Lokale warmtetoepassing zorgt er doorgaans voor dat de bloedvaten verwijden, wat resulteert in een toename van de bloedstroom naar het verwarmde gebied. Dit vaatverwijdende effect van warmte wordt voornamelijk gemedieerd via de volgende mechanismen:

1. Direct effect op gladde spieren: Warmte kan de gladde spiercellen die de wanden van bloedvaten bekleden direct ontspannen. Deze ontspanning leidt tot een afname van de vasculaire tonus, waardoor de bloedvaten verwijden en de bloedstroom toeneemt.

2. Stimulatie van de afgifte van stikstofoxide (NO): Warmte kan de afgifte van stikstofmonoxide (NO) uit endotheelcellen stimuleren, dit zijn cellen die het binnenoppervlak van bloedvaten bekleden. NO is een krachtige vasodilatator die ervoor zorgt dat de bloedvaten ontspannen en verwijden.

3. Activering van warmtegevoelige ionenkanalen: Bepaalde ionenkanalen, zoals transiënte receptorpotentiaalkanalen (TRP-kanalen), zijn gevoelig voor warmte en kunnen worden geactiveerd door hogere temperaturen. Activering van deze kanalen leidt tot veranderingen in de elektrische eigenschappen van vasculaire gladde spiercellen, resulterend in vasodilatatie.

4. Lokale metabolische effecten: Warmtetoepassing kan het lokale metabolisme en de zuurstofbehoefte in de verwarmde ruimte verhogen. Deze verhoogde metabolische activiteit leidt tot de productie van vaatverwijdende stoffen, zoals kooldioxide en adenosine, die verder bijdragen aan de verwijding van de bloedvaten.

Over het geheel genomen bevordert lokale warmtetoepassing de verwijding van de bloedvaten door de gladde spieren te ontspannen, de NO-afgifte te stimuleren, warmtegevoelige ionkanalen te activeren en lokale metabolische effecten te induceren. Deze vasodilatatie verbetert de bloedstroom naar het verwarmde gebied, waardoor meer zuurstof en voedingsstoffen binnenkomen en de verwijdering van afvalproducten wordt vergemakkelijkt. Als gevolg hiervan wordt lokale warmtetoepassing vaak gebruikt in therapeutische modaliteiten, zoals warmtetherapie en thermotherapie, om de bloedsomloop te verbeteren en genezing en pijnverlichting te bevorderen.