Déterminants des niveaux de pression artérielle
L’hypertension est un trouble de la régulation de la pression artérielle systémique, qui est elle-même réglée et régulée par plusieurs systèmes d’organes.
La pression artérielle provient de l’action de pompage du ventricule gauche du cœur; par conséquent, le niveau de pression artérielle en tout point du compartiment vasculaire artériel se reflète sur le fonctionnement du ventricule gauche. Lors de chaque contraction du ventricule gauche, la pression systémique la plus élevée générée dans les artères est appelée pression systolique. Lorsque la valve cardiaque contrôlant l’écoulement du ventricule gauche se ferme et que le ventricule gauche se détend (entre les battements), la pression artérielle chute lorsque le sang artériel sort rapidement du compartiment artériel dans les capillaires. La vitesse de chute de pression est contrôlée par les artérioles terminales et par l’énergie renvoyée au sang avec relaxation des parois des grandes artères du conduit, processus appelé effet windkessel et lié directement à l’élasticité (dite compliance) des artères du conduit. Le processus windkessel ressemble beaucoup à l’élastique étiré d’une fronde qui rebondit et exerce une force sur l’objet propulsé. Le niveau de pression artérielle systémique le plus bas est atteint juste avant la contraction suivante et est appelé pression diastolique. Ainsi, la pression systolique reflète l’action du cœur, la résistance à la sortie du compartiment artériel et l’effet windkessel, tandis que la pression diastolique est définie par la vitesse de sortie (résistance définie par les artérioles) et le temps entre les contractions (intervalle « interbeat” ou fréquence cardiaque). À résistance artériole constante, l’augmentation de la fréquence cardiaque peut augmenter la pression diastolique apparente. La pression diastolique suit également la pression systolique étant donné qu’une augmentation de la pression systolique définit un point de départ plus élevé à partir duquel la pression artérielle peut descendre entre les contractions. La différence de pression entre la pression systolique et la pression diastolique est appelée pression pulsée. La pression du pouls suppose un plus grand intérêt pour la recherche en tant que contributeur potentiel au développement de l’hypertension systémique et des dommages à la paroi artérielle menant à l’athérosclérose.
Les niveaux de pression systolique et diastolique ne sont pas constants dans le temps mais varient de manière continue, rythme par rythme, même pendant le repos et le sommeil. La pression artérielle dépend de nombreux facteurs, notamment l’âge, le sexe, le poids corporel, le niveau de conditionnement physique, l’activité physique actuelle et les comportements de toutes sortes (p. ex., manger, boire). Bien sûr, la pression artérielle est également influencée par de nombreux médicaments, y compris les médicaments sur ordonnance, les médicaments en vente libre et les drogues d’abus. La pression artérielle systémique humaine est généralement mesurée à l’aide d’un dispositif occlusif (brassard) placé sur l’un ou les deux bras. Lorsque la pression artérielle est mesurée de cette manière, les valeurs supérieures et inférieures sont citées (par exemple, 120 sur 80, systolique sur diastolique). Plutôt que systolique et diastolique, on peut également parler de pression artérielle moyenne (MAP), qui est la pression moyenne entre la pression systolique et la pression diastolique. La MAP, lorsqu’elle est moyennée dans le temps, est définie par la relation suivante impliquant le débit cardiaque (CO) et la résistance vasculaire systémique totale (TSVR) : MAP = CO × TSVR. La TSVR est la résistance totale à l’écoulement du sang hors du compartiment artériel et reflète l’action de toutes les artérioles terminales. Le CO est la quantité de sang (en litres) pompée par le ventricule gauche du cœur pendant une minute complète. Ce volume de sang est déterminé par la force de contraction du ventricule gauche, la fréquence cardiaque et la quantité de sang contenue dans la chambre du ventricule gauche lors de chaque contraction. Ce dernier est contrôlé en partie par la quantité de sang qui retourne au cœur depuis le compartiment veineux (appelé retour veineux) et par la résistance rencontrée lorsque le cœur pompe le sang dans le circuit artériel. Parce que les veines capacitives influencent le retour veineux, les modifications du volume sanguin et du degré de constriction du muscle lisse veineux influencent l’hypotension artérielle dans les veines et la quantité de sang renvoyée au cœur. Étant donné que le CO est défini par le volume de sang éjecté par le ventricule gauche à chaque battement (appelé volume d’AVC) et par la fréquence cardiaque, la pression artérielle est déterminée par le volume d’AVC, la fréquence cardiaque et la TSVR.
Au sein de tous les organismes, la pression artérielle est réglée et régulée par de nombreux facteurs, dont la plupart sont intégrés par des mécanismes d’échange d’informations, à la fois du système nerveux et chimiques. Le principal système qui régule et fixe la pression artérielle est le SNA, qui fonctionne de manière intégrée avec le système nerveux central (SNC). Les deux branches du SNA, sympathique et parasympathique, travaillent ensemble de manière intégrée pour contrôler la pression artérielle. Certaines études indiquent que les deux systèmes fonctionnent en opposition, l’un stimulant (sympathique) et l’autre inhibant (parasympathique) pour réguler la pression artérielle et l’action cardiaque. Cependant, une vision plus précise est que les deux systèmes travaillent ensemble pour atteindre le but ultime, à savoir permettre à l’organisme de survivre et d’accomplir tout ce qu’il cherche à faire. Il est important d’apprécier ce concept pour comprendre l’importance de la dynamique de la pression artérielle. Le système sympathique est généralement considéré comme la branche sensible au stress du SNA car il modifie les fonctions du système organique pour optimiser la réponse d’un organisme au stress, que le stress apparaisse à l’extérieur ou à l’intérieur. Le système parasympathique est considéré comme la branche « végétative » du SNA, régulant les actions biologiques les plus primitives et essentielles nécessaires à la survie de l’organisme et de l’espèce. Le système sympathique (1) peut augmenter la fréquence cardiaque et la force de contraction; (2) peut augmenter la tension (tonicité) du muscle lisse dans les artérioles terminales, diminuant ainsi le débit sanguin du compartiment artériel et augmentant la résistance vasculaire systémique; (3) stimulera la libération de produits chimiques provenant des reins et des glandes surrénales qui sont importants pour le contrôle du volume sanguin, des électrolytes sanguins et de la contraction ou de la relaxation du muscle lisse dans les artères et les artérioles; et (4) contrôle une myriade de fonctions supplémentaires allant du métabolisme au fonctionnement des yeux en passant par les fonctions sexuelles. L’une des fonctions les plus importantes du système sympathique est de déplacer le flux sanguin entre les systèmes organiques pour répondre aux besoins des tissus. Chaque système d’organe reçoit une fraction du CO total; cependant, pendant certaines fonctions de l’individu, un système d’organe peut avoir besoin de plus. Ceci est accompli par le SNC par une augmentation sélective de l’activité nerveuse sympathique vers des systèmes organiques particuliers qui n’ont pas besoin de flux (à ce moment-là) et une diminution de l’activité nerveuse vers des systèmes organiques qui ont besoin de plus de sang. Le système parasympathique contrôle de nombreux systèmes organiques de manière à maintenir une homéostasie normale en l’absence de stress. Par exemple, le système parasympathique ralentit le cœur, augmente l’activité gastro-intestinale et la sécrétion pour faciliter la digestion, facilite l’élimination des déchets du corps, protège les poumons de l’inhalation de produits chimiques et de substances toxiques, protège la rétine de la lumière excessive et facilite la vision à courte distance. Les branches sympathiques et parasympathiques du projet ANS du SNC au cœur; cependant, seul le système sympathique envoie des projections nerveuses aux vaisseaux sanguins.
Le SNA provient du SNC et est intimement lié, par des nerfs courts et longs, aux parties du cerveau qui sont importantes dans la coordination des fonctions cardiovasculaires et respiratoires (tronc cérébral) ainsi qu’aux parties importantes pour les comportements primitifs et complexes et même la cognition. Chaque comportement ou action d’un individu nécessite une réponse autonome appropriée et sélective; sinon, l’organisme ne pourrait pas effectuer l’action souhaitée. Par exemple, la « peur” augmente généralement l’activité sympathique et diminue l’activité parasympathique. Pourtant, bien que la peur d’une menace externe et la peur découlant d’une menace cognitive (perçue) « interne” puissent entraîner l’activation d’une réponse sympathique (par exemple, une augmentation de la fréquence cardiaque), les changements spécifiques du fonctionnement autonome ne sont pas les mêmes. Ainsi, on ne peut pas généraliser et dire que toutes les réponses à la peur auront le même effet sur le système cardiovasculaire; certaines peuvent être plus exigeantes ou même plus préjudiciables que d’autres. Les relations entre le comportement et le fonctionnement cardiovasculaire normal ou anormal viennent d’être élucidées récemment, et de telles études comprennent un domaine d’investigation appelé couplage comportemento–autonome. Le fait qu’un tel couplage soit dicté par des gènes, et donc contrôlé en partie par l’héritage, a été établi récemment grâce à des études au sein de notre laboratoire. Un individu pourrait–il hériter de gènes conduisant à un couplage comportemental-autonome aberrant?
La pression artérielle systémique présente également un rythme diurne généralement plus élevé pendant la période de veille / jour et plus bas pendant la période de repos / sommeil. Lorsque la pression artérielle d’un individu diminue d’un niveau élevé pendant la période active à un niveau bas pendant la période de repos, l’individu peut être classé comme une « ourse ». »Il est intéressant de noter que de nombreux hypertendus humains ne parviennent pas à « plonger” et sont appelés « nondippers ». »
Le système endocrinien a des effets directs et indirects sur la détermination des niveaux de pression artérielle systémique. Les stéroïdes, gonades et corticales surrénales, exercent une influence directe sur l’ensemble des composants cellulaires du compartiment artériel (y compris les cellules musculaires lisses et endothéliales), sur le fonctionnement des reins lié à la rétention de sodium et d’eau, sur les actions du cœur, et en particulier sur le fonctionnement du SNC. Les systèmes endocriniens sont liés au contrôle du rythme diurne (circadien) et influenceront directement le SNC (y compris les zones cognitives). De plus, étant donné que chaque comportement doit avoir une réponse autonome et cardiovasculaire appropriée, il est clair que de subtils changements de comportement à médiation endocrinienne, lorsqu’ils sont exercés sur une période prolongée, peuvent avoir des effets profonds sur le niveau de pression artérielle systémique.