循環系と血圧

血管平滑筋と血圧の制御

難易度３

血圧の制御

　生体の活動の変化に応じて各臓器の必要とする血液量は刻々と変化します。一方脳や心臓のように常に十分な血流を必要としている組織もあります。このような各臓器の要求をみたしながら血圧の恒常性を維持するためさまざまな調節機構があります。秒分単位の時間で作動する短期的調節は主として自律神経系が行っています。中長期的にはレニン−アンジオテンシン系やさまざまな生理活性物質による血管緊張度と体液量の調節が行われています。血管系の局所ではその部位に特有の代謝、生理活性物質、血管に対する物理的刺激など、さまざまな要因による血流の制御が行われています。

血管に対する自律神経系の影響

　全身の細動脈を支配している交感神経は常にある程度の緊張を保っており、その終末からは常にある程度のノルアドレナリンが遊離されています。ノルアドレナリンが平滑筋のアドレナリンα受容体を刺激すると、前述のように（「血管平滑筋細胞へのＣａ２＋の流入」）細胞内のＣａ２＋濃度が上昇して血管は収縮します。交感神経興奮によって多くの血管が収縮するため末梢血管抵抗が増大し、血圧は上昇しますが、血管の部位によって神経支配密度、受容体の数や種類が異なるため反応は微妙に異なっています。例えば、常にある程度の血流を必要とする冠血管や脳血管への交感神経支配はあまり密ではありません。副交感神経系の血管に対する支配は多くないとされていますが、唾液腺、汗腺、膵臓外分泌腺等限られた組織の血管では、アセチルコリンを放出して血管拡張を起こします。

循環反射による制御

　全身の循環状態は中枢および末梢に存在する各種受容器により検知され、その情報が延髄の血管運動中枢 vasomotor center で、より上位の中枢からの情報と併せて処理されます。循環中枢は交感神経、副交感神経の緊張度を調節することで心臓、血管の収縮を調節することにより血圧を制御しています。血圧が急激に変化した場合には循環反射 circulatory reflex という機構が作動し、血圧の恒常性が維持されます。総頚動脈から内頚動脈が分枝した直後の頚動脈洞という部位と、左心室からでた直後に大動脈が大きく湾曲している大動脈弓の部位に圧受容器 baroreceptor が存在します。これらの部位から循環中枢に向かう求心性の神経は動脈血圧が上昇すると興奮し、低下すると興奮を停止します。循環中枢はこの情報を受け取り、血圧変化を打ち消すように自律神経の活動を制御します。血圧が急激に低下した場合、心臓を支配する交感神経を興奮させ、副交感神経の興奮を抑制することにより心拍数および収縮力を増加させ、心拍出量を増大させます。同時に血管収縮性の交感神経を興奮させて末梢血管抵抗を増大させ、その結果血圧は上昇します。このような反応を圧受容体反射 baroreceptor reflex と呼びます。循環反射にはこのほかにも、脳内の血圧が減少した際に交感神経が激しく興奮して血圧が上昇する反応や、大動脈体および頚動脈体という化学受容器により動脈血中の酸素濃度低下が検出されて呼吸が亢進し、心拍出量が増加する化学受容器反射等の調節機序があります。いずれも秒、分の単位の時間内に作動する速い調節機序です。循環反射は血圧の低下を防ぎ、血液循環を維持するために必須の仕組みですが、高血圧症の治療薬を服用した際の副作用としての反射性頻脈とも密接に関連しています。

血管内皮細胞による血管平滑筋の制御

　血管内壁を覆っている内皮細胞 endothelial cell は血管壁保護の役割を担うとともに血管平滑筋の収縮、弛緩を引き起こす様々な物質の産生、遊離を行っています。内皮細胞由来で血管平滑筋を弛緩させる因子は Endothelium Derived Relaxing Factor （ＥＤＲＦ） と呼ばれています。代表的なＥＤＲＦとして一酸化窒素やプロスタサイクリンがあります。逆に収縮させる因子は Endothelium Derived Contracting Factor （ＥＤＣＦ） と呼ばれています。エンドセリンが代表的なものです。内皮由来で血管平滑筋を過分極させる因子、内皮由来過分極因子 Endothelium Derived Hyperpolarizing Factor （ＥＤＨＦ） の存在も想定されています。

レニン−アンジオテンシン系

レニン−アンジオテンシン系
　 レニンおよびアンジオテンシンの生成

　レニンreninは腎の輸入細動脈に近い傍糸球体細胞で合成、貯蔵されているタンパク分解酵素です。交感神経緊張、血圧低下および血中のカリウム濃度の上昇により血中への分泌が促進されます。レニンは血中のアンギオテンシノーゲンを切断してアンジオテンシンＩを産生します。アンジオテンシンＩは肺や血管内皮細胞などに存在するアンジオテンシン変換酵素angiotensin converting enzyme (ACE)により切断され、血中にアンジオテンシンＩＩ angiotensin ＩＩが生成します。これとは別に心臓や腎臓等の組織内にもアンジオテンシンＩをアンジオテンシンＩＩに変換するキマーゼchymaseという酵素が存在します。つまり、血中とは別に組織中にもアンジオテンシンＩＩを産生する経路が存在することになります。

レニン−アンジオテンシン系
　 アンジオテンシンＩＩの作用

　血管収縮作用：血管平滑筋細胞の受容体に結合して収縮を起こし、血圧を上昇させます。

　アルドステロン分泌促進作用：副腎皮質に作用してアルドステロンaldosteroneの分泌を促進します。アルドステロンは腎臓の遠位尿細管に作用してナトリウムや水の再吸収を促進します。従って血液や体液の量が増加し、血圧が上昇します。

　リモデリング促進作用：アンジオテンシンII、特に組織中で産生したものは、繊維芽細胞の増殖など組織のリモデリングを促進すると考えられています

レニン−アンジオテンシン系
　 アンジオテンシンIIの作用を抑制する薬物

　アンジオテンシン系を抑制する薬物は強い血管収縮作用とアルドステロン分泌促進作用があるアンジオテンシンＩＩの働きを阻害することにより血圧を低下させます。

　アンジオテンシン変換酵素阻害薬 angiotensin converting enzyme inhibitor (ACE inhibitor; ACE阻害薬)はアンジオテンシン変換酵素を阻害し、アンジオテンシンＩＩの生合成を阻害します。
→　カプトプリル、エナラプリル、リシノプリル等があります。

　アンジオテンシンＩＩ受容体拮抗薬 angiotensin receptor blocker (ARB)はアンジオテンシンＩＩの受容体への結合を阻害する比較的新しい薬物です。
→　ロサルタン、カンデサルタン、バルサルタン等があります。

これらの薬物は高血圧症の治療や心不全の進行防止、心筋梗塞の予防に用いられます。循環系や代謝に対する副作用が少なく、長期投与により心臓や腎臓に対する保護効果があるとも言われています。

“アンジオテンシン系抑制薬”

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