Mechanism
Alteraties in systemische vasculaire weerstand en cardiac output zijn verantwoordelijk voor veranderingen in MAP.
De meest invloedrijke variabele bij het bepalen van de systemische vasculaire weerstand is de radius van de bloedvaten zelf. De straal van deze vaten wordt zowel door lokale mediatoren als door het autonome zenuwstelsel beïnvloed. Endotheelcellen die de bloedvaten bekleden, produceren vasoactieve stoffen en reageren daarop om de vaten te verwijden of te vernauwen, afhankelijk van de behoeften van het lichaam.
Wanneer het MAP verhoogd is, veroorzaken schuifkrachten op de vaatwanden de synthese van stikstofmonoxide (NO) in endotheelcellen. NO diffundeert naar vasculaire gladde spiercellen waar het guanylyl cyclase activeert en resulteert in de defosforylering van GTP tot cGMP. Het cGMP werkt als een tweede boodschapper in de cel, wat uiteindelijk leidt tot ontspanning van de gladde spieren en verwijding van het bloedvat. Andere plaatselijk geproduceerde vaatverwijdende verbindingen zijn bradykinine en de verschillende prostaglandinen, die via soortgelijke mechanismen tot ontspanning van de vasculaire gladde spieren leiden.
Endotheline is een plaatselijke vasoactieve verbinding die een tegengesteld effect heeft als NO op de vasculaire gladde spieren. Een verlaagd MAP brengt de productie van endotheline in de endotheelcellen op gang. Endotheline diffundeert vervolgens in de vasculaire gladde spiercellen om de ET-1 receptor, een Gq-gekoppelde receptor, te binden, hetgeen resulteert in de vorming van IP3 en het vrijkomen van calcium uit het sarcoplasmatisch reticulum, hetgeen leidt tot gladde spiercontractie en vaatvernauwing.
Het autonome zenuwstelsel speelt ook een vitale rol bij de regulering van het MAP via de baroreceptorreflex. De arteriële baroreceptoren in de sinus carotis en de aortaboog werken via een negatief feedbacksysteem om de MAP binnen het ideale bereik te houden. De baroreceptoren communiceren met de nucleus tractus solitarius in de medulla van de hersenstam via de nervus glossopharyngeus (hersenzenuw IX) in de sinus carotis en de nervus vagus (hersenzenuw X) in de aortaboog. De nucleus tractus solitarius bepaalt de sympathische of parasympathische tonus om de MAP te verhogen of te verlagen naar gelang van de behoeften van het lichaam.
Wanneer de MAP verhoogd is, waardoor de stimulatie van de baroreceptor toeneemt, vermindert de nucleus tractus solitarius de sympathische output en verhoogt hij de parasympathische output. De toename van de parasympathische tonus zal de myocardiale chronotropie en dromotropie verminderen, met minder uitgesproken effecten op inotropie en lusitropie, via het effect van acetylcholine op M2 muscarinereceptoren in het myocard. M2-receptoren zijn Gi-gekoppeld, waardoor adenylaatcyclase wordt geremd en het cAMP-niveau in de cel daalt. Het resultaat is een daling van de cardiale output en een daaropvolgende daling van de MAP.
Omgekeerd, wanneer de MAP daalt, neemt de baroreceptor-ontsteking af en werkt de nucleus tractus solitarius om de parasympatische tonus te verminderen en de sympatische tonus te verhogen. De toename van de sympatische tonus zal de myocardiale chronotropie, dromotropie, inotropie en lusitropie doen toenemen via het effect van epinefrine en norepinefrine op beta1 adrenerge receptoren in het myocard. Beta1-receptoren zijn Gsgekoppeld, waardoor adenylaatcyclase wordt geactiveerd en het cAMP-niveau in de cel toeneemt. Daarnaast werken epinefrine en norepinefrine via alfa-1 adrenerge receptoren op vasculaire gladde spiercellen om vaatvernauwing van zowel slagaders als aders teweeg te brengen. Alpha1-receptoren zijn Gq-gekoppeld en werken via hetzelfde mechanisme als de hierboven genoemde ET-1-receptor. De combinatie van deze gebeurtenissen verhoogt zowel de cardiale output als de systemische vasculaire weerstand, waardoor het MAP effectief toeneemt.
Verhoogde sympathische tonus treedt ook op tijdens inspanning, ernstige bloedingen en in tijden van psychologische stress.
Het niersysteem helpt het MAP in stand te houden, voornamelijk door de regulatie van het plasmavolume, dat een directe invloed heeft op de cardiale output. Een daling van de nierperfusie leidt tot het vrijkomen van renine, waardoor de renine-angiotensine-aldosteron cascade in gang wordt gezet. Aldosteron werkt in op de distale convolueerde niertubuli om de natriumreabsorptie te verhogen en daardoor de waterheropname en het plasmavolume te doen toenemen. Angiotensine II werkt via de AT1-receptor in op de vasculatuur om gladde spiercontractie te induceren, resulterend in vasoconstrictie. De AT1-receptor is Gq-gekoppeld en werkt via hetzelfde mechanisme als de hierboven genoemde ET-1- en alpha1-receptoren. Samen zullen deze veranderingen zowel de cardiale output als de systemische vasculaire weerstand verhogen, waardoor het MAP toeneemt.