Vasodilatatoren, die in erster Linie auf die glatte Muskulatur der Arterien- und Venenwände wirken, werden häufig zur Behandlung von Bluthochdruck eingesetzt. Medikamente wie Minoxidil und Hydralazin zielen hauptsächlich auf Arterien und Arteriolen ab, während Natriumnitroprussid auf Arteriolen und Venolen wirkt. Minoxidil, das als Prodrug fungiert, wird nach oraler Verabreichung durch hepatische Sulfotransferase in seine aktive Form, Minoxidilsulfat, metabolisiert. Dieser Metabolit bindet an die Sulfonylharnstoff-Rezeptor-Komponente (SUR) der ATP-empfindlichen Kaliumkanäle an den Membranen glatter Muskelzellen. Diese Bindung löst die Öffnung des Kaliumkanals aus und erleichtert so den Abfluss positiv geladener Kaliumionen. Die daraus resultierende Hyperpolarisation schließt spannungsgesteuerte Kalziumkanäle und hemmt den Einstrom von Kalziumionen; Da weniger Kalzium für die Muskelkontraktion zur Verfügung steht, entspannen sich die glatten Muskeln, was zu einer Erweiterung der Blutgefäße und einer Senkung des Blutdrucks führt. In hypertensiven Notfällen wird Natriumnitroprussid häufig als parenteral verabreichter Vasodilatator eingesetzt. Bei seiner Metabolisierung setzt Natriumnitroprussid Stickstoffmonoxid frei, das in glatte Muskelzellen diffundiert und das Enzym lösliche Guanylylcyclase (sGC) aktiviert. Das aktivierte Enzym wandelt Guanosintriphosphat (GTP) in zyklisches Guanosinmonophosphat (cGMP) um. Erhöhte cGMP-Spiegel aktivieren die Proteinkinase G (PKG), die Kaliumkanäle öffnet, den Kalziumioneneinstrom hemmt und den intrazellulären Kalziumspiegel senkt. Es aktiviert auch die Myosin-Leichtketten-Phosphatase, die die Myosin-Leichtketten dephosphoryliert und so die Aktin-Myosin-Wechselwirkung hemmt. Diese kombinierten Wirkungen führen zu einer Entspannung der glatten Muskulatur, einer Erweiterung der Blutgefäße sowie einem verringerten Widerstand und Blutdruck. Es ist jedoch zu beachten, dass Natriumnitroprussid Zyanid freisetzt, wodurch die Gefahr einer Zyanidvergiftung besteht.
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