Mekanismi

Systeemisen verisuoniresistanssin ja sydämen minuuttitilavuuden muutokset ovat vastuussa MAP:n muutoksista.

Systeemisen verisuoniresistanssin määrittelyyn eniten vaikuttava muuttuja on verisuonten oma säde. Näiden verisuonten säteen vaikuttavat sekä paikalliset välittäjäaineet että autonominen hermosto. Verisuonia reunustavat endoteelisolut tuottavat vasoaktiivisia aineita ja reagoivat niihin laajentaakseen tai supistaakseen verisuonia elimistön tarpeiden mukaan.

Kun MAP on koholla, verisuonten seinämiin kohdistuvat leikkausvoimat käynnistävät typpioksidin (NO) synteesin endoteelisoluissa. NO diffundoituu verisuonten sileisiin lihassoluihin, joissa se aktivoi guanylyylisyklaasia ja johtaa GTP:n defosforylaatioon cGMP:ksi. cGMP toimii toisena viestinviejänä solussa, mikä johtaa lopulta sileän lihaksen rentoutumiseen ja verisuonen laajentumiseen. Muita paikallisesti tuotettuja verisuonia laajentavia yhdisteitä ovat bradykiniini ja erilaiset prostaglandiinit, jotka vaikuttavat samankaltaisten mekanismien kautta johtaen verisuonten sileän lihaksen relaksaatioon.

Endoteliini on paikallinen verisuonia laajentava yhdiste, jolla on vastakkaiset vaikutukset kuin NO:lla verisuonten sileään lihakseen. Alentunut MAP käynnistää endoteliinin tuotannon endoteelisoluissa. Endoteliini diffundoituu sitten verisuonten sileän lihaksen soluihin sitomaan ET-1-reseptoria, joka on Gq-kytketty reseptori, mikä johtaa IP3:n muodostumiseen ja kalsiumin vapautumiseen sarkoplasmisesta retikulumista, mikä johtaa sileän lihaksen supistumiseen ja verisuonen ahtautumiseen.

Autonomisella hermostolla on myös elintärkeä rooli MAP:n säätelyssä baroreseptorirefleksin kautta. Karotis-sinuksessa ja aortan kaaressa sijaitsevat valtimobaroreseptorit toimivat negatiivisen palautejärjestelmän kautta pitääkseen MAP:n ihanteellisella alueella. Baroreseptorit ovat yhteydessä aivorungon keskivartalossa sijaitsevaan nucleus tractus solitarius -ytimeen glossofaryngeaalihermon (kallohermo IX) välityksellä sinus carotisissa ja vagushermon (kallohermo X) välityksellä aortan kaaressa. Nucleus tractus solitarius määrittää sympaattisen tai parasympaattisen tonuksen joko nostamaan tai laskemaan MAP:ia elimistön tarpeiden mukaan.

Kun MAP on koholla lisäten baroreseptoriärsytystä, nucleus tractus solitarius vähentää sympaattista ulostuloa ja lisää parasympaattista ulostuloa. Parasympaattisen tonuksen lisääntyminen vähentää sydänlihaksen kronotropiaa ja dromotropiaa, ja sillä on vähemmän selviä vaikutuksia inotropiaan ja lusitropiaan asetyylikoliinin vaikutuksesta sydänlihaksen M2-muskariinireseptoreihin. M2-reseptorit ovat Gi-liitännäisiä, estävät adenylaattisyklaasia ja aiheuttavat cAMP-tasojen laskua solussa. Seurauksena on sydämen ulostulon väheneminen ja sitä seuraava MAP:n lasku.

Käänteisesti, kun MAP laskee, baroreseptorien laukaisu vähenee ja nucleus tractus solitarius toimii vähentäen parasympaattista tonusta ja lisäten sympaattista tonusta. Sympaattisen tonuksen lisääntyminen lisää sydänlihaksen kronotropiaa, dromotropiaa, inotropiaa ja lusitropiaa epinefriinin ja noradrenaliinin vaikutuksesta sydänlihaksen beeta1-adrenergisiin reseptoreihin. Beeta1-reseptorit ovat Gs-kytkettyjä, aktivoivat adenylaattisyklaasia ja aiheuttavat cAMP-tasojen nousua solussa. Tämän lisäksi adrenaliini ja noradrenaliini vaikuttavat alfa1-adrenergisten reseptorien kautta verisuonten sileisiin lihassoluihin aiheuttaen verisuonten supistumista sekä valtimoissa että laskimoissa. Alfa1-reseptorit ovat Gq-kytkettyjä ja toimivat samalla mekanismilla kuin edellä mainittu ET-1-reseptori. Näiden tapahtumien yhdistelmä lisää sekä sydämen minuuttitilavuutta että systeemistä verisuoniresistanssia, jolloin MAP nousee tehokkaasti.

Sympaattisen tonuksen lisääntymistä esiintyy myös liikunnan, vakavan verenvuodon ja psykologisen stressin aikana.

Munuaisjärjestelmä auttaa ylläpitämään MAP:aa ensisijaisesti säätelemällä plasmatilavuutta, joka vaikuttaa suoraan sydämen minuuttitilavuuteen. Munuaisperfuusion lasku laukaisee reniinin vapautumisen, mikä käynnistää reniini-angiotensiini-aldosteronikaskadin. Aldosteroni vaikuttaa distaalisiin munuaistubuluksiin ja lisää natriumin takaisinimeytymistä ja siten veden takaisinottoa ja plasmatilavuutta. Angiotensiini II vaikuttaa verisuonistoon AT1-reseptorin kautta aiheuttaen sileän lihaksen supistumisen, mikä johtaa vasokonstriktioon. AT1-reseptori on Gq-kytketty ja toimii samalla mekanismilla kuin edellä mainitut ET-1- ja alfa1-reseptorit. Yhdessä nämä muutokset lisäävät sekä sydämen ulostulovirtausta että systeemistä verisuoniresistanssia, jolloin MAP nousee.