Vasodilatatie is het resultaat van ontspanning in de gladde spieren rond de bloedvaten. Deze ontspanning berust op haar beurt op het wegnemen van de prikkel tot contractie, die afhankelijk is van intracellulaire calciumionconcentraties en nauw verbonden is met de fosforylering van de lichte keten van het contractiele eiwit myosine. Vasodilatatie werkt dus hoofdzakelijk ofwel door verlaging van de intracellulaire calciumconcentratie of door defosforylering (waarbij ATP werkelijk wordt vervangen door ADP) van myosine. De defosforylering door myosine licht-keten fosfatase en de inductie van calcium symporters en antiporters die calciumionen uit het intracellulaire compartiment pompen, dragen beide bij tot de relaxatie van gladde spiercellen en dus tot vaatverwijding. Dit wordt bereikt door heropname van ionen in het sarcoplasmatisch reticulum via uitwisselaars en uitdrijving via het plasmamembraan. Er zijn drie belangrijke intracellulaire stimuli die tot vasodilatatie van de bloedvaten kunnen leiden. De specifieke mechanismen om deze effecten te bereiken variëren van vasodilator tot vasodilator.
| Class | Description | Example |
|---|---|---|
| Hyperpolarisatie-gemedieerd (calciumkanaalblokker) | Verschuivingen in de rustmembraanpotentiaal van de cel beïnvloeden het niveau van intracellulair calcium via modulatie van spanningsgevoelige calciumkanalen in het plasmamembraan. | adenosine |
| cAMP-gemedieerd | Adrenerge stimulatie leidt tot verhoogde niveaus van cAMP en proteïne kinase A, waardoor de calciumverwijdering uit het cytoplasma toeneemt. | prostacycline |
| cGMP-gemedieerd (Nitrovasodilator) | Door stimulatie van proteïnekinase G. | nitric oxide |
PDE5-remmers en kaliumkanaal-openers kunnen ook soortgelijke resultaten hebben.
Bestanddelen die de bovengenoemde mechanismen bemiddelen, kunnen worden gegroepeerd in endogene en exogene.
Endogeen
| Vasodilatoren | Receptor ( = opent. ↓ = sluit) Op vasculaire gladde spiercellen indien niet anders gespecificeerd |
Transductie ( = verhoogt. ↓ = verlaagt) |
|---|---|---|
| EDHF | ? | hyperpolarisatie → ↓VDCC → ↓intracellulair Ca2+ |
PKG-activiteit →
|
||
| ↓endothelinesynthese | ||
| epinefrine (adrenaline) | β-2 adrenerge receptor | Gs activiteit → AC activiteit → cAMP → PKA activiteit → fosforylering van MLCK → ↓MLCK activiteit → defosforylering van MLC |
| histamine | histamine H2-receptor | |
| prostacycline | IP-receptor | |
| prostaglandine D2 | DP-receptor | |
| prostaglandine E2 | EP-receptor | |
| VIP | VIP-receptor | Gs activiteit → AC-activiteit → cAMP → PKA-activiteit →
|
| A1, A2a en A2b adenosinereceptoren | ATP-gevoelig K+ kanaal → hyperpolarisatie → sluiten VDCC → ↓intracellulair Ca2+ | |
|
P2Y-receptor | activeren Gq → PLC-activiteit → intracellulair Ca2+ → NOS-activiteit → NO → (zie stikstofmonoxide) | L-arginine | imidazoline en α-2 receptor? | Gi → ↓cAMP → activering van Na+/K+-ATPase → ↓intracellulair Na+ → Na+/Ca2+ wisselaar activiteit → ↓intracellulair Ca2+ |
| bradykinine | bradykinine receptor | |
| substance P | ||
| niacine (alleen als nicotinezuur) | ||
| plaatjes-activerende factor (PAF) | ||
| – | ↓interstitiële pH → ? | |
| interstitieel melkzuur (waarschijnlijk) | – | |
| musculaire arbeid | – |
|
|
verschillende receptoren op endotheel | ↓endothelinesynthese |
De vaatverwijdende werking van activering van beta-2-receptoren (zoals door adrenaline) lijkt endotheelonafhankelijk te zijn.
Sympatisch zenuwstelsel vasodilatatieEdit
Hoewel erkend wordt dat het sympathisch zenuwstelsel een onmisbare rol speelt bij vasodilatatie, is het slechts één van de mechanismen waarmee vasodilatatie tot stand kan worden gebracht. Het ruggenmerg heeft zowel vasodilatatie- als vasoconstrictiezenuwen. De neuronen die de vasodilatatie controleren, hebben hun oorsprong in de hypothalamus. Een deel van de sympathische stimulatie van arteriolen in skeletspieren wordt gemedieerd door epinefrine die inwerkt op β-adrenerge receptoren van arteriolaire gladde spieren, hetgeen gemedieerd zou worden door cAMP-wegen, zoals hierboven besproken. Er is echter aangetoond dat het uitschakelen van deze sympathische stimulatie weinig of geen rol speelt bij de vraag of skeletspieren in staat zijn om voldoende zuurstof te ontvangen, zelfs bij hoge inspanningsniveaus, zodat wordt aangenomen dat deze specifieke methode van vasodilatatie van weinig belang is voor de menselijke fysiologie.
In geval van emotionele nood kan dit systeem worden geactiveerd, wat kan leiden tot flauwvallen door verlaagde bloeddruk als gevolg van vasodilatatie, wat vasovagale syncope wordt genoemd.
Koude-geïnduceerde vasodilatatieEdit
Koude-geïnduceerde vasodilatatie (CIVD) treedt op na blootstelling aan koude, mogelijk om het risico op letsel te verminderen. Het kan op verschillende plaatsen in het menselijk lichaam optreden, maar wordt het vaakst waargenomen in de extremiteiten. Vooral de vingers komen voor, omdat deze het vaakst worden blootgesteld.
Wanneer de vingers aan koude worden blootgesteld, treedt eerst vasoconstrictie op om het warmteverlies te beperken, wat resulteert in een sterke afkoeling van de vingers. Ongeveer vijf tot tien minuten na het begin van de koude blootstelling van de hand, zullen de bloedvaten in de vingertoppen plotseling vaatverwijden. Dit wordt waarschijnlijk veroorzaakt door een plotselinge afname van de afgifte van neurotransmitters door de sympathische zenuwen aan de spiermantel van de arterioveneuze anastomosen als gevolg van de plaatselijke koude. Het CIVD verhoogt de bloedstroom en vervolgens de temperatuur van de vingers. Dit kan pijnlijk zijn en staat soms bekend als de ‘hete pijnen’, die pijnlijk genoeg kunnen zijn om tot braken aan te zetten.
Een nieuwe fase van vasoconstrictie volgt op de vasodilatatie, waarna het proces zich herhaalt. Dit wordt de Hunting-reactie genoemd. Experimenten hebben aangetoond dat drie andere vasculaire reacties op onderdompeling van de vinger in koud water mogelijk zijn: een continue toestand van vasoconstrictie; langzame, gestage en continue opwarming; en een proportionele controlevorm waarbij de bloedvatdiameter constant blijft na een initiële fase van vasoconstrictie. De overgrote meerderheid van de reacties kan echter worden geclassificeerd als de Jag-reactie.
Andere mechanismen van vasodilatatieEdit
Andere gesuggereerde vasodilatoren of vasodilaterende factoren zijn onder meer:
- afwezigheid van veel omgevingsgeluid
- afwezigheid van veel verlichting
- adenosine – adenosine-agonist, vooral gebruikt als anti-aritmicum
- alfa-blokkers (blokkeren het vaatvernauwende effect van adrenaline)
- amylnitriet en andere nitrieten worden vaak recreatief gebruikt als vaatverwijdend middel, en veroorzaken een licht gevoel in het hoofd en een euforisch gevoel
- atriaal natriuretisch peptide (ANP) – een zwakke vaatverwijder
- capsaïcine (chili)
- ethanol (alcohol)
- histamine-inducerende stoffen
- Complementeiwitten C3a, C4a en C5a werken door het vrijkomen van histamine uit mestcellen en basofiele granulocyten op te wekken.
- stikstofmonoxide-inductoren
- l-arginine (een belangrijk aminozuur)
- glyceryltrinitraat (algemeen bekend als nitroglycerine)
- isosorbidemononitraat en isosorbidedinitraat
- pentaerythritoltetranitraat (PETN)
- natriumnitroprusside
- PDE5-remmers: deze middelen verhogen indirect de werking van stikstofmonoxide
- sildenafil (Viagra)
- tadalafil (Cialis)
- vardenafil (Levitra)
tetrahydrocannabinol (THC)
- theobromine
- minoxidil
- papaverine een alkaloïde die voorkomt in de opiumpapaver papaver somniferum
- oestrogeen
- apigenine: In kleine mesenteriale slagaders van ratten werkt apigenine in op TRPV4 in endotheelcellen om EDHF-gemedieerde vasculaire dilatatie te induceren (Br J Pharmacol 2011 Nov 3)
Therapeutisch gebruikEdit
Vasodilatoren worden gebruikt om aandoeningen zoals hypertensie te behandelen, waarbij de patiënt een abnormaal hoge bloeddruk heeft, evenals angina, congestief hartfalen en erectiestoornissen, en waarbij het handhaven van een lagere bloeddruk het risico van de patiënt op het ontwikkelen van andere hartproblemen vermindert.Blozen kan een fysiologische reactie zijn op vasodilatatoren. Sommige fosfodiësteraseremmers, zoals sildenafil, vardenafil en tadalafil, werken om de bloedstroom in de penis te verhogen door middel van vaatverwijding. Ze kunnen ook worden gebruikt om pulmonale arteriële hypertensie (PAH) te behandelen.
Antihypertensiva die werken door de bloedvaten te openenEdit
Deze geneesmiddelen kunnen ervoor zorgen dat de bloedvaten open blijven of helpen voorkomen dat de bloedvaten vernauwen.
- Angiotensine II-receptorblokkers
- ACE-remmers
- Calciumkanaalblokkers
Geneesmiddelen die lijken te werken door de α2A-receptoren in de hersenen te activeren en zo de activiteit van het sympathische zenuwstelsel te verminderen.
- methyldopa
Volgens de American Heart Association kan alfa-methyldopa orthostatische syncope veroorzaken omdat het een groter bloeddrukverlagend effect heeft als men rechtop staat, wat kan leiden tot een zwak gevoel of flauwvallen als de bloeddruk te ver is verlaagd. De belangrijkste bijwerkingen van methyldopa zijn slaperigheid of sloomheid, droogheid van de mond, koorts of bloedarmoede. Bovendien kunnen mannelijke patiënten last krijgen van impotentie.
- clonidinehydrochloride
- guanabenzacetaat
- guanfacinehydrochloride
Clonidine, guanabenz of guanfacine kunnen aanleiding geven tot ernstige droogheid van de mond, constipatie of sufheid. Abrupt stoppen met innemen kan de bloeddruk snel doen stijgen tot gevaarlijk hoge niveaus. Het ontspant de spieren in de wanden van de bloedvaten (vooral de arteriolen) direct, waardoor het bloedvat zich kan verwijden (verwijden).
- hydralazine
- minoxidil
Hydralazine kan hoofdpijn, zwelling rond de ogen, hartkloppingen of pijn in de gewrichten veroorzaken. In een klinische setting wordt hydralazine meestal niet alleen gebruikt. Minoxidil is een krachtige directe vasodilatator die alleen wordt gebruikt bij resistente hoge bloeddruk of wanneer er sprake is van nierfalen. Opvallende bijwerkingen zijn vochtretentie (duidelijke gewichtstoename) en overmatige haargroei.