir miyozini (MLC) defosforile eden miyozin fosfataz hedef altbirimine etki ederek MLC'nin fosforile halde kalmasının sağlayarak sitozolik Ca+2 konsantrasyonu artırır ve vasküler düz kasın kasılmasına neden olurlar. Rho-kinazların aktivitesi EDCF yanıtlarının arttığı hipertansiyon, kalp yetmezliği ve diyabet gibi hastalıklarda artmaktadır. AMPK ise hücrenin enerji sensörü olarak düşünülmektedir. Vasküler düz kasta endotel bağımlı ve bağımsız gevşemeyi sağlayarak vasküloprotektif etki sağlamaktadır. AMPK'nin aktivitesi Rho-kinaz yolağının aktivitesinin tersine EDCF fonksiyonunun arttığı hipertansiyon ve diyabet gibi hastalıklarda azalmaktadır. Endotel fonksiyonunun vazokonstriksiyon yönünde bozulduğu diyabet, hipertansiyon gibi tablolarda, damar düz kas dokusunda sırasıyla kasılma ve gevşemeye aracılık eden Rho-kinaz ve AMPK yolaklarının birlikte değerlendirilmesinin, endotel fonksiyon bozukluğunun gözlendiği patolojilerde terapötik hedef seçiminde ipuçları sağlayabileceği düşünülmektedir.