Mechanismus

Veränderungen des systemischen Gefäßwiderstands und des Herzzeitvolumens sind für Veränderungen des MAP verantwortlich.

Die einflussreichste Variable bei der Bestimmung des systemischen Gefäßwiderstands ist der Radius der Blutgefäße selbst. Der Radius dieser Gefäße wird sowohl durch lokale Mediatoren als auch durch das autonome Nervensystem beeinflusst. Endothelzellen, die die Blutgefäße auskleiden, produzieren vasoaktive Substanzen und reagieren darauf, um die Gefäße je nach den Bedürfnissen des Körpers entweder zu erweitern oder zu verengen.

Wenn der MAP erhöht ist, induzieren Scherkräfte an den Gefäßwänden die Synthese von Stickstoffmonoxid (NO) in den Endothelzellen. NO diffundiert in die glatten Gefäßmuskelzellen, wo es die Guanylylzyklase aktiviert und zu einer Dephosphorylierung von GTP zu cGMP führt. Das cGMP wirkt als zweiter Botenstoff innerhalb der Zelle und führt letztlich zur Entspannung der glatten Muskulatur und zur Erweiterung des Gefäßes. Andere lokal produzierte gefäßerweiternde Verbindungen sind Bradykinin und die verschiedenen Prostaglandine, die über ähnliche Mechanismen zur Entspannung der glatten Gefäßmuskulatur führen.

Endothelin ist eine lokale vasoaktive Verbindung, die auf die glatte Gefäßmuskulatur die gegenteilige Wirkung wie NO hat. Ein reduzierter MAP löst die Produktion von Endothelin in den Endothelzellen aus. Endothelin diffundiert dann in die Zellen der glatten Gefäßmuskulatur, um den ET-1-Rezeptor, einen Gq-gekoppelten Rezeptor, zu binden, was zur Bildung von IP3 und zur Freisetzung von Kalzium aus dem sarkoplasmatischen Retikulum führt, was eine Kontraktion der glatten Muskulatur und eine Verengung des Gefäßes zur Folge hat.

Das autonome Nervensystem spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Regulierung des MAP über den Barorezeptorreflex. Die arteriellen Barorezeptoren, die sich im Sinus carotis und im Aortenbogen befinden, wirken über ein negatives Rückkopplungssystem, um den MAP im idealen Bereich zu halten. Die Barorezeptoren kommunizieren mit dem Nucleus tractus solitarius in der Medulla des Hirnstamms über den Nervus glossopharyngeus (Hirnnerv IX) im Sinus carotis und den Nervus vagus (Hirnnerv X) im Aortenbogen. Der Nucleus tractus solitarius bestimmt den Sympathikus- oder Parasympathikustonus, um den MAP je nach den Bedürfnissen des Körpers zu erhöhen oder zu senken.

Wenn der MAP erhöht ist und die Barorezeptoren stimuliert werden, verringert der Nucleus tractus solitarius die Sympathikusleistung und erhöht die Parasympathikusleistung. Die Erhöhung des Parasympathikotonus verringert die myokardiale Chronotropie und Dromotropie, mit weniger ausgeprägten Auswirkungen auf die Inotropie und Lusitropie, und zwar über die Wirkung von Acetylcholin auf M2-Muscarinrezeptoren im Myokard. M2-Rezeptoren sind Gi-gekoppelt, hemmen die Adenylatzyklase und bewirken einen Rückgang des cAMP-Spiegels in der Zelle. Das Ergebnis ist eine Verringerung des Herzzeitvolumens und eine anschließende Senkung des MAP.

Umgekehrt nimmt bei einer Senkung des MAP die Barorezeptorfunktion ab, und der Nucleus tractus solitarius wirkt, um den Parasympathikustonus zu senken und den Sympathikustonus zu erhöhen. Die Erhöhung des Sympathikustonus erhöht die Chronotropie, Dromotropie, Inotropie und Lusitropie des Myokards durch die Wirkung von Epinephrin und Norepinephrin auf adrenerge Beta1-Rezeptoren im Myokard. Beta1-Rezeptoren sind Gs-gekoppelt, aktivieren die Adenylatzyklase und bewirken einen Anstieg des cAMP-Spiegels in der Zelle. Darüber hinaus wirken Epinephrin und Norepinephrin über adrenerge Alpha1-Rezeptoren auf die glatten Muskelzellen der Blutgefäße und bewirken eine Vasokonstriktion sowohl in den Arterien als auch in den Venen. Alpha1-Rezeptoren sind Gq-gekoppelt und wirken über denselben Mechanismus wie der oben erwähnte ET-1-Rezeptor. Die Kombination dieser Vorgänge erhöht sowohl das Herzzeitvolumen als auch den systemischen Gefäßwiderstand, wodurch sich der MAP effektiv erhöht.

Ein erhöhter Sympathikustonus tritt auch bei körperlicher Anstrengung, schweren Blutungen und psychischem Stress auf.

Das Nierensystem trägt zur Aufrechterhaltung des MAP vor allem durch die Regulierung des Plasmavolumens bei, das sich direkt auf das Herzzeitvolumen auswirkt. Ein Abfall der Nierendurchblutung löst die Freisetzung von Renin aus und setzt die Renin-Angiotensin-Aldosteron-Kaskade in Gang. Aldosteron wirkt auf die distalen Nierentubuli, um die Natriumrückresorption zu erhöhen und damit die Wasserrückresorption und das Plasmavolumen zu steigern. Angiotensin II wirkt über den AT1-Rezeptor auf das Gefäßsystem und löst eine Kontraktion der glatten Muskulatur aus, was zu einer Gefäßverengung führt. Der AT1-Rezeptor ist Gq-gekoppelt und wirkt über denselben Mechanismus wie die oben erwähnten ET-1- und alpha1-Rezeptoren. Zusammen erhöhen diese Veränderungen sowohl das Herzzeitvolumen als auch den systemischen Gefäßwiderstand, was zu einem Anstieg des MAP führt.