Patofizjologia nadciśnienia tętniczego
Patofizjologia to medycyna, która wyjaśnia funkcje organizmu w odniesieniu do chorób i stanów. Patofizjologia nadciśnienia tętniczego jest dziedziną, która próbuje mechanicznie wyjaśnić przyczyny nadciśnienia tętniczego , które jest przewlekłą chorobą charakteryzującą się podwyższonym ciśnieniem krwi . Nadciśnienie tętnicze można sklasyfikować według przyczyny jako samoistne (znane również jako pierwotne lub idiopatyczne ) lub wtórne . Około 90–95% nadciśnienia to nadciśnienie samoistne. Niektóre autorytety definiują nadciśnienie samoistne jako takie, które nie ma znanego wyjaśnienia, podczas gdy inne określają jego przyczynę jako spowodowaną nadmiernym spożyciem sodu i niedostatecznym spożyciem potasu. Nadciśnienie wtórne wskazuje, że nadciśnienie jest wynikiem określonego stanu o dobrze znanym mechanizmie, takim jak przewlekła choroba nerek, zwężenie aorty lub tętnic nerkowych lub zaburzenia endokrynologiczne, takie jak nadmiar aldosteronu , kortyzolu lub katecholamin . Utrzymujące się nadciśnienie tętnicze jest głównym czynnikiem ryzyka nadciśnieniowej choroby serca, choroby wieńcowej, udaru, tętniaka aorty, choroby tętnic obwodowych i przewlekłej choroby nerek.
Rzut serca i opór obwodowy to dwa wyznaczniki ciśnienia tętniczego . Rzut serca jest określany na podstawie objętości wyrzutowej i częstości akcji serca ; objętość wyrzutowa jest związana z kurczliwością mięśnia sercowego i wielkością przedziału naczyniowego . Opór obwodowy jest określany przez funkcjonalne i anatomiczne zmiany w małych tętnicach i tętniczkach .
Genetyka
Mutacje pojedynczego genu mogą powodować mendlowskie formy wysokiego ciśnienia krwi ; zidentyfikowano dziesięć genów, które powodują te monogenowe formy nadciśnienia . Mutacje te wpływają na ciśnienie krwi poprzez zmianę obchodzenia się z solą nerkową . Istnieje większe podobieństwo ciśnienia krwi w rodzinach niż między rodzinami, co wskazuje na formę dziedziczenia i nie jest to spowodowane wspólnymi czynnikami środowiskowymi. Za pomocą technik analizy genetycznej statystycznie istotne stwierdzono powiązanie ciśnienia krwi z kilkoma regionami chromosomalnymi , w tym regionami związanymi z rodzinną mieszaną hiperlipidemią . Odkrycia te sugerują, że w populacji ogólnej istnieje wiele loci genetycznych , z których każde ma niewielki wpływ na ciśnienie krwi. Ogólnie jednak możliwe do zidentyfikowania jednogenowe przyczyny nadciśnienia tętniczego są rzadkie, co jest zgodne z wieloczynnikową przyczyną nadciśnienia pierwotnego.
Autonomiczny układ nerwowy
Autonomiczny układ nerwowy odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy sercowo-naczyniowej poprzez sygnały ciśnienia , objętości i chemoreceptorów . Czyni to poprzez regulację naczyń obwodowych i czynność nerek, co z kolei wpływa na pojemność minutową serca , opór naczyniowy i zatrzymywanie płynów . Nadmierna aktywność współczulnego układu nerwowego zwiększa ciśnienie krwi i przyczynia się do nadciśnienia.
Mechanizmy zwiększonej aktywności współczulnego układu nerwowego w nadciśnieniu obejmują zmiany w szlakach barorefleksyjnych i chemorefleksyjnych zarówno na poziomie obwodowym, jak i ośrodkowym. Baroreceptory tętnicze są resetowane do wyższego ciśnienia u pacjentów z nadciśnieniem, a to resetowanie obwodowe powraca do normy, gdy ciśnienie tętnicze jest znormalizowane. Ponadto dochodzi do centralnego przestawienia odruchu z baroreceptora aorty u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym, powodując zahamowanie hamowania układu współczulnego po aktywacji nerwów z baroreceptorów aorty. Wydaje się, że to resetowanie odruchu z baroreceptorów jest przynajmniej częściowo pośredniczone przez ośrodkowe działanie angiotensyny II . Dodatkowe małocząsteczkowe mediatory , które hamują aktywność baroreceptorów i przyczyniają się do nadmiernego pobudzenia współczulnego w nadciśnieniu, obejmują reaktywne formy tlenu i endotelinę . Niektóre badania wykazały, że pacjenci z nadciśnieniem tętniczym wykazują silniejsze reakcje zwężające naczynia krwionośne na wlew noradrenaliny niż kontrole normotensyjne . I że pacjenci z nadciśnieniem nie wykazują normalnej odpowiedzi na zwiększone poziomy norepinefryny w krążeniu, co generalnie indukuje regulację w dół receptora noradrenergicznego , i uważa się, że ta nieprawidłowa odpowiedź jest dziedziczona genetycznie .
Ekspozycja na stres zwiększa odpływ współczulny, a powtarzające się skurcze naczyń wywołane stresem mogą powodować przerost naczyń , prowadząc do stopniowego wzrostu oporu obwodowego i ciśnienia krwi. Może to częściowo tłumaczyć większą częstość występowania nadciśnienia tętniczego w niższych grupach społeczno-ekonomicznych , ponieważ muszą one znosić większy poziom stresu związanego z codziennym życiem. Osoby z wywiadem rodzinnym w kierunku nadciśnienia tętniczego wykazują nasilone reakcje zwężające naczynia krwionośne i współczulne na stresory laboratoryjne, takie jak test ciśnienia zimnego i zaburzenia psychiczne. stresu, który może predysponować ich do nadciśnienia. Dotyczy to zwłaszcza młodych Afroamerykanów. Przesadne reakcje stresowe mogą przyczyniać się do zwiększonej częstości występowania nadciśnienia tętniczego w tej grupie.
Oporne nadciśnienie można leczyć poprzez elektryczną stymulację odruchu z baroreceptorów za pomocą urządzenia podobnego do rozrusznika serca.
Układ renina-angiotensyna-aldosteron
Innym układem utrzymującym objętość płynu zewnątrzkomórkowego , opór obwodowy , którego zakłócenie może prowadzić do nadciśnienia tętniczego, jest układ renina-angiotensyna-aldosteron . Renina jest krążącym enzymem , który bierze udział w utrzymywaniu objętości pozakomórkowej i zwężaniu naczyń tętniczych , przyczyniając się tym samym do regulacji ciśnienia krwi . Pełni tę funkcję rozkładając ( hydrolizując ) angiotensynogen z wątroby do peptydu angiotensyny I. Angiotensyna I jest dalej rozszczepiana przez enzym, który znajduje się głównie, ale nie wyłącznie, w krążeniu płucnym związanym ze śródbłonkiem ; tym enzymem jest enzym konwertujący angiotensynę (ACE). To rozszczepienie wytwarza angiotensynę II , najbardziej naczynioaktywny peptyd. Angiotensyna II jest silnym środkiem zwężającym wszystkie naczynia krwionośne. Działa na mięśnie tętnic, zwiększając opór obwodowy, a tym samym podnosząc ciśnienie krwi. Angiotensyna II powoduje również uwalnianie nadnerczy aldosteron , który stymuluje komórki nabłonka nerek do zwiększenia ponownego wchłaniania soli i wody, co prowadzi do zwiększenia objętości krwi i wzrostu ciśnienia krwi. Tak więc podwyższony reniny we krwi (normalnie 1,98-2,46 ng/ml w pozycji pionowej) prowadzi do nadciśnienia.
Ostatnie badania twierdzą, że otyłość jest czynnikiem ryzyka nadciśnienia tętniczego z powodu aktywacji układu renina-angiotensyna (RAS) w tkance tłuszczowej , a także wiąże układ renina-angiotensyna z insulinoopornością i twierdzi, że każdy może powodować inne. Lokalna produkcja angiotensyny II w różnych tkankach, w tym w naczyniach krwionośnych , sercu , nadnerczach i mózgu , jest kontrolowana przez ACE i inne enzymy , w tym chymaza proteazy serynowej . Aktywność lokalnych układów renina-angiotensyna i alternatywnych szlaków powstawania angiotensyny II może w istotny sposób przyczynić się do przebudowy naczyń oporowych i rozwoju uszkodzeń narządów docelowych (tj. przerostu lewej komory , zastoinowej niewydolności serca , miażdżycy , udaru , schyłkowej niewydolności nerek) choroba wieńcowa , zawał mięśnia sercowego i tętniak tętniczy ) u osób z nadciśnieniem tętniczym.
Dysfunkcja śródbłonka
Śródbłonek naczyń krwionośnych wytwarza szeroką gamę substancji, które wpływają na przepływ krwi , na co z kolei wpływają zmiany we krwi i ciśnienie przepływu krwi. Na przykład miejscowy tlenek azotu i endotelina , które są wydzielane przez śródbłonek, są głównymi regulatorami napięcia naczyniowego i ciśnienia krwi. U pacjentów z pierwotnym nadciśnieniem tętniczym zaburzona zostaje równowaga między środkami rozszerzającymi naczynia a zwężającymi naczynia , co prowadzi do zmian w śródbłonku i tworzy „ błędne koło ”. ", który przyczynia się do utrzymania wysokiego ciśnienia krwi. U pacjentów z nadciśnieniem tętniczym aktywacja i uszkodzenie śródbłonka prowadzi również do zmian napięcia naczyniowego , reaktywności naczyniowej oraz szlaków krzepnięcia i fibrynolizy . Zmiany w funkcji śródbłonka są wiarygodnym wskaźnikiem uszkodzenia narządu docelowego i choroby miażdżycowej, a także rokowania.
Dowody sugerują, że stres oksydacyjny zmienia wiele funkcji śródbłonka , w tym modulację napięcia naczynioruchowego . Wydaje się , że inaktywacja tlenku azotu ( NO ) przez nadtlenek i inne reaktywne formy tlenu ( ROS ) występuje w stanach takich jak nadciśnienie . Normalnie tlenek azotu jest ważnym regulatorem i mediatorem wielu procesów w układzie nerwowym , odpornościowym i układ sercowo-naczyniowy , w tym zwiotczenie mięśni gładkich , co powoduje rozszerzenie naczyń tętniczych i zwiększenie przepływu krwi , hamuje migrację i proliferację komórek mięśni gładkich naczyń. Sugerowano, że angiotensyna II wzmaga tworzenie nadtlenku utleniacza w stężeniach, które w minimalnym stopniu wpływają na ciśnienie krwi.
Endotelina jest silnym peptydem wazoaktywnym wytwarzanym przez komórki śródbłonka, który ma zarówno właściwości zwężające naczynia , jak i rozszerzające naczynia. Poziom krążącej endoteliny jest podwyższony u niektórych pacjentów z nadciśnieniem tętniczym, zwłaszcza u Afroamerykanów i osób z nadciśnieniem.
Hipoteza stosunku sodu do potasu w samoistnym nadciśnieniu
W artykule przeglądowym z 2007 roku stwierdzono, że chociaż od dawna uznawano, że nadmierne spożycie sodu przyczynia się do ryzyka nadciśnienia, „potas, główny kation wewnątrzkomórkowy, był zwykle postrzegany jako drugorzędny czynnik w patogenezie nadciśnienia. Jednak liczne dowody wskazują, że niedobór potasu odgrywa kluczową rolę w nadciśnieniu i jego następstwach sercowo-naczyniowych”. Autorzy stwierdzają, że współczesne, zachodnie diety o wysokiej zawartości sodu i niskiej zawartości potasu powodują odpowiednie zmiany wewnątrzkomórkowego stężenia tych dwóch najważniejszych kationów w komórkach zwierzęcych. Ta nierównowaga prowadzi do skurczu mięśni gładkich naczyń, ograniczając przepływ krwi, a tym samym podnosząc ciśnienie krwi. Autorzy cytują badania, z których wynika, że suplementacja potasu jest skuteczna w redukcji nadciśnienia.
Epidemiologiczne poparcie dla tej hipotezy można znaleźć w metaanalizie z 2014 r., W której stwierdzono, że „stosunek sodu do potasu wydaje się być silniej powiązany z wynikami ciśnienia krwi niż sam sód lub potas w populacjach dorosłych z nadciśnieniem”.