Patofizjologia nadciśnienia - Pathophysiology of hypertension
Patofizjologia to dziedzina medycyny, która wyjaśnia funkcjonowanie organizmu w odniesieniu do chorób i stanów. Patofizjologii nadciśnienia jest obszar, który próbowano wyjaśnić mechanicznie przyczyn nadciśnienia , które jest chorobą przewlekłą, charakteryzuje się wysokości ciśnienia . Nadciśnienie można sklasyfikować według przyczyny jako istotne (znane również jako pierwotne lub idiopatyczne ) lub wtórne . Około 90-95% nadciśnienia tętniczego to nadciśnienie samoistne. Niektóre autorytety definiują samoistne nadciśnienie jako takie, które nie ma znanego wyjaśnienia, podczas gdy inne definiują jego przyczynę jako spowodowaną nadmiernym spożyciem sodu i niedostatecznym spożyciem potasu. Nadciśnienie wtórne wskazuje, że nadciśnienie jest wynikiem specyficznego stanu podstawowego o dobrze znanym mechanizmie, takim jak przewlekła choroba nerek, zwężenie aorty lub tętnic nerkowych lub zaburzenia endokrynologiczne, takie jak nadmiar aldosteronu , kortyzolu lub katecholamin . Uporczywe nadciśnienie 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 zależy od objętości wyrzutowej i częstości akcji serca ; objętość wyrzutowa jest związana z kurczliwością mięśnia sercowego i wielkością przedziału naczyniowego . Opór obwodowy określają zmiany czynnościowe i anatomiczne w małych tętnicach i tętniczkach .
Genetyka
Mutacje pojedynczych genów mogą powodować mendlowskie formy nadciśnienia ; Zidentyfikowano dziesięć genów, które powodują te monogenowe formy nadciśnienia . Te mutacje wpływają na ciśnienie krwi poprzez zmianę postępowania 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. Przy pomocy Analiza genetyczna techniki , w statystycznie znaczącym wiązaniem ciśnienia krwi do różnych regionów chromosomowych , w tym regiony związane z rodzinną mieszaną hiperlipidemię , znaleziono. 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 są rzadkie, co jest zgodne z wieloczynnikową przyczyną nadciśnienia pierwotnego.
Autonomiczny układ nerwowy
Autonomiczny układ nerwowy odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy układu krążenia poprzez ciśnienie , objętość i chemoreceptor sygnałów. Odbywa się to poprzez regulację naczyń obwodowych i funkcji nerek, które z kolei wpływają na pojemność minutową serca , opór naczyniowy i retencję płynów . Nadmierna aktywność współczulnego układu nerwowego podnosi ciśnienie krwi i przyczynia się do nadciśnienia.
Mechanizmy zwiększonej aktywności współczulnego układu nerwowego w nadciśnieniu obejmują zmiany w szlakach barorefleksu i chemoreflex 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 u pacjentów z nadciśnieniem dochodzi do centralnego resetowania baroreceptorów aorty , co skutkuje zahamowaniem hamowania układu współczulnego po aktywacji nerwów baroreceptorów aorty. Wydaje się, że w tym resetowaniu barorefleksu, przynajmniej częściowo, pośredniczy centralne działanie angiotensyny II . Dodatkowe mediatory drobnocząsteczkowe, które hamują aktywność baroreceptorów i przyczyniają się do nadmiernego napędu współczulnego w nadciśnieniu, obejmują reaktywne formy tlenu i endotelinę . Niektóre badania wykazały, że pacjenci z nadciśnieniem wykazują silniejszą reakcję skurczu naczyń na wlew norepinefryny niż osoby z grupy kontrolnej z prawidłowym ciśnieniem . I że pacjenci z nadciśnieniem nie wykazują normalnej odpowiedzi na zwiększone poziomy krążącej noradrenaliny, które generalnie indukują regulację w dół receptora noradrenergicznego i uważa się, że ta nieprawidłowa odpowiedź jest dziedziczona genetycznie .
Narażenie na stres zwiększa odpływ współczulny, a powtarzające się wywołane stresem zwężenie naczyń może skutkować przerostem naczyń , prowadząc do postępującego wzrostu oporu obwodowego i ciśnienia krwi. Mogłoby to częściowo wyjaśniać większą częstość występowania nadciśnienia w grupach o niższym statusie społeczno-ekonomicznym , ponieważ muszą one znosić wyższy poziom stresu związanego z codziennym życiem. Osoby z wywiadem rodzinnym nadciśnienia wykazują nasilone reakcje zwężania naczyń i współczulne reakcje na stresory laboratoryjne, takie jak test zimna i stres psychiczny , które mogą predysponować ich do nadciśnienia. Dotyczy to zwłaszcza młodych Afroamerykanów. Przesadne reakcje na stres mogą przyczyniać się do zwiększonej częstości występowania nadciśnienia w tej grupie.
Nadciśnienie oporne można leczyć poprzez elektryczną stymulację barorefleksu za pomocą urządzenia przypominającego rozrusznik serca.
Układ renina-angiotensyna-aldosteron
Innym układem utrzymującym objętość płynu pozakomórkowego , opór obwodowy , którego zaburzenia mogą prowadzić do nadciśnienia, jest układ renina-angiotensyna-aldosteron . Renina to krążący enzym, który uczestniczy w utrzymaniu objętości zewnątrzkomórkowej i zwężeniu naczyń tętniczych , przyczyniając się tym samym do regulacji ciśnienia krwi . Spełnia ona funkcję przez rozbicie ( hydrolizując ) angiotensynogenu wydzielane z wątroby, do peptydu angiotensyny I . Angiotensyna I jest dalej rozszczepiana przez enzym, który jest zlokalizowany głównie, ale nie wyłącznie, w krążeniu płucnym związanym ze śródbłonkiem ; tym enzymem jest enzym konwertujący angiotensynę (ACE). To rozszczepienie wytwarza angiotensynę II , najbardziej wazoaktywny peptyd. Angiotensyna II jest silnym środkiem zwężającym wszystkie naczynia krwionośne. Działa na mięśnie tętnic, podnosząc opór obwodowy i tym samym podnosząc ciśnienie krwi. Angiotensyna II powoduje również, że nadnercza uwalniają aldosteron , który stymuluje komórki nabłonkowe nerek do zwiększenia wchłaniania zwrotnego soli i wody, co prowadzi do zwiększenia objętości krwi i podwyższonego ciśnienia krwi. Tak więc podwyższony poziom reniny we krwi (zwykle 1,98-2,46 ng/ml w pozycji pionowej) prowadzi do nadciśnienia.
Ostatnie badania twierdzą, że otyłość jest czynnikiem ryzyka nadciśnienia ze względu na aktywację układu renina-angiotensyna (RAS) w tkance tłuszczowej , a także powiązanie układu renina-angiotensyna z insulinoopornością , i twierdzą, że każdy może wywołać to drugie. Lokalne wytwarzanie angiotensyny II, w różnych tkankach, w tym naczyń krwionośnych , serca , nadnerczach i mózgu , jest sterowany przez ACE i inne enzymy , w tym proteazę serynową chimazy . 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 (np. przerost lewej komory , zastoinowa niewydolność serca , miażdżyca , udar mózgu , schyłkowa nerka choroby , zawał mięśnia sercowego i tętniak tętnic ) u osób z nadciśnieniem.
Dysfunkcja śródbłonka
Śródbłonek naczyń krwionośnych produkuje szeroką gamę substancji, które wpływają na przepływ krwi , co z kolei jest uzależnione od zmian we krwi oraz ciśnienie przepływu krwi. Na przykład lokalny tlenek azotu i endotelina , które są wydzielane przez śródbłonek, są głównymi regulatorami napięcia naczyń i ciśnienia krwi. U pacjentów z samoistnym nadciśnieniem dochodzi do zaburzenia równowagi między środkami rozszerzającymi i zwężającymi naczynia , co prowadzi do zmian w śródbłonku i tworzy „ błędne koło ”, które przyczynia się do utrzymania wysokiego ciśnienia krwi. U pacjentów z nadciśnieniem aktywacja i uszkodzenie śródbłonka prowadzą również do zmian napięcia naczyń, reaktywności naczyń oraz szlaków krzepnięcia i fibrynolizy . Zmiany funkcji śródbłonka są wiarygodnym wskaźnikiem uszkodzenia narządu docelowego i miażdżycy oraz rokowania.
Dowody sugerują, że stres oksydacyjny zmienia wiele funkcji śródbłonka , w tym modulację napięcia naczynioruchowego . Wydaje się, że w stanach takich jak nadciśnienie zachodzi inaktywacja tlenku azotu ( NO ) przez ponadtlenek i inne reaktywne formy tlenu ( ROS ) . Zazwyczaj tlenek azotu jest ważnym regulatorem i mediatorem wielu procesów w nerwowego , odpornościowego i układu sercowo-naczyniowego , w tym mięśni gładkich relaksacji co prowadzi do rozszerzenia naczyń krwionośnych w tętnicy i wzrostu przepływu krwi , supresor migrację i proliferację naczyniowych komórek mięśni gładkich. Sugerowano, że angiotensyna II wzmaga tworzenie nadtlenku utleniacza w stężeniach, które minimalnie wpływają na ciśnienie krwi.
Endotelina jest silnym wazoaktywnym peptydem wytwarzanym przez komórki śródbłonka, który ma zarówno właściwości zwężające, jak i rozszerzające naczynia. Poziomy krążącej endoteliny są podwyższone u niektórych pacjentów z nadciśnieniem, zwłaszcza Afroamerykanów i osób z nadciśnieniem.
Hipoteza dotycząca stosunku sodu do potasu w nadciśnieniu pierwotnym
Artykuł przeglądowy z 2007 r. stwierdza, że chociaż nadmierne spożycie sodu od dawna uważano za przyczyniające się do ryzyka nadciśnienia, „potas, główny kation wewnątrzkomórkowy, był zwykle postrzegany jako czynnik drugorzędny w patogenezie nadciśnienia. Jednak liczne dowody wskazują, że niedobór potasu odgrywa kluczową rolę w nadciśnieniu i jego następstwach sercowo-naczyniowych”. Autorzy stwierdzają, że współczesna, zachodnia dieta o wysokiej zawartości sodu i niskiej zawartości potasu powoduje 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, które pokazują, że suplementacja potasem skutecznie zmniejsza nadciśnienie.
Epidemiologiczne potwierdzenie tej hipotezy można znaleźć w metaanalizie z 2014 roku, która stwierdza, że „stosunek sodu do potasu wydaje się być silniej związany z wynikami ciśnienia krwi niż sam sód lub potas w populacjach dorosłych z nadciśnieniem”.