background image

 

1

 

Physiology 

Lec.(4)

                                                                 

 

-------------------------------------------------------------------------------- 
 
Arterial blood pressure 

The blood pressure provides the driving force for circulation of  blood, it has 
been defined as the lateral pressure exerted by the blood on the wall of blood 
vessels 
Systolic pressure:- 

It is the maximum pressure during systolic phase of the cardiac cycle and in 
healthy adults it ranges from110-140mmHg.the average being 120mmHg 
Diastolic pressure:- 

It is the maximum pressure during ventricular diastole and its normal range is 
60-90mmHg.with an average  value of 80mmHg in adults 
The difference between systolic and diastolic pressure is called pulse pressure 

and it is about 40mmHg 
Mean blood pressure=Diastolic pressure+1/3pulse pressure 
Physiological variations 
 Blood pressure shows certain physiological variations 

1-Age-blood pressure is relatively low in children and it increases with age. in 
old age blood pressure rises, the systolic rise being greater than diastolic and 
this is due to arteriosclerosis 

2-sex-in  female  blood  pressure  is  lower  than  males  but  after  men  a  pause 
this difference is abolished 
3-Diurnal variation-during sleep and rest blood pressure is reduced 

4-Digestion there is arise of blood pressure during digestion 
5-Posture –change of posture from recumbent to erect position causes arise 
of diastolic pressure due to baroreceptor mechanism 
6-Exercise –muscular exercise results in arise of systolic blood pressure due 

to  increased  venous  return  but  there  is  no  alteration  in  the  diastolic  blood 
pressure 
7-Emotion –emotional excitement  activates the  sympathetic nervous  system 

and consequently produces arise of systolic blood pressure 
 
Factors influencing blood pressure        
Blood pressure is the resultant of cardiac output and peripheral resistance 

BP=CO × PR 
 Nervous  control of circulation is exerted almost through autonomic nervous 
system,  sympathetic  nerves  innervate  blood  vessels  and  heart,  sympathetic 

stimulation of small  arteries and arterioles  increases vascular resistance  and 
decreases the rate of blood flow through the tissues ,innervation of the large 
vessels  especially  the  veins  makes  it  possible  for  sympathetic  stimulation  to 

decrease the volume of the vessels. 
Sympathetic fibers also go to the heart and stimulate the activity of the heart 
,increasing  both  the  rate  and  strength  of  pumping  ,  Parasympathetic 
stimulation decrease heart rate and heart muscle contractility, its main role in 

controlling the circulation  


background image

 

2

 

Is  to  markedly  decrease  heart  rate  and  slightly  decrease  heart  muscle 
contractility 

One  of  the  most  important  functions  of  sympathetic  nervous  system  is  to 
provide  rapid  control  of  arterial  pressure  by  causing  vasoconstriction  and 
stimulation  of  the  heart.  at  the  same  time  that  sympathetic  activity    is 
increased ,there   is a reciprocal Inhibition of parasympathetic vagal signals to 

the heart that also contribute to a greater heart rate 
There  are  three  major  changes  that  take  place  to  increase  arterial  pressure 
through stimulation of autonomic nervous system 

1-arterioles are constricted, causing increased total peripheral resistance and 
raising blood pressure 
2-the  veins  and  large  vessels  of  the  circulation  are  constricted,  displacing 

blood  from  peripheral  vessels  toward  the  heart  and  causing  the  heart  to 
pump with greater force, which also help to raise arterial pressure 
3-enhancing heart pumping an important characteristic of nervous control is 
that it is very rapid, beginning within seconds ,conversely ,sudden inhibition 

of nervous stimulation can decrease the arterial pressure within seconds 
 
 

Reflex Mechanisms for Maintaining 
Normal Arterial Pressure 
Aside from the exercise and stress functions of the autonomic nervous system 

to increase arterial pressure there are other control mechanisms such as. 
The Baroreceptor Arterial Pressure Control 
System—Baroreceptor Reflexes 
 

,  this  reflex  is  initiated  by  stretch  receptors,  called  either 

baroreceptors  or 

press  receptors,  located  at  specific  points  in  the  walls  of  several  large 

systemic arteries. A rise in arterial pressure stretches the baroreceptors and 

causes them to transmit signals into the central nervous system. “Feedback” 
signals  are  then  sent  back  through  the  autonomic  nervous  system  to  the 
circulation to reduce arterial pressure downward toward the normal level. 
 

Physiologic Anatomy of the Baroreceptors and Their Innervation. 
Baroreceptors  are  spray-type  nerve  endings  that  lie  in  the  walls  of  the 
arteries; they are stimulated when stretched. A few baroreceptors are located 

in the wall of almost every large artery of the thoracic and neck regions; but, 
as shown in Figure  baroreceptors are extremely abundant in (1) the wall of 
each internal carotid artery slightly above the carotid bifurcation, 

an area known as the 

carotid sinus, and (2) the wall of the aortic arch. 

Figure    shows  that  signals  from  the  “carotid  baroreceptors”  are  transmitted 
through very small 

Hering’s nerves to the  

 

 

 

 

 

 


background image

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

glossopharyngeal nerves in the high neck, and then to the tractus solitarius in 

the medullary area of the brain stem. Signals from the 
aortic  baroreceptors”  in  the  arch  of  the  aorta  are  transmitted  through  the 

vagus nerves also to the same tractus solitarius  


Circulatory  Reflex  Initiated  by  the  Baroreceptors.  After  the 
baroreceptor signals have entered the tractus solitarius 

of  the  medulla,  secondary  signals 

inhibit  the  vasoconstrictor  center  of  the 

medulla and 

excite the vagal parasympathetic center. The net effects are (1) 

vasodilation of the veins and arterioles throughout the peripheral circulatory 

system  and  (2) 

decreased  heart  rate  and  strength  of  heart  contraction. 

Therefore,  excitation

  of  the  baroreceptors  by  high  pressure  in  the  arteries 

reflexly 

causes the arterial pressure to decrease because of both a decrease 

in  peripheral  resistance

  and  a  decrease  in  cardiac  output.  Conversely,  low 

pressure

  has  opposite  effects,  reflexly  causing  the  pressure  to  rise  back 

toward normal.

 

Function of the Baroreceptors During Changes in Body 

Posture.  The  ability  of  the  baroreceptors  to  maintain  relatively  constant 
arterial  pressure  in  the  upper  body  is  important  when  a  person  stands  up 
after having been lying down. Immediately on standing, the arterial pressure 
in the head and upper part of the body tends to fall, and marked reduction of 

this pressure could cause loss of consciousness. However, the falling pressure 
at  the  baroreceptors  elicits  an  immediate  reflex,  resulting  in  strong 
sympathetic  discharge  throughout  the  body.  This  minimizes  the  decrease  in 

pressure in the head and upper body. 


background image

 

4

 

Because the baroreceptor system opposes either increases or decreases in 
arterial pressure, it is called a 

pressure buffer system, and  primary purpose 

of  the  arterial  baroreceptor  system  is  to  reduce  the  minute  by  minute 
variation in arterial pressure to about one third that which would occur were 
the baroreceptor system not present.. 
 

Control  of  Arterial  Pressure  by  the  Carotid  and  Aortic  chemo 
receptors 
  The 

chemoreceptors  are  chemosensitive  cells  sensitive  to  oxygen  lack, 

carbon  dioxide  excess,  and  hydrogen  ion  excess.  They  are    (two 

carotid 

bodies,  one  of  which  lies  in  the  bifurcation  of  each  common  carotid  artery, 

and  usually  one  to  three 

aortic  bodies  adjacent  to  the  aorta).when  blood 

pressure  falls  below  acritical  level,the  chemoreceptors  become  stimulated 
because  diminished  blood  flow  causes  decreased  oxygen  as  well  as  excess 
buildup  of  carbon  dioxide  and  hydrogen  ions  the  signals  transmitted  from 
chemoreceptors  excite  the  vasomotor  center  and  this  elevates  the  arterial 

pressure back toward normal 

 

The central nervous system ischemic response 

When blood  flow  to  the  vasomotor  center in  the  lower  brain  stem  becomes 
sufficiently  decreased  to  cause  cerebral  ischemia(I.e.,nutritional  deficiency) 
the  neurons  of  the  vasomotor  center  become  strongly  excited.when  this 
occurs,systemic  arterial  pressure  often  rises  as  high  as  the  heart  can 

pump.this response is an emergency arterial pressure control system that acts 
rapidly and powerfully to prevent further decline  
 

Renal–Body Fluid  (long term control of arterial pressure) 
the    Figure  .  The  sequential  events  are  (1)  increased  extra  cellular  fluid 
volume  (2)  increases  the  blood  volume,  which  (3)  increases  the  mean 
circulatory filling pressure, which (4) increases venous return of blood to the 

heart,  which  (5)  increases  cardiac  output,  which  (6)  increases  arterial 
pressure. 
Note especially in this schema the two ways in which an increase in cardiac 

output can increase the arterial pressure. One of these is the direct effect of 
increased cardiac output to increase the pressure, and the other is an indirect 
effect  to  raise  total  peripheral  vascular  resistance  through 

autoregulation  of 

blood flow.  
 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 


background image

 

5

 

 
 

 
 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 
 

 
 
 

 
Importance of Salt (NaCl) in the Renal–Body 
Fluid Schema for Arterial Pressure Regulation
 

1. When there is excess salt in the extra cellular 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 extra cellular 
salt concentration to normal. This increases the extra cellular fluid volume. 

 
2. The increase in osmolality caused by the excess salt in the  extra cellular 
fluid  also  stimulates  the  –posterior 

pituitary  gland  secretory  mechanism  to 

secrete  increased  quantities  of 

antidiuretic  hormone.  The  antidiuretic 

hormone 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  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.

 

 

 
 
 
 

 
 
 

 


background image

 

6

 

The  Renin-Angiotensin  System:  Its  Role  in  Pressure  Control  and  in 
Hypertension  Aside  from  the  capability  of  the  kidneys  to  control  arterial 

pressure through changes in extra cellular fluid volume, the kidneys also have 
another  powerful  mechanism  for  controlling  pressure.  It  is  the  renin 
angiotensin system. 

Renin is a protein enzyme released by the kidneys when the arterial pressure 

falls  too  low.  In  turn,  it  raises  the  arterial  pressure  in  several  ways,  thus 
helping to correct the initial fall in pressure 
 

 
  
 

 
 
 
 

 
 
 

 
 
 

 
 
 
 

 
 
 

 
 
Hypertension in Preeclampsia (Toxemia of Pregnancy).
 
 Approximately  5  to  10  per  cent  of  expectant  mothers  develop  a  syndrome 

called 

preeclampsia  (also  called  toxemia  of  pregnancy).  One  of  the 

manifestations  of  preeclampsia  is  hypertension  that  usually  subsides  after 
delivery  of  the  baby.  Although  the  precise  causes  of  preeclampsia  are  not 

completely understood, ischemia  of the placenta  and subsequent release  by 
the placenta of toxic factors are believed to play a role in causing many of the 
manifestations  of  this  disorder,  including  hypertension  in  the  mother. 

Substances released  by  the ischemic  placenta,  in turn,  cause  dysfunction  of 
vascular endothelial cells throughout the body, including the blood vessels of  
the kidneys. This 

endothelial dysfunction decreases release of nitric oxide and 

other vasodilator substances, causing vasoconstriction, decreased rate of fluid 

filtration  from  the  glomeruli  into  the  renal  tubules,  impaired  renal  pressure 
natriuresis,  and  development  of  hypertension.  Another  pathological 
abnormality that may contribute to hypertension in preeclampsia is thickening 

of  the  kidney  glomerular  membranes  (perhaps  caused  by  an  autoimmune 
process), which also reduces the rate of glomerular fluid filtration. For obvious 


background image

 

7

 

reasons,  the  arterial  pressure  level  required  to  cause  normal  fo  rmation  of 
urine becomes elevated, and the long-term level of arterial pressure becomes 

correspondingly  elevated.  These  patients  are  especially  prone  to  extra 
degrees of hypertension when they have excess salt intake. 
 
Neurogenic Hypertension. 

Acute neurogenic hypertension 

can be caused by strong 

stimulation of the sympathetic nervous system. For 

instance, when a person becomes

 excited for any reason or at times during 

states  of

  anxiety,  the  sympathetic  system  becomes  excessively  stimulated, 

peripheral  vasoconstriction  occurs  everywhere

  in  the  body,  and  acute 

hypertension ensues.

 

 

―Primary (Essential) Hypertension‖ 
About 90 to 95 per cent of all people who have hypertension are said to have 
“primary  hypertension,”  also  widely  known  as  “essential  hypertension”  by 
many  clinicians.  These  terms  mean  simply  that 

the  hypertension  is  of 

unknown origin, in contrast to those forms of 

hypertension  that  are 

secondary  to  known  causes,  such  as  renal  artery 

stenosis.  In  some  patients  with  primary  hypertension,  there  is  a  strong 

hereditary tendency 
In most patients, 

excess weight gain and sedentary lifestyle appear to play a 

major  role  in  causing  hypertension.

  The  majority  of  patients  with 

hypertension

  are  overweight,  and  studies  of  different  populations  suggest 

that  excess  weight  gain  and  obesity  may

  account  for  as  much  as  65  to  70 

percent of the risk

 for developing primary hypertension. Clinical studies have 

clearly  shown  the  value  of  weight  loss  for  reducing

  blood  pressure  in  most 

patients  with  hypertension.

  In  fact,  new  clinical  guidelines  for  treating 

hypertension

 recommend increased physical activity and weight loss as a first 

step in treating most patients with

 hypertension. Some of the characteristics 

of primary hypertension

 caused by excess weight gain and obesity include: 

1. 

Cardiac  output  is increased  due,  in  part,  to  the  additional  blood  flow 

required for the extra adipose tissue. However, blood flow in the heart, 
kidneys, gastrointestinal tract, and skeletal muscle also increases with weight 

gain due to increased metabolic rate and growth of the organs and tissues in 
response to their increased metabolic demand 
2. 

Sympathetic nerve activity, especially in the kidneys, is increased 

in  overweight  patients.  The  causes  of  increased  sympathetic  activity  in 

obesity are  not  fully  understood,  but recent  studies  suggest  that  hormones, 
such as 

leptin, released from fat cells may directly stimulate multiple regions 

of  the  hypothalamus,  which,  in  turn,  have  an  excitatory  influence  on  the 
vasomotor centers of the brain medulla. 
3. 

Angiotensin  II  and  aldosterone  levels  are  increased  two-  to 

threefold in many obese patients. This may be caused partly by increased 

sympathetic nerve

 stimulation, which increases renin release by the kidneys 

and  therefore  formation  of  angiotensin  II,

  which,  in  turn,  stimulates  the 

adrenal gland to

 secrete aldosterone. 

4. 

The  renal-pressure  natriuresis  mechanism  is  impaired,  and  the 

kidneys will not excrete adequate amounts of salt and water unless 


background image

 

8

 

the  arterial  pressure  is  high  or  unless  kidney  function  is  somehow 

improved.  

 




رفعت المحاضرة من قبل: Sultan Alsaffar
المشاهدات: لقد قام 19 عضواً و 593 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