Die Aorten- und Karotiskörper enthalten auch Chemorezeptoren, die auf Verminderungen des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks (PaO2) und Erhöhungen des arteriellen Kohlendioxidpartialdrucks (PaCO2) reagieren. Die afferenten Bahnen befinden sich in denselben Nerven wie die benachbarten Barorezeptoren. Ihre primäre Funktion ist die Erhöhung des Atemminutenvolumens, als sekundärer Effekt tritt eine sympathische Vasokonstriktion auf.
Extrinsisch: Extrinsische Einflüsse spielen bei der Kreislaufregulation eine geringere und weniger konsistente Rolle. Dennoch gewinnen sie bei Stresszuständen wie Schmerz, Ischämie des Zentralnervensystems (ZNS) und dem Cushing-Reflex an Bedeutung.
Schmerz kann unterschiedliche Reaktionen hervorrufen. Leichte bis mittelschwere Schmerzen können eine Tachykardie und einen Anstieg des arteriellen Blutdrucks hervorrufen, der durch den somatosympathischen Reflex vermittelt wird. Starke Schmerzen hingegen können Bradykardie, Hypotonie und Schocksymptome hervorrufen. Die ischämische Reaktion des ZNS tritt auf, wenn eine schwere Hypotonie (mittlerer Blutdruck
Humorale Kontrolle
Catecholamine
Das Nebennierenmark ist insofern einzigartig, als die Drüse durch präganglionäre SNS-Fasern innerviert wird, die direkt aus dem Rückenmark stammen. Das Nebennierenmark sezerniert Adrenalin und NA als Reaktion auf Stimulation und wirkt als Hormone, indem es in den Blutkreislauf gelangt und Fernwirkungen auf Zielorgane ausübt. Dabei ist die Aktivität im Vergleich zur NA-Freisetzung als Neurotransmitter verlängert.
Renin-Angiotensin-Aldosteron (RAA)-System
Das RAA-System spielt bei Gesundheit keine große Rolle, hat aber eine erhöhte Relevanz bei der Aufrechterhaltung des Blutdrucks in Zeiten von Hypovolämie oder eingeschränktem Herzzeitvolumen, wenn die Nierenperfusion beeinträchtigt ist .
Das Enzym Renin initiiert die Kaskade und wird von juxtaglomerulären Zellen sezerniert, bei denen es sich um modifizierte VSMCs handelt, die sich in der Media der afferenten Arteriole unmittelbar proximal des Glomerulus befinden. Die Sekretion von Renin erfolgt primär sekundär bei renaler Hypoperfusion, aber auch über die SNS-Aktivierung von β1-adrenergen Rezeptoren. Renin spaltet das in der Leber synthetisierte Angiotensinogen zu Angiotensin I. Dieses ist physiologisch inaktiv, wird aber schnell durch das Angiotensin-konvertierende Enzym (ACE), das in hohen Konzentrationen im pulmonalen Gefäßendothel gefunden wird, zu Angiotensin II hydrolysiert. Angiotensin II vermittelt direkt eine arterioläre Vasokonstriktion in den meisten Gefäßbetten, die den TPR und den Blutdruck erhöht. Es stimuliert auch die Übertragung im SNS. Zusätzlich stimuliert es die Zona glomerulosa der Nebennierenrinde zur Synthese und Sekretion von Aldosteron, das auf den Natrium-Kalium-Austauscher im distalen Sammeltubulus und im Sammelkanal der Nephrone wirkt und eine Natrium- und Wasserretention bewirkt. Dies führt zu einem Anstieg des Kreislaufvolumens.
Angiotensin II aktiviert auch die Sekretion von antidiuretischem Hormon (ADH), auch bekannt als Vasopressin. Dieses Peptid wird im Hirnstamm synthetisiert und zur Speicherung in den Hypophysenhinterlappen transportiert.
Neben Angiotensin II wird die Sekretion auch durch eine erhöhte Plasmaosmolalität (detektiert durch Rezeptoren im Hypothalamus) und ein verringertes Plasmavolumen (detektiert durch Rezeptoren in den Vorhöfen) ausgelöst. ADH induziert die Translokation von Aquaporin-2-Kanälen in den Sammelkanälen, um die Permeabilität für freies Wasser und die Resorption zu erhöhen (Antidiurese). ADH hat auch direkte vasokonstriktorische Effekte, die generalisiert sind und die meisten regionalen Kreisläufe betreffen.
Angiotensin II wird durch Aminopeptidasen zu Angiotensin III metabolisiert. Dieses ist ein weniger potenter Vasokonstriktor, hat aber eine vergleichbare Aktivität bei der Stimulation der Aldosteronsekretion.
Stickoxid (NO)
NO gilt als einer der wichtigsten Mediatoren der Gefäßgesundheit. Es kann von einer der drei Isoformen der Stickstoffmonoxid-Synthase (NOS) synthetisiert werden: endothelial (eNOS), neuronal (nNOS) und makrophage/induzierbar (iNOS) . Bei allen dreien hängt die NO-Synthese von der Bindung der eNOS an das Calcium-regulierende Protein Calmodulin ab. Es ist die konstitutiv aktive eNOS, die an der Produktion von NO im vaskulären Endothel beteiligt ist. Die Aminosäure L-Arginin ist das Hauptsubstrat für die Synthese, wobei mehrere Co-Faktoren zur Produktion von NO und L-Citrullin als Nebenprodukt benötigt werden. Nach der Synthese diffundiert NO durch die Zellmembran der Endothelzellen und gelangt in die VSMCs, wo eine Aktivierung der Guanylatzyklase stattfindet. Diese katalysiert die Umwandlung von GTP in cGMP, das ein wichtiger sekundärer Botenstoff ist und mehrere biologische Ziele vermittelt, die in die Gefäßfunktion involviert sind.
Die Expression von eNOS kann durch verschiedene Stimuli wie Insulin, Scherstress und vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) reguliert werden. Es gibt eine kontinuierliche, basale Synthese von NO, um VSMCs zu entspannen und den vasodilatatorischen Tonus in den Gefäßen aufrechtzuerhalten, wobei die meisten seiner Effekte im arteriellen und nicht im venösen System ausgeübt werden. Pharmakologische Wirkstoffe wie Glyceryltrinitrat (GTN) und Natriumnitroprussid (SNP) üben ihre Wirkung über cGMP-abhängige Mechanismen nach Umwandlung in NO aus. In der Tat könnten die positiven Effekte von ACE-I teilweise mit der Verstärkung der Wirkung von Bradykinin zusammenhängen, das die NO-Freisetzung potenziert. Neben der vasomotorischen Funktion hat NO auch hemmende Effekte auf die Thrombozytenadhäsion und -aggregation, lokale Entzündungsreaktionen und Mitogenese. Daher ist NO in hohem Maße an der Bereitstellung einer anti-atherogenen und anti-thrombotischen Umgebung innerhalb der Vaskulatur beteiligt, um die normale Physiologie zu erhalten.
Atriales natriuretisches Peptid (ANP)
Atriales natriuretisches Peptid (ANP) wird direkt von den Vorhofmyozyten als Reaktion auf die Kammerdehnung und Hormone wie Adrenalin und ADH synthetisiert. Es entspannt direkt die VSMCs und hemmt Renin, so dass es insgesamt eine natriuretische Wirkung zur Senkung des Blutdrucks hat. Es wurden keine direkten inotropen oder chronotropen Effekte dokumentiert.
Lokale Autoregulation
Einige Gefäßbetten haben die Fähigkeit, den Blutfluss lokal zu regulieren, ein Phänomen, das als Autoregulation bezeichnet wird. Dies geschieht vor allem in den Arteriolen des Herzens, der Nieren und des Gehirns, in geringerem Maße auch in der Haut und der Lunge. Dieser negative Rückkopplungsmechanismus hält die Perfusion trotz Änderungen des arteriellen Blutdrucks konstant. In Abwesenheit von Autoregulation besteht eine lineare Beziehung zwischen Druck und Fluss. Durch Vasodilatation und Vasokonstriktion wird trotz Änderungen des Blutdrucks ein konstanter Fluss erreicht. Diese Reaktion ist am größten in Organen mit dem geringsten neurogenen Tonus und ist weitgehend intrinsisch, mit nur marginalem Einfluss von neuralen und humoralen Mediatoren. In klinischen Kontexten, wie z. B. bei maligner Hypertonie, ist eine genaue Bewertung und Regulierung des Blutdrucks von größter Bedeutung, um sicherzustellen, dass die zerebralen autoregulatorischen Mechanismen aufrechterhalten werden, um eine Linearität der Druck-Fluss-Dynamik zu verhindern.