background image

Lect. 13 
 

 

Regulation (control) of the arterial blood pressure:  

 
Objectives: 

1.  Draw  a  "box  and  arrow"  diagram  illustrating  the  arterial 

baroreceptor reflex.  

2.  Describe the changes in blood pressure while going from lying to 

standing position. 

3.  Draw a diagram illustrating the mechanism that control the arterial 

BP  by  adjusting  the  body  fluids  and  blood  volume  through 
modifying the excretion of water and salt by the kidneys.  

 
Whenever  the  arterial  BP  is  altered,  the  following  3  mechanisms 
respectively restore it to the normal level. 

  Short-term mechanisms.  

  Intermediate-term mechanisms. 

  Long-term mechanisms. 

 

 

Short-term mechanisms 

These  are  potent  mechanisms,  they  act  within  a  few  seconds  after 
alteration  of  the  BP  and  their  action  lasts  for  several  hours.  They  are 


background image

mostly nervous reflexes that adjust the vascular capacity and resistance as 
well as the cardiac pump.  
(1) Arterial baroreceptor reflex:  

It is a neural reflex that maintains normal arterial pressure. This reflex 
is initiated by stretch receptors, which are located in the carotid sinus 
and aortic arch.  
Signals  from  the  carotid  arteries  are  transmitted  through  the 
glossopharyngeal  nerves  while  signals  from  the  aortic  arch  are 
transmitted  through  the  vagus  nerves  into;  the  medullary 
cardiovascular centers. They are stretch receptors that discharge when 
the arterial BP increases, in which case they discharge signals leading 
to stimulation  of  the  CIC  (resulting  in  reflex  bradycardia)  and  VDC 
(resulting  in  generalized  vasodilation)  and  inhibition  of  the  VCC. 
Therefore, an increase in the arterial pressure increased the discharge 
rate  of  the  baroreceptors,  which  reflexly  decreases  the  arterial 
pressure  because  of  both  a  decrease  in  peripheral  resistance 
(vasodilation) and a decrease in cardiac output (CO).  
In  other  word,  when  the  arterial  pressure  decreases  e.g.  on  sudden 
standing  after  prolonged  recumbency  or  in  case  of  hemorrhage,  the 
discharge  rate  of  the  barorecrptors  to  the  medullary  cardiovascular 
center is decreased. This induces: 

  Increased  heart  rate  because  of  increased  sympathetic  and 

decreased parasympathetic activities to the heart. 

  Increased 

ventricular 

contractility 

because 

of 

increased 

sympathetic activity to the ventricular myocardium. 

  Vasoconstriction  (arteriolar  and  venous)  because  of  increased 

sympathetic activity to the arterioles and veins.  

The net result is an increased cardiac output (increased heart rate and 
stroke  volume),  increased  total  peripheral  resistance  (arteriolar 
constriction), and            a return of blood pressure toward normal. 
 

 


background image

 

 


background image

 

Figure: Baroreceptor reflex that help to maintain an adequate blood 

pressure upon standing (- ve feedback control of BP). 

 
(2) Arterial chemoreflexes:  

The  receptors  of  these  reflexes  are  located  in  the  carotid  and  aortic 
bodies, and they are stimulated when the arterial BP is reduced below 
60  mmHg  (mainly  as  a  result  of  local  ischemia  and  hypoxia),  in 
which case they discharge signals leading to stimulation of the VCC 
and  inhibition  of  the  CIC  and  VDC.  This  causes  elevation  of  the 
arterial BP by increasing:  

  The cardiac pumping power and CO (by the resulting tachycardia).  

  The  peripheral  resistance  (by  the  generalized  Vasoconstriction 

(VC)).  

  Catecholamine secretion from the adrenal medullae.  

 (3) Release of adrenal medullary catecholamines: 
      Hypotension  stimulates  the  release  of  adrenaline  and  noradrenaline 

from the adrenal medulla. Adrenaline improves the cardiac pumping 
by  stimulating  the  myocardial  contractility  and  rhythmicity.  In  high 


background image

doses, adrenaline produces general vasoconstriction and increase the 
peripheral resistance. Noradrenaline is  a strong vasoconstrictor. The 
two  catecholamines  act  to  raise  a  low  blood  pressure  back  toward 
normal.  

(4) The CNS ischemic response:  

In  cases  of  reduction  of  the  arterial  BP  below  60  mmHg,  brain 
ischemia  occurs.  The  resulting  local  hypoxia  (and  to  a  little  extent 
also  hypercapnia  and  acidosis)  stimulate  the  VCC,  resulting  in 
generalized  VC  which  elevates  the  arterial  BP  and  maintains  the 
cerebral blood flow.     

(5) The abdominal compression reflex:  

Whenever the VCC is stimulated the medullary reticular formation is 
simultaneously  excited  and  sends  signals  in  the  somatic  nerves  to 
skeletal  muscles,  specially  the  abdominal  muscles,  leading  to  an 
increase  of  their  tone.  This  is  an  important  mechanism  to  raise  the 
arterial  BP  since  it  increases  the  intraabdominal  pressure,  which 
compresses the abdominal veins resulting in an increase of the venous 
return and consequently, the CO (which helps elevation of the arterial 
BP). 

Intermediate-term mechanisms 

These  mechanisms  control  the  arterial  BP  by  adjusting  the  vascular 
capacity  and  resistance  as  well  as  the  blood  volume.  They  act  within  a 
few  minutes  after  alteration  of  the  BP  and  their  action  lasts  for  several 
days. During this time, the nervous, rapid short-term mechanisms usually 
fatigue and become less effective. They include the following: 
(1) Capillary fluid shift mechanism:  

This mechanism occurs especially when the arterial BP is altered as a 
result  of  changes  in  the  blood  volume.  An  increase  in  the  blood 
volume  increases  the  capillary  hydrostatic  pressure,  and  this  helps 
fluid  filtration  into  the  tissue  spaces,  thus  the  blood  volume  is 
decreased  leading  to  reduction  of  the  arterial  BP  toward  the  normal 
level.  

(2) Stress relaxation mechanism:  

A  rise  of  the  arterial  BP  stretches  the  arteries  and  increases  the 
tension in their walls. However, after sometime (varying from a few 
minutes to a few hours) the arteries relax and the tension in their walls 
decreases. This is called stress relaxation of the arteries, and it helps 
lowering of the arterial BP.  

(3) Renin-angiotensin vasoconstriction mechanism:  

A  fall  of  the  arterial  BP  leads  to  renal  ischemia.  This  stimulates 
secretion of a hormone called renin from the juxtaglomerular cells of 
the kidney, which acts on a plasma ά

2

 globulin called angiotensinogen 

(a  polypeptide  synthesized  by  the  liver)  forming  angiotensin  I.  An 


background image

enzyme  called  ACE  (angiotensin-converting      enzyme)      converts   
angiotensin 1   into angiotensin II (especially in the lungs), which has 
a potent vasoconstrictor effect that helps elevation of the arterial BP 

(4) Right atrial mechanism:  

This  occurs  especially  when  the  arterial  BP  is  altered  as  a  result  of 
changes  in  the  blood  volume.  An  increase  in  the  blood  volume 
stimulates  the  volume  receptors  in  the  right  atrium  resulting  in  the 
following effects: 

  Generalized  VD  (which  decreases  the  peripheral  resistance  and 

increases 
the  venous  capacity)  including  VD  of  the  afferent  renal  arterioles 
(which 
increases the  glomerular  filtration, leading to  more  water  and  salt 
excretion). 

  Reflex inhibition of secretion of the antidiuretic hormone (ADH). 

This 

helps 

water excretion by the kidney.  

  The secretion of ANP (atrial natriuretic peptide), this also helps salt 

and water excretion by the kidney. All these effects help lowering 
of  the  arterial  BP,  and  opposite  effects  (elevation  of  BP)  occur 
when the blood volume is decreased. 

Long-term mechanisms 

These  mechanisms  control  the  arterial  BP  by  adjusting  the  body  fluids 
and blood volume through modifying the excretion of water and salt by 
the  kidneys.  This  occurs  by  variations  in:  (a)  Glomerular  filtration.  (b) 
Secretion of the aldosterone hormone. 
A  fall  of  the  arterial  BP  reduces  glomerular  filtration,  so  the  renal 
excretion  of  water  and  salt  is  decreased.  At  the  same  time,  renin  is 
secreted and angiotensin II is formed, which in addition to producing VC, 
it  also  stimulates  aldosterone  secretion  from  the  adrenal  cortex,  which 
increases Na

+

 reabsorption in the renal tubules. These effects increase the 

body  fluids  and  blood  volume,  which  elevates  the  arterial  BP  to  the 
normal  level.  On  the  other  hand,  a  rise  of  the  arterial  BP  increases 
glomerular  filtration,  producing  pressure  diuresis  which  leads  to 
excessive  loss  of  water  and  salt  in  the  urine.  At  the  same  time,  renin 
secretion  is  inhibited  and  angiotensin  II  is  not  formed,  thus  aldosterone 
secretion is inhibited, leading to loss of Na

+

 and water in the urine. These 

effects reduce the arterial BP to the normal level. 


background image

 

Figure: The renin-angiotensin-aldosterone system. 

Importance of Salt (NaCl) in the Arterial blood Pressure Regulation: 
An  increase  in  salt  intake  is  more  likely  to  elevate  the  arterial  pressure 
than is an increase in water intake. The reason for this is that pure water is 
normally excreted by the kidneys almost as rapidly as it is ingested, but 
salt  is  not  excreted  so  easily.  When  the  salt  accumulates  in  the  body,  it 
increases the extracellular fluid volume for two basic reasons: 
1.  When  there  is  excess  salt  in  the  extracellular  fluid,  the  osmolality  of 

the fluid  increases, and  this in  turn  stimulates the  thirst center  in  the 
brain,  making  the  person  drink  extra  amounts  of  water  to  return  the 
extracellular  salt  concentration  to  normal.  This  increases  the 
extracellular fluid volume. 

2. The increase in osmolality caused by the excess salt in the extracellular 

fluid  also  stimulates  the  hypothalamic-posterior  pituitary  gland 
secretory  mechanism  to  secrete  increased  quantities  of  antidiuretic 
hormone  (ADH)
.  ADH  then  causes  the  kidneys  to  reabsorb  greatly 
increased  quantities  of  water  from  the  renal  tubular  fluid,  thereby 
diminishing  the  excreted  volume  of  urine  but  increasing  the 
extracellular  fluid  volume.  Thus,  for  these  important  reasons,  the 


background image

amount of salt that accumulates in the body is the main determinant of 
the  extracellular  fluid  volume.  Because  only  small  increases  in 
extracellular  fluid  and  blood  volume  can  often  increase  the  arterial 
pressure greatly, accumulation of even a small amount of extra salt in 
the body can lead to considerable elevation of arterial pressure. 

 

 

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
>>>>>>> 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 12 عضواً و 170 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل