Mécanisme
Les altérations de la résistance vasculaire systémique et du débit cardiaque sont responsables des changements de la PAM.
La variable la plus influente dans la détermination de la résistance vasculaire systémique est le rayon des vaisseaux sanguins eux-mêmes. Le rayon de ces vaisseaux est influencé à la fois par des médiateurs locaux et par le système nerveux autonome. Les cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins produisent et répondent à des substances vasoactives pour dilater ou resserrer les vaisseaux en fonction des besoins de l’organisme.
Lorsque la PAM est élevée, les forces de cisaillement sur les parois des vaisseaux induisent la synthèse d’oxyde nitrique (NO) dans les cellules endothéliales. Le NO diffuse dans les cellules musculaires lisses vasculaires où il active la guanylyl cyclase et entraîne la déphosphorylation du GTP en GMPc. Le GMPc agit comme un second messager à l’intérieur de la cellule, entraînant finalement la relaxation des muscles lisses et la dilatation du vaisseau. D’autres composés vasodilatateurs produits localement sont la bradykinine et les différentes prostaglandines, qui agissent par des mécanismes similaires pour entraîner la relaxation du muscle lisse vasculaire.
L’endothéline est un composé vasoactif local qui a les effets opposés du NO sur le muscle lisse vasculaire. Une réduction de la PAM déclenche la production d’endothéline au sein des cellules endothéliales. L’endothéline diffuse ensuite dans les cellules du muscle lisse vasculaire pour se lier au récepteur ET-1, un récepteur couplé à Gq, ce qui entraîne la formation d’IP3 et la libération de calcium par le réticulum sarcoplasmique, ce qui conduit à la contraction du muscle lisse et à la constriction du vaisseau.
Le système nerveux autonome joue également un rôle essentiel dans la régulation de la PAM via le réflexe barorécepteur. Les barorécepteurs artériels présents dans le sinus carotidien et la crosse aortique agissent par le biais d’un système de rétroaction négative pour maintenir la PAM dans la plage idéale. Les barorécepteurs communiquent avec le noyau tractus solitarius dans la moelle du tronc cérébral par l’intermédiaire du nerf glossopharyngien (nerf crânien IX) dans le sinus carotidien et du nerf vague (nerf crânien X) dans la voûte aortique. Le noyau tractus solitarius détermine le tonus sympathique ou parasympathique pour augmenter ou diminuer la PAM en fonction des besoins de l’organisme.
Lorsque la PAM est élevée, augmentant la stimulation des barorécepteurs, le noyau tractus solitarius diminue la production sympathique et augmente la production parasympathique. L’augmentation du tonus parasympathique va diminuer la chronotropie et la dromotropie myocardiques, avec des effets moins prononcés sur l’inotropie et la lusitropie, via l’effet de l’acétylcholine sur les récepteurs muscariniques M2 du myocarde. Les récepteurs M2 sont couplés à la protéine Gi, ce qui inhibe l’adénylate cyclase et entraîne une diminution des niveaux d’AMPc dans la cellule. Il en résulte une diminution du débit cardiaque et une diminution subséquente de la PAM.
A l’inverse, lorsque la PAM diminue, le tir des barorécepteurs diminue et le noyau tractus solitarius agit pour réduire le tonus parasympathique et augmenter le tonus sympathique. L’augmentation du tonus sympathique va augmenter la chronotropie, la dromotropie, l’inotropie et la lusitropie du myocarde via l’effet de l’épinéphrine et de la norépinéphrine sur les récepteurs adrénergiques bêta1 du myocarde. Les récepteurs bêta1 sont couplés au Gs, activant l’adénylate cyclase et provoquant une augmentation des niveaux d’AMP dans la cellule. En outre, l’épinéphrine et la norépinéphrine agissent sur les cellules musculaires lisses vasculaires par l’intermédiaire des récepteurs adrénergiques alpha1 pour induire une vasoconstriction des artères et des veines. Les récepteurs alpha1 sont couplés à Gq et agissent selon le même mécanisme que le récepteur ET-1 mentionné ci-dessus. La combinaison de ces événements augmente à la fois le débit cardiaque et la résistance vasculaire systémique, ce qui augmente effectivement la PAM.
Une augmentation du tonus sympathique se produit également pendant l’exercice, une hémorragie grave et en période de stress psychologique.
Le système rénal contribue à maintenir la PAM principalement par la régulation du volume plasmatique, qui affecte directement le débit cardiaque. Une baisse de la perfusion rénale déclenche la libération de rénine, lançant la cascade rénine-angiotensine-aldostérone. L’aldostérone agit sur les tubules rénaux convolutés distaux pour augmenter la réabsorption du sodium et donc la réabsorption de l’eau et le volume plasmatique. L’angiotensine II agit sur le système vasculaire via le récepteur AT1 pour induire une contraction des muscles lisses, ce qui entraîne une vasoconstriction. Le récepteur AT1 est couplé à Gq et fonctionne selon le même mécanisme que les récepteurs ET-1 et alpha1 mentionnés ci-dessus. Ensemble, ces changements vont augmenter à la fois le débit cardiaque et la résistance vasculaire systémique pour augmenter la PAM.