Arterielle Barorezeptoren sind Dehnungsrezeptoren, die durch Verzerrung der Arterienwand bei Druckänderungen stimuliert werden. Die Barorezeptoren können die Änderungen sowohl des durchschnittlichen Blutdrucks als auch der Änderungsrate des Drucks mit jedem arteriellen Puls identifizieren. Aktionspotentiale, die im Barorezeptorende ausgelöst werden, werden dann direkt zum Hirnstamm geleitet, wo zentrale Terminierungen (Synapsen) diese Informationen an Neuronen im Solitärkern übertragen, der im Medulla liegt. Reflexantworten aufgrund einer solchen Barorezeptoraktivität können eine Erhöhung oder Verringerung der Herzfrequenz auslösen. Sensorische Endungen des arteriellen Barorezeptors sind einfache, gespreizte Nervenenden, die in der Tunica adventitia der Arterie liegen. Ein Anstieg des mittleren arteriellen Drucks erhöht die Depolarisation dieser sensorischen Enden, was zu Aktionspotentialen führt. Diese Aktionspotentiale werden von Axonen zum Solitärkern im Zentralnervensystem geleitet und wirken sich über autonome Neuronen auf das Herz-Kreislauf-System aus. Hormonsekretionen, die auf das Herz und die Blutgefäße abzielen, werden durch die Stimulation von Barorezeptoren beeinflusst.
Bei normalem Ruheblutdruck entladen sich Barorezeptoren mit jedem Herzschlag. Wenn der Blutdruck sinkt, z. B. bei orthostatischer Hypotonie oder bei hypovolämischem Schock, sinkt die Barorezeptor-Feuerrate und die Barorezeptorreflexe helfen, den Blutdruck wiederherzustellen, indem sie die Herzfrequenz erhöhen. Signale von den Carotis-Barorezeptoren werden über den Nervus glossopharyngealis (Hirnnerv IX) gesendet. Signale von den Aortenbarorezeptoren wandern durch den Vagusnerv (Hirnnerv X). Karotissinus-Barorezeptoren reagieren sowohl auf Erhöhungen als auch auf Abnahmen des arteriellen Drucks, während Aortenbogen-Barorezeptoren nur auf Erhöhungen des arteriellen Drucks reagieren. Arterielle Barorezeptoren informieren Reflexe über den arteriellen Blutdruck, aber andere Dehnungsrezeptoren in den großen Venen und im rechten Vorhof vermitteln Informationen über die Niederdruckteile des Kreislaufsystems.
Barorezeptoren reagieren sehr schnell, um einen stabilen Blutdruck aufrechtzuerhalten Ihre Reaktionen nehmen mit der Zeit ab und sind daher am effektivsten, um kurzfristige Blutdruckänderungen zu vermitteln. Bei Menschen mit essentieller Hypertonie verändern sich die Barorezeptoren und ihre Reflexe und dienen dazu, den erhöhten Blutdruck wie normal aufrechtzuerhalten. Die Rezeptoren werden dann weniger empfindlich gegenüber Veränderungen.
Es wurde festgestellt, dass die elektrische Stimulation von Barorezeptoren den Baroreflex aktiviert, den sympathischen Tonus im gesamten Körper verringert und dadurch den Blutdruck bei Patienten mit resistenter Hypertonie senkt.