الفيزيولوجيا المرضية لارتفاع ضغط الدم

علم الأمراض الفيزيولوجية هو دراسة تُفسر وظائف الجسم وعلاقتها بالأمراض والحالات الصحية. ويُعنى علم الأمراض الفيزيولوجية لارتفاع ضغط الدم بتفسير أسباب ارتفاع ضغط الدم ، وهو مرض مزمن يتميز بارتفاع ضغط الدم . يُصنف ارتفاع ضغط الدم حسب السبب إلى نوعين: أساسي (يُعرف أيضًا بالأولي أو مجهول السبب ) وثانوي . يُشكل ارتفاع ضغط الدم الأساسي حوالي 90-95% من حالات ارتفاع ضغط الدم. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} يُعرّف بعض المختصين ارتفاع ضغط الدم الأساسي بأنه ذلك الذي لا يوجد له تفسير معروف، بينما يُعرّفه آخرون بأنه ناتج عن الإفراط في تناول الصوديوم ونقص البوتاسيوم. أما ارتفاع ضغط الدم الثانوي، فيشير إلى أن ارتفاع ضغط الدم ناتج عن حالة مرضية كامنة ذات آلية معروفة، مثل أمراض الكلى المزمنة، أو تضيّق الشريان الأورطي أو الشرايين الكلوية، أو اضطرابات الغدد الصماء مثل زيادة الألدوستيرون أو الكورتيزول أو الكاتيكولامينات . يُعد ارتفاع ضغط الدم المستمر عامل خطر رئيسي لأمراض القلب الناتجة عن ارتفاع ضغط الدم، وأمراض الشريان التاجي، والسكتة الدماغية، وتمدد الأوعية الدموية الأبهري، وأمراض الشرايين الطرفية، وأمراض الكلى المزمنة. ^{[ 5 ]}

يُعدّ كلٌّ من النتاج القلبي والمقاومة المحيطية العاملين الرئيسيين اللذين يحددان ضغط الدم الشرياني . ^{[ 6 ]} يتحدد النتاج القلبي بحجم الضربة ومعدل ضربات القلب ؛ ويرتبط حجم الضربة بانقباض عضلة القلب وحجم الحيز الوعائي . أما المقاومة المحيطية فتتحدد بالتغيرات الوظيفية والتشريحية في الشرايين الصغيرة والشُرينات .

يمكن أن تُسبب الطفرات الجينية المفردة أشكالًا مندلية من ارتفاع ضغط الدم ؛ ^{[ 7 ]} وقد تم تحديد عشرة جينات تُسبب هذه الأشكال أحادية الجين من ارتفاع ضغط الدم . ^{[ 7 ] [ 8 ]} تؤثر هذه الطفرات على ضغط الدم عن طريق تغيير معالجة الكلى للأملاح . ^{[ 9 ] [ 10 ]} يوجد تشابه أكبر في ضغط الدم داخل العائلات مقارنةً بالعائلات المختلفة، مما يُشير إلى شكل من أشكال الوراثة ، ^{[ 11 ]} وهذا لا يعود إلى عوامل بيئية مشتركة. ^{[ 12 ]} وباستخدام تقنيات التحليل الجيني ، تم العثور على ارتباط ذي دلالة إحصائية بين ضغط الدم والعديد من المناطق الكروموسومية ، بما في ذلك المناطق المرتبطة بفرط شحميات الدم العائلي المختلط. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} تُشير هذه النتائج إلى وجود العديد من المواقع الجينية في عموم السكان، لكل منها تأثيرات طفيفة على ضغط الدم. يرتبط ما يقارب 280 متغيراً جينياً بزيادة خطر الإصابة بارتفاع ضغط الدم، كما أنها تؤدي إلى أمراض قلبية وعائية أخرى مثل ارتفاع ضغط الدم وأمراض الشريان التاجي. ومع ذلك، فإن الأسباب الجينية الفردية المحددة لارتفاع ضغط الدم نادرة، وهو ما يتوافق مع فرضية أن ارتفاع ضغط الدم الأساسي متعدد العوامل. ^{[ 2 ] [ 10 ] [ 18 ] [ 19 ]}

يلعب الجهاز العصبي اللاإرادي دورًا محوريًا في الحفاظ على استتباب القلب والأوعية الدموية عبر تنظيم الضغط والحجم وإشارات المستقبلات الكيميائية . ويتحقق ذلك من خلال تنظيم الأوعية الدموية الطرفية ووظائف الكلى، مما يؤثر بدوره على النتاج القلبي ومقاومة الأوعية الدموية واحتباس السوائل . ويؤدي فرط نشاط الجهاز العصبي الودي إلى ارتفاع ضغط الدم، مما يساهم في الإصابة بارتفاع ضغط الدم. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

تتضمن آليات زيادة نشاط الجهاز العصبي الودي في ارتفاع ضغط الدم تغييرات في مسارات منعكس الضغط ومنعكسات الكيمياء على المستويين المحيطي والمركزي. تتم إعادة ضبط مستقبلات الضغط الشرياني على ضغط أعلى لدى مرضى ارتفاع ضغط الدم، وتعود هذه الإعادة المحيطية إلى وضعها الطبيعي عند عودة ضغط الدم الشرياني إلى طبيعته. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} علاوة على ذلك، تحدث إعادة ضبط مركزية لمنعكس الضغط الأبهري لدى مرضى ارتفاع ضغط الدم، مما يؤدي إلى كبح التثبيط الودي بعد تنشيط أعصاب مستقبلات الضغط الأبهري. ويبدو أن إعادة ضبط منعكس الضغط هذه تتم بوساطة، جزئيًا على الأقل، عن طريق تأثير مركزي للأنجيوتنسين II . ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} تشمل الوسائط الجزيئية الصغيرة الإضافية التي تثبط نشاط مستقبلات الضغط وتساهم في زيادة النشاط الودي المفرط في ارتفاع ضغط الدم أنواع الأكسجين التفاعلية والإندوثيلين . ^{[ 31 ] [ 32 ]} أظهرت بعض الدراسات أن مرضى ارتفاع ضغط الدم يُظهرون استجابات تضيق الأوعية الدموية أكبر عند حقن النورأدرينالين مقارنةً بالأشخاص ذوي ضغط الدم الطبيعي . ^{[ 33 ]} كما أن مرضى ارتفاع ضغط الدم لا يُظهرون الاستجابة الطبيعية لزيادة مستويات النورأدرينالين في الدورة الدموية، والتي عادةً ما تُحفز انخفاض تنظيم مستقبلات النورأدرينالين ، ويُعتقد أن هذه الاستجابة غير الطبيعية وراثية . ^{[ 34 ]}

يؤدي التعرض للضغط النفسي إلى زيادة نشاط الجهاز العصبي الودي، وقد ينتج عن تضيق الأوعية الدموية المتكرر الناتج عن الضغط النفسي تضخم الأوعية الدموية ، مما يؤدي إلى زيادة تدريجية في المقاومة المحيطية وضغط الدم. ^{[ 2 ]} قد يفسر هذا جزئيًا ارتفاع معدل الإصابة بارتفاع ضغط الدم في الفئات الاجتماعية والاقتصادية الأدنى ، نظرًا لتحملهم مستويات أعلى من الضغط النفسي المرتبط بالحياة اليومية. يُظهر الأشخاص الذين لديهم تاريخ عائلي لارتفاع ضغط الدم استجابات مُعززة لتضيق الأوعية الدموية والجهاز العصبي الودي تجاه عوامل الضغط المختبرية، مثل اختبار الضغط البارد والضغط النفسي ، مما قد يُهيئهم للإصابة بارتفاع ضغط الدم. وينطبق هذا بشكل خاص على الشباب الأمريكيين من أصل أفريقي. قد تُساهم الاستجابات المفرطة للضغط النفسي في زيادة معدل الإصابة بارتفاع ضغط الدم في هذه الفئة. ^{[ 35 ]} بالنسبة للمرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم، يُعد ارتفاع تباين معدل ضربات القلب (HRV) عامل خطر للإصابة بالرجفان الأذيني . ^{[ 36 ]}

يمكن علاج ارتفاع ضغط الدم المقاوم عن طريق التحفيز الكهربائي لمنعكس الضغط باستخدام جهاز يشبه جهاز تنظيم ضربات القلب. ^{[ 37 ]}

يُعد نظام الرينين-أنجيوتنسين-ألدوستيرون نظامًا آخر يحافظ على حجم السائل خارج الخلوي والمقاومة المحيطية ، وقد يؤدي اضطرابه إلى ارتفاع ضغط الدم. الرينين إنزيم دوراني يُشارك في الحفاظ على حجم السائل خارج الخلوي وتضييق الأوعية الدموية الشريانية ، وبالتالي يُساهم في تنظيم ضغط الدم . ويؤدي هذه الوظيفة عن طريق تحليل (تحلل ) الأنجيوتنسينوجين ، الذي يُفرز من الكبد، إلى ببتيد الأنجيوتنسين الأول . يُحلل الأنجيوتنسين الأول بواسطة إنزيم موجود بشكل أساسي، ولكن ليس حصريًا، في الدورة الدموية الرئوية مرتبطًا بالبطانة الداخلية للأوعية الدموية ؛ هذا الإنزيم هو الإنزيم المحول للأنجيوتنسين (ACE). ينتج عن هذا التحليل الأنجيوتنسين الثاني ، وهو الببتيد الأكثر فعالية في توسيع الأوعية الدموية. ^{[ 38 ] [ 39 ]} يُعد الأنجيوتنسين الثاني مُضيِّقًا قويًا لجميع الأوعية الدموية. يؤثر هذا الهرمون على عضلات الشرايين، مما يزيد المقاومة المحيطية وبالتالي يرفع ضغط الدم. كما يحفز أنجيوتنسين II الغدد الكظرية على إفراز الألدوستيرون ، الذي بدوره يحفز الخلايا الظهارية في الكلى على زيادة إعادة امتصاص الملح والماء، مما يؤدي إلى زيادة حجم الدم وارتفاع ضغط الدم. لذا، فإن ارتفاع مستويات الرينين في الدم (عادةً ما تتراوح بين 1.98 و2.46 نانوغرام/مل في وضعية الوقوف) ^{[ 40 ]} يؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم. ^{[ 2 ] [ 41 ]} 

تشير دراسات حديثة إلى أن السمنة تُعد عامل خطر للإصابة بارتفاع ضغط الدم نتيجة لتنشيط نظام الرينين-أنجيوتنسين (RAS) في الأنسجة الدهنية ، ^{[ 42 ] [ 43 ]} كما ربطت هذه الدراسات نظام الرينين-أنجيوتنسين بمقاومة الأنسولين ، مؤكدةً أن أيًا منهما قد يُسبب الآخر. ^{[ 44 ]} يتم التحكم في الإنتاج الموضعي للأنجيوتنسين II في مختلف الأنسجة، بما في ذلك الأوعية الدموية والقلب والغدد الكظرية والدماغ ، بواسطة إنزيم محول الأنجيوتنسين (ACE ) وإنزيمات أخرى ، بما في ذلك إنزيم الكيماز (البروتين السيرين ) . قد يُسهم نشاط أنظمة الرينين-أنجيوتنسين الموضعية والمسارات البديلة لتكوين الأنجيوتنسين II إسهامًا كبيرًا في إعادة تشكيل الأوعية المقاومة وتطور تلف الأعضاء المستهدفة (مثل تضخم البطين الأيسر ، وفشل القلب الاحتقاني ، وتصلب الشرايين ، والسكتة الدماغية ، والفشل الكلوي في مراحله النهائية ، واحتشاء عضلة القلب ، وتمدد الأوعية الدموية ) لدى مرضى ارتفاع ضغط الدم. ^{[ 41 ]}

تُنتج بطانة الأوعية الدموية مجموعة واسعة من المواد التي تؤثر على تدفق الدم ، وتتأثر بدورها بتغيرات الدم وضغط تدفقه. فعلى سبيل المثال، يُعد أكسيد النيتريك الموضعي والإندوثيلين ، اللذان تُفرزهما البطانة، من أهم منظمات توتر الأوعية الدموية وضغط الدم. لدى مرضى ارتفاع ضغط الدم الأساسي، يختل التوازن بين موسعات الأوعية ومضيقاتها ، مما يؤدي إلى تغيرات في البطانة ويُنشئ حلقة مفرغة تُساهم في استمرار ارتفاع ضغط الدم. كما يؤدي تنشيط البطانة وتلفها لدى مرضى ارتفاع ضغط الدم إلى تغيرات في توتر الأوعية الدموية ، وتفاعلها، ومسارات التخثر وتحلل الفيبرين . تُعد التغيرات في وظيفة البطانة مؤشرًا موثوقًا لتلف الأعضاء المستهدفة ومرض تصلب الشرايين، فضلًا عن كونها مؤشرًا على مآل المرض. ^{[ 45 ]}

تشير الأدلة إلى أن الإجهاد التأكسدي يُغير العديد من وظائف البطانة الوعائية ، بما في ذلك تعديل توتر الأوعية الدموية . ويبدو أن تعطيل أكسيد النيتريك ( NO ) بواسطة الأكسيد الفائق وأنواع الأكسجين التفاعلية الأخرى ( ROS ) يحدث في حالات مثل ارتفاع ضغط الدم . ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]} يُعد أكسيد النيتريك في الحالة الطبيعية منظمًا ووسيطًا مهمًا للعديد من العمليات في الجهاز العصبي والمناعي والقلبي الوعائي ، بما في ذلك استرخاء العضلات الملساء ، مما يؤدي إلى توسع الشريان وزيادة تدفق الدم ، وكبح هجرة وتكاثر خلايا العضلات الملساء الوعائية. ^{[ 2 ]} وقد أشير إلى أن الأنجيوتنسين II يُعزز تكوين الأكسيد الفائق المؤكسد بتركيزات تؤثر بشكل طفيف على ضغط الدم. ^{[ 49 ]}

الإندوثيلين ببتيد قوي ذو تأثير وعائي، تنتجه الخلايا البطانية، وله خصائص تضييق وتوسيع الأوعية الدموية. ترتفع مستويات الإندوثيلين في الدورة الدموية لدى بعض مرضى ارتفاع ضغط الدم، ^{[ 50 ] [ 51 ]} وخاصةً الأمريكيين من أصل أفريقي والأشخاص المصابين بارتفاع ضغط الدم. ^{[ 50 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}

تشير مقالة مراجعة نُشرت عام ٢٠٠٧ إلى أنه على الرغم من أن الإفراط في استهلاك الصوديوم يُعدّ منذ زمن طويل عاملًا مساهمًا في خطر الإصابة بارتفاع ضغط الدم، إلا أن البوتاسيوم، وهو الكاتيون الرئيسي داخل الخلايا، يُنظر إليه عادةً على أنه عامل ثانوي في نشأة ارتفاع ضغط الدم. ومع ذلك، تشير أدلة وفيرة إلى أن نقص البوتاسيوم يلعب دورًا حاسمًا في ارتفاع ضغط الدم ومضاعفاته القلبية الوعائية. ويذكر الباحثون أن الأنظمة الغذائية الحديثة الغربية الغنية بالصوديوم والفقيرة بالبوتاسيوم تُؤدي إلى تغييرات مماثلة في تركيز هذين الكاتيونين داخل الخلايا، وهما أهم كاتيونين في الخلايا الحيوانية. ويؤدي هذا الخلل إلى انقباض العضلات الملساء الوعائية، مما يُقيّد تدفق الدم وبالتالي يرفع ضغط الدم. ويستشهد الباحثون بدراسات تُظهر أن مكملات البوتاسيوم فعّالة في خفض ضغط الدم. ^{[ ٥٥ ]}

يمكن إيجاد دعم وبائي لهذه الفرضية في تحليل تلوي أُجري عام 2014، والذي ينص على أن "نسبة الصوديوم إلى البوتاسيوم تبدو مرتبطة بشكل أقوى بنتائج ضغط الدم من الصوديوم أو البوتاسيوم وحدهما لدى البالغين المصابين بارتفاع ضغط الدم". ^{[ 56 ]}

أشارت الاكتشافات العلمية الأساسية إلى دور الجهاز المناعي في تطور ارتفاع ضغط الدم في النماذج الحيوانية. ^{[ 57 ]} كما أفادت دراسات سكانية أجريت على البشر بأن ارتفاع مستويات بعض السيتوكينات الالتهابية يرتبط بزيادة خطر الإصابة بارتفاع ضغط الدم. ^{[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]}

رياض س. باتيل، ستيفانو ماسي، ستيفانو تادي، فهم دور العوامل الوراثية في ارتفاع ضغط الدم، المجلة الأوروبية لأمراض القلب، المجلد 38، العدد 29، 1 أغسطس 2017، الصفحات 2309-2312، https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehx273