RENIN: SZERKEZET, TERMELÉS, SZEKRÉCIÓ, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2025

A renin, más néven angiotenzinogenasa, egy aszpartil-proteáz, amelynek fontos szerepe van az elektrolit homeosztázisában és az emlősök vérnyomásának szabályozásában.

Ez a fehérje a veseből kiválasztódik a véráramba, és felelős a kísérleti állatok vérnyomásának növekedéséért, amikor vesekivonatokat injektálnak.

Az emberi test renin-angiotenzin-rendszerének reprezentatív vázlata (Forrás: Mikael Häggström a Wikimedia Commons segítségével)

Mivel egy szövet által előállított anyag, amely a keringésbe szekretálódik a célpontjától távol a termelési helyén, a renint hormonnak kell tekinteni.

A hormonok lehetnek fehérjék vagy polipeptidek, szteroid eredetűek vagy a tirozin aminosavból származhatnak. A renin fehérjehormon jellegű, katalitikus hatása más fehérjék enzimatikus hasítását foglalja magában (ez egy proteáz).

Ezt a hormont az 1890-es évek végén fedezték fel, azonban fiziológiai eredetét és molekuláris szerkezetét csak az 1990-es évek végén sikerült pontosan meghatározni.

Szerkezet

Az emberi renin enzimatikus aktivitású glikoprotein, alig több mint 37 kDa molekulatömeggel. A molekula két doménből áll, amelyeket egy mély hasadék választ el, amelyben az aktív hely található.

A renin mindkét doménje egymás után hasonló, és főleg β-hajtogatott lemezekből áll.

E fehérje szekvenciájának különféle elemzései azt mutatják, hogy több mint 30 bázikus aminosavmaradékkal rendelkezik, beleértve a különféle arginineket, lizineket és hisztidineket.

Ezenkívül ismert, hogy a szerkezet egészében hidrofób központok és nagy hidrofil felületek találhatók, amelyek stabilitást biztosítanak a fehérje számára különböző körülmények között.

Az enzim aktív helye a két domén által létrehozott hasadékban helyezkedik el, és a katalizáláshoz nélkülözhetetlen aminosavak két aszparaginsav maradék a 38. és 226. pozícióban, ezért ez egy "aszpartil" proteáz.

Termelés

A renint a vese juxtaglomeruláris készülékeiben állítják elő, egy speciális szerkezettel, amely a disztális kanyargós tubulus és a származási glomerulus közötti kapcsolat helyén található.

Ez a készülék három komponensből áll: a granulátum sejtekből, az extraglomeruláris mesangial sejtekből és a makula densaból.

Sűrű makula

A makula densa szorosan kötött köbös hámsejtek sorából áll, amelyek a csövet a glomerulussal való érintkezés helyén vonják össze, és a disztális kanyargós cső kezdőpontjának tekintik.

Mesangiális sejtek

Az extraglomeruláris mesangialis sejtek háromszögletű régiót képeznek az afferentalis arteriol, az efferent arteriol és a macula densa között, ezeket a glomeruláris mesangialis sejtek kiterjesztésének tekintik. Agranuláris sejteknek is hívják őket.

Granulált sejtek

A szemcsés sejteket juxtaglomeruláris sejteknek nevezzük, és az aferens és efferens arteriolák falában és az extraglomeruláris mesangialis sejtek területén helyezkednek el.

Ezeket a szemcsés sejteket úgy választják meg, hogy a szekréciós granulátumok citoplazmájában vannak jelen. Renint, valamint renin prekurzort, pro-renint tartalmazó granulátum, amely az előproreninből képződik.

A preprorenin olyan prehormon, amelyben az emberek 406 aminosavat tartalmaznak. Ez a prehormon poszt-transzlációs proteolitikus hasításon megy keresztül, így 23 aminosavból álló szekvenciát veszít az aminoterminális végén.

A pre-prorenin hasítása 383 aminosav hosszúságú pro-reninné alakítja. A pro-renin N-terminálisán egy másik szekvencia későbbi hasítása irányítja a renin, az aktív 340 aminosav-proteáz képződését.

Mind a pro-renin, mind a renin kiválasztódhat a keringésbe, de ebben a kötőszövetben nagyon kevés a pro-renin aktív reninré alakul. A pro-renin reninré történő átalakításáért felelős enzimek kallikreinek és katepszinek néven ismertek.

Amint a renint a keringésbe választják ki, a felezési ideje nem haladja meg a 80 percet, és a szekréció nagyon szabályozott.

A vesén kívül a renint más szövetek vagy szervek is előállíthatják, például a herék, petefészek, arteriolák falai, mellékvesekéreg, hipofízis, agy, amniotikus folyadék és mások.

Bár sok állatra alkalmazható, a vesék eltávolításával járó tanulmányok azt mutatják, hogy a keringő renin aktivitás drámai módon csökken a nullához nagyon alacsony szintre.

Kiválasztás

A renin szekrécióját növeli egy sor stimulus, amelyek akkor jelentkeznek, amikor az extracelluláris folyadék térfogata csökken, amikor az artériás nyomás csökken vagy amikor a veseidegekben növekszik a szimpatikus aktivitás.

A renin szekréciójának szabályozásával kapcsolatos számos tényezőt leírtak:

- Az aferens arteriolák baroreceptorjai (nyújtó receptorok) által észlelt renális perfúziós nyomás

- A makula densa-t elérő folyadék térfogatának és összetételének változásai

- A vese szimpatikus idegeinek aktivitása

- Prostaglandinok

- pitvari natriuretic peptid.

Az aferens arteriole baroreceptor mechanizmusa csökkenti a renin szekréciót, amikor az aferens arteriolák nyomása megnövekszik a juxtaglomeruláris készülék szintjén. Szekréciója növekszik, ha a baroreceptor aktivitása csökken a nyomás csökkenésekor.

Egy másik, a renin szekréciójának szabályozásával kapcsolatos érzékelő megtalálható a makula denszában. Minél nagyobb a Na + és a Cl reabszorpció sebessége és ezeknek az elektrolitoknak a koncentrációja a macula densa-t elérő folyadékban, annál alacsonyabb a renin szekréció és fordítva.

A renális szimpatikus idegek fokozott aktivitása, valamint a katecholaminok keringése a noxtaglomeruláris sejtek szimpatikus végénél felszabaduló norepinefrin révén tovább növeli a renin szekréciót.

A prosztaglandinok, különösen a prosztaciklinek stimulálják a renin szekrécióját, közvetlen hatással a juxtaglomeruláris készülék granulátum sejtjeire.

Az angiotenzin II negatív visszacsatoló hatás révén a granuláris sejtekre gyakorolt ​​közvetlen hatással gátolja a renin szekrécióját. Egy másik hormon, például vazopresszin gátolja a renin szekrécióját.

A pitvari nátriuretikus peptid (ANP), amely a szív pitvari izomjában képződik, gátolja a renin szekrécióját.

Az összes stimuláló és gátló tényező együttes hatása határozza meg a renin szekréciójának sebességét. A renin kiválasztódik a vese vérébe, majd hagyja, hogy a vesék keringjenek az egész testben. Kis mennyiségű renin marad a vesefolyadékokban.

Jellemzők

A renin olyan enzim, amely maga nem rendelkezik vazoaktív funkciókkal. A renin egyetlen ismert funkciója az angiotenzinogén levágása az aminoterminálison, angiotenzin I nevű dekapeptid előállításával.

Az angiotenzinogén a májban szintetizált α2-globulinok csoportjából származó glikoprotein, amely a keringő vérben található.

Mivel az angiotenzin I vazopresszor aktivitása nagyon csekély, és egy másik proteázban "lefelé" kell feldolgozni, a renin részt vesz a vérnyomás szabályozásának kezdeti lépéseiben, renin-angiotenzin néven ismert rendszerben.

Az angiotenzin II felezési ideje nagyon rövid (1 és 2 perc között). Különböző peptidázok révén gyorsan metabolizálódik, amelyek fragmentálják, és ezeknek a fragmentumoknak néhány, például az Angiotenzin III megtartja némi vazopresszor aktivitást.

A renin-angiotenzin rendszer általános funkciói sokrétűek, és az alábbiak szerint foglalhatók össze:

- Arteriális szűkület, valamint a szisztolés és diasztolés nyomás növekedése. Az angiotenzin II ebben a funkcióban négy-nyolcszor hatékonyabb, mint a norepinefrin.

- Az aldoszteron fokozott szekréciója az Angiotenzin II közvetlen mellékvesekére gyakorolt ​​közvetlen hatása miatt. A renin-angiotenzin rendszer az aldoszteron szekréció fő szabályozója.

- Megkönnyíti a norepinefrin szekrécióját a posztganglionos szimpatikus idegsejtekre gyakorolt ​​közvetlen hatással.

- Befolyásolja a mezangialis sejtek összehúzódását, ami csökkenti a glomeruláris szűrési sebességet, és a vesékre való tubulusokra gyakorolt ​​közvetlen hatás miatt növeli a nátrium-reabszorpciót.

- Agyszinten ez a rendszer csökkenti a baroreceptor reflex érzékenységét, ami fokozza az Angiotenzin II vazopresszor hatását.

- Az angiotenzin II a szomjúság mechanizmusainak serkentésével serkenti a vízfelvételt. Növeli a vazopresszin és az ACTH hormon kiválasztását.

Kapcsolódó patológiák

A renin-angiotenzin-rendszer tehát fontos szerepet játszik a hipertóniás kóros betegségekben, különösen a vese eredetű betegségekben.

Így az egyik veseartéria összehúzódása tartós hipertóniát vált ki, amely megfordítható, ha az ischaemiás (hibás) vese eltávolításra kerül, vagy a vese artériás szűkület időben felszabadul.

A renintermelés növekedése általában a vese egyik artériáját összekötő vese artéria egyoldalú összehúzódásával jár, ami magas vérnyomáshoz vezet. Ezt a klinikai állapotot veleszületett rendellenességek vagy egyéb vesekeringési rendellenességek okozzák.

Ennek a rendszernek a farmakológiai manipulálása az angiotenzin II receptor blokkolók használatán túlmenően az artériás hipertónia kezelésének alapvető eszközei.

A magas vérnyomás csendes és progresszív betegség, amely a világ lakosságának nagy részét érinti, különösen az 50 év feletti felnőtteket.

Irodalom

1. Akahane, K., Umeyama, H., Nakagawa, S., Moriguchi, I., Hirose, S., Iizuka, K., és Murakami, J. (1985). Az emberi renin háromdimenziós szerkezete. Magas vérnyomás, 7 (1), 3–12.
2. Davis, J. és Freeman, R. (1976). A renin felszabadulását szabályozó mechanizmusok. Élettani áttekintés, 56 (1), 1–56.
3. Guyton, A., és Hall, J. (2006). Orvosi élettan tankönyve (11. kiadás). Elsevier Inc.
4. Hackenthal, E., Paul, M., Ganten, D. és Taugner, R. (1990). A renin szekréciójának morfológiája, élettana és molekuláris biológiája. Physiological Reviews, 70 (4), 1067-1116.
5. Morris, B. (1992). A renin molekuláris biológiája. I: Gén- és fehérjeszerkezet, szintézis és feldolgozás. Journal of Hypertension, 10, 209–214.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., és Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. kiadás). McGraw-Hill Medical.
7. West, J. (1998). Az orvosi gyakorlat élettani alapjai (12. kiadás). Mexico DF: Szerkesztő Médica Panamericana.