β肾上腺素能受体激动剂（如儿茶酚胺）能够激活G蛋白耦联受体/PLC/IP3信号通路，增加CaMKⅡ的表达，进而促进病理性心肌肥厚的发生发展。研究显示血清中儿茶酚胺水平与心肌肥厚呈正相关，基础血浆去甲肾上腺素浓度可独立于收缩压和体重指数预测高血压患者心肌肥厚的程度。

电压门控钾离子通道4.3（Kv4.3）可以调节CaMKⅡ的激活抑制去甲肾上腺素诱导的心肌肥大。肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活增加了AngⅡ的水平，并通过激活CaMKⅡ信号通路直接促进病理性心肌肥厚。

CaMKⅡ通过介导II型组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的磷酸化，尤其是HDAC4和HDAC5的磷酸化，促进其与肌细胞增强因子（MEF-2）解离，使MEF-2表达水平上调，从而促进病理性心肌肥厚的发生发展。此外，CaMKⅡ能够促进NF-κB信号通路、凋亡信号调节激酶1（ASK1）信号通路的激活诱发病理性心肌肥厚。

4、cGMP/蛋白激酶G信号通路

环磷酸鸟苷（cGMP）是细胞内大量存在的第二信使，可以介导一氧化氮和利钠肽之间的信号偶联。cGMP参与调节心肌细胞的生理过程，包括心肌细胞的生长和凋亡。cGMP有三个作用靶点，cGMP-依赖的蛋白激酶或蛋白激酶G，cGMP-调节的磷酸二酯酶以及环磷酸鸟苷门控离子通道，其中PKG被认为是三个作用靶点中最为重要的一个。

研究显示cGMP/蛋白激酶G（PKG）信号通路的激活可以抑制病理性心肌肥厚的发展。研究发现PDE9A能够抑制cGMP信号转导通路的激活，从而促进了病理性心肌肥厚和心室重塑。