血管拡張薬は主に動脈壁と静脈壁内の平滑筋に作用し、高血圧症の治療に使用されます。ミノキシジルやヒドララジンなどの薬剤は主に動脈と細動脈を標的とするのに対し、ニトロプルシドナトリウムは細動脈と細静脈に作用します。プロドラッグとして機能するミノキシジルは、経口投与後、肝硫酸転移酵素によって活性型である硫酸ミノキシジルに代謝されます。この代謝産物は、平滑筋細胞膜上の ATP 感受性カリウム チャネルのスルホニル尿素受容体 (SUR) 成分に結合します。この結合はカリウムチャネルの開口を引き起こし、正に帯電したカリウムイオンの流出を促進します。結果として生じる過分極は、電位依存性カルシウムチャネルを閉じ、カルシウムイオンの流入を阻害します。筋肉の収縮に利用できるカルシウムが少なくなると、平滑筋が弛緩し、血管が拡張し、血圧が低下します。高血圧の緊急事態では、ニトロプルシドナトリウムが非経口投与される血管拡張薬として頻繁に使用されます。ニトロプルシドナトリウムは代謝されると一酸化窒素を放出し、これが平滑筋細胞内に拡散して可溶性グアニリルシクラーゼ（sGC）酵素を活性化します。活性化された酵素は、グアノシン三リン酸 (GTP) を環状グアノシン一リン酸 (cGMP) に変換します。 cGMPレベルが上昇すると、プロテインキナーゼG（PKG）が活性化され、カリウムチャネルが開き、カルシウムイオンの流入が阻害され、細胞内カルシウムレベルが低下します。また、ミオシン軽鎖ホスファターゼを活性化し、ミオシン軽鎖を脱リン酸化し、アクチン-ミオシン相互作用を阻害します。これらの複合作用により、平滑筋の弛緩、血管の拡張、抵抗力と血圧の低下が生じます。ただし、ニトロプルシドナトリウムはシアン化物を放出し、シアン化物中毒の危険性があることに注意してください。
