Ренин-ангиотензиновая система

Гормональная система

Анатомическая схема RAS ^[1]

Ренин -ангиотензиновая система ( РААС ) или ренин-ангиотензин-альдостероновая система ( РААС ) — это гормональная система , которая регулирует артериальное давление , баланс жидкости и электролитов , а также системное сосудистое сопротивление . ^{[2] [3]}

Когда почечный кровоток снижается, юкстагломерулярные клетки в почках преобразуют предшественника проренина (уже присутствующего в крови) в ренин и секретируют его непосредственно в кровоток . Затем ренин плазмы осуществляет преобразование ангиотензиногена , высвобождаемого печенью , в декапептид, называемый ангиотензином I , который сам по себе не имеет биологической функции. ^[4] Ангиотензин I впоследствии преобразуется в активный ангиотензин II (октапептид) ангиотензинпревращающим ферментом (АПФ), обнаруженным на поверхности эндотелиальных клеток сосудов, преимущественно легких . [ ^5] Ангиотензин II имеет короткую жизнь, около 1-2 минут. Затем он быстро распадается на гептапептид, называемый ангиотензином III, под действием ангиотензиназ, которые присутствуют в эритроцитах и ​​сосудистых руслах многих тканей.

Ангиотензин III повышает артериальное давление и стимулирует секрецию альдостерона из коры надпочечников ; он обладает 100%-ной адренокортикальной стимулирующей активностью и 40%-ной вазопрессорной активностью ангиотензина II.

Ангиотензин IV также обладает адренокортикальной и вазопрессорной активностью.

Ангиотензин II — это мощный сосудосуживающий пептид, который сужает кровеносные сосуды, что приводит к повышению артериального давления. ^[6] Ангиотензин II также стимулирует секрецию гормона альдостерона ^[6] из коры надпочечников . Альдостерон заставляет почечные канальцы увеличивать реабсорбцию натрия , что в результате вызывает реабсорбцию воды в кровь, одновременно вызывая выведение калия (для поддержания электролитного баланса). Это увеличивает объем внеклеточной жидкости в организме, что также повышает артериальное давление.

Если RAS ненормально активна, артериальное давление будет слишком высоким. Существует несколько типов лекарств, включая ингибиторы АПФ , блокаторы рецепторов ангиотензина II (БРА) и ингибиторы ренина , которые прерывают различные этапы в этой системе, чтобы улучшить артериальное давление. Эти лекарства являются одним из основных способов контроля высокого артериального давления , сердечной недостаточности , почечной недостаточности и вредных последствий диабета . ^{[7] [8]}

Активация

Схема РААС

Система может быть активирована при потере объема крови или падении артериального давления (например, при кровоизлиянии или обезвоживании ). Эта потеря давления интерпретируется барорецепторами в каротидном синусе . Она также может быть активирована при снижении концентрации фильтрата хлорида натрия (NaCl) или снижении скорости потока фильтрата, что будет стимулировать macula densa , чтобы дать сигнал юкстагломерулярным клеткам о высвобождении ренина. ^{[ необходима цитата ]}

1. Если перфузия юкстагломерулярного аппарата в плотной зоне почки снижается, то юкстагломерулярные клетки (зернистые клетки, видоизмененные перициты в капиллярах клубочков) выделяют фермент ренин .
2. Ренин расщепляет декапептид от ангиотензиногена , глобулярного белка . Декапептид известен как ангиотензин I.
3. Затем ангиотензин I преобразуется в октапептид , ангиотензин II, с помощью ангиотензинпревращающего фермента (АПФ), ^[9], который, как полагают, в основном находится в эндотелиальных клетках капилляров по всему телу, в легких и эпителиальных клетках почек. Одно исследование, проведенное в 1992 году, обнаружило АПФ во всех эндотелиальных клетках кровеносных сосудов. ^[10]
4. Ангиотензин II является основным биоактивным продуктом ренин-ангиотензиновой системы, связываясь с рецепторами на внутриклубочковых мезангиальных клетках , заставляя эти клетки сокращаться вместе с окружающими их кровеносными сосудами; и с рецепторами на клетках клубочковой зоны, вызывая высвобождение альдостерона из клубочковой зоны в коре надпочечников . Ангиотензин II действует как эндокринный , аутокринный / паракринный и интракринный гормон.

Сердечно-сосудистые эффекты

Схема регуляции почечных гормонов

Ангиотензин I может иметь некоторую незначительную активность, но ангиотензин II является основным биоактивным продуктом. Ангиотензин II оказывает множество эффектов на организм: ^{[ необходима цитата ]}

• Во всем организме ангиотензин II является мощным вазоконстриктором артериол .
• В почках ангиотензин II сужает артериолы клубочков , оказывая большее влияние на эфферентные артериолы , чем на афферентные. Как и в случае с большинством других капиллярных русел в организме, сужение афферентных артериол увеличивает сопротивление артериол, повышая системное артериальное давление и уменьшая кровоток. Однако почки должны продолжать фильтровать достаточно крови, несмотря на это падение кровотока, что требует механизмов для поддержания повышенного давления крови в клубочках. Для этого ангиотензин II сужает артериолы клубочков, что заставляет кровь накапливаться в клубочках, увеличивая давление в клубочках. Таким образом, поддерживается скорость клубочковой фильтрации (СКФ), и фильтрация крови может продолжаться, несмотря на снижение общего кровотока в почках. Поскольку фракция фильтрации, которая является отношением скорости клубочковой фильтрации (СКФ) к почечному плазмотоку (РПФ), увеличилась, в нисходящих перитубулярных капиллярах становится меньше плазменной жидкости. Это, в свою очередь, приводит к снижению гидростатического давления и повышению онкотического давления (из-за нефильтрованных плазменных белков ) в перитубулярных капиллярах. Эффект снижения гидростатического давления и повышения онкотического давления в перитубулярных капиллярах будет способствовать повышению реабсорбции канальцевой жидкости.
• Ангиотензин II снижает мозговой кровоток через прямые сосуды . Это уменьшает вымывание NaCl и мочевины в мозговом пространстве почек . Таким образом, более высокие концентрации NaCl и мочевины в мозговом веществе способствуют увеличению абсорбции канальцевой жидкости. Кроме того, повышенная реабсорбция жидкости в мозговом веществе увеличит пассивную реабсорбцию натрия вдоль толстого восходящего колена петли Генле .
• Ангиотензин II стимулирует Na⁺
  / Ч⁺
  обменники, расположенные на апикальных мембранах (обращенных в просвет канальца) клеток в проксимальном канальце и толстом восходящем отделе петли Генле в дополнение к Na⁺
  каналы в собирательных трубочках. Это в конечном итоге приведет к увеличению реабсорбции натрия.
• Ангиотензин II стимулирует гипертрофию клеток почечных канальцев, что приводит к дальнейшей реабсорбции натрия.
• В коре надпочечников ангиотензин II действует, вызывая высвобождение альдостерона . Альдостерон действует на канальцы (например, дистальные извитые канальцы и корковые собирательные трубочки ) в почках, заставляя их реабсорбировать больше натрия и воды из мочи. Это увеличивает объем крови и, следовательно, повышает артериальное давление. В обмен на реабсорбцию натрия в кровь калий секретируется в канальцы, становится частью мочи и выводится.
• Ангиотензин II вызывает высвобождение антидиуретического гормона (АДГ), ^[6] также называемого вазопрессином – АДГ вырабатывается в гипоталамусе и выделяется из задней доли гипофиза . Как следует из названия, он также проявляет сосудосуживающие свойства, но его основное действие заключается в стимуляции реабсорбции воды в почках. АДГ также действует на центральную нервную систему, увеличивая аппетит человека к соли и стимулируя чувство жажды .

Эти эффекты напрямую взаимодействуют, повышая артериальное давление, и им противодействует предсердный натрийуретический пептид (ПНП).

Локальные ренин-ангиотензиновые системы

Локально экспрессируемые ренин-ангиотензиновые системы были обнаружены в ряде тканей, включая почки , надпочечники , сердце , сосудистую и нервную системы , и имеют различные функции, включая местную сердечно-сосудистую регуляцию , совместно или независимо от системной ренин-ангиотензиновой системы, а также несердечно-сосудистые функции. ^{[9] [11] [12]} За пределами почек ренин в основном забирается из кровообращения, но может секретироваться локально в некоторых тканях; его предшественник проренин высоко экспрессируется в тканях, и более половины циркулирующего проренина имеет внепочечное происхождение, но его физиологическая роль, помимо службы в качестве предшественника ренина, до сих пор неясна. ^[13] За пределами печени ангиотензиноген забирается из кровообращения или экспрессируется локально в некоторых тканях; с ренином они образуют ангиотензин I, а локально экспрессируемый ангиотензинпревращающий фермент , химаза или другие ферменты могут преобразовывать его в ангиотензин II. ^{[13] [14] [15]} Этот процесс может быть внутриклеточным или интерстициальным. ^[9]

В надпочечниках он, вероятно, участвует в паракринной регуляции секреции альдостерона ; в сердце и сосудистой системе он может участвовать в ремоделировании или сосудистом тонусе; а в мозге , где он в значительной степени независим от циркуляторной РАС, он может участвовать в местной регуляции артериального давления. ^{[9] [12] [16]} Кроме того, как центральная , так и периферическая нервная система могут использовать ангиотензин для симпатической нейротрансмиссии. ^[17] Другие места выражения включают репродуктивную систему, кожу и органы пищеварения. Лекарства, направленные на системную систему, могут влиять на выражение этих местных систем, как благоприятно, так и неблагоприятно. ^[9]

Фетальная ренин-ангиотензиновая система

У плода ренин-ангиотензиновая система является преимущественно натрий-теряющей системой, ^{[ требуется ссылка ],} поскольку ангиотензин II не оказывает или оказывает незначительное влияние на уровень альдостерона. Уровни ренина у плода высоки, тогда как уровни ангиотензина II значительно ниже; это связано с ограниченным легочным кровотоком, что не позволяет АПФ (находящемуся преимущественно в легочном кровообращении) оказывать максимальный эффект. ^{[ требуется ссылка ]}

Клиническое значение

Блок-схема, показывающая клинические эффекты активности РААС и места действия ингибиторов АПФ и блокаторов рецепторов ангиотензина.

• Ингибиторы АПФ ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента часто используются для снижения образования более сильного ангиотензина II. Каптоприл является примером ингибитора АПФ. АПФ расщепляет ряд других пептидов и в этом качестве является важным регулятором системы кинин-калликреин , поскольку такое блокирование АПФ может привести к побочным эффектам. ^[18]
• Антагонисты рецепторов ангиотензина II , также известные как блокаторы рецепторов ангиотензина, могут использоваться для предотвращения действия ангиотензина II на его рецепторы .
• Прямые ингибиторы ренина также могут использоваться при гипертонии. ^[19] Препаратами, которые ингибируют ренин, являются алискирен ^[20] и исследуемый ремикирен ^[21] .
• Были исследованы вакцины против ангиотензина II, например CYT006-AngQb . ^{[22] [23]}

Смотрите также

• Открытие и разработка блокаторов рецепторов ангиотензина
• Предсердный натрийуретический пептид : когда предсердие растягивается, артериальное давление считается повышенным, а натрий выводится, что снижает артериальное давление.
• Рефлекс Бейнбриджа : в ответ на растяжение стенки правого предсердия частота сердечных сокращений увеличивается, что приводит к снижению венозного давления.
• Барорефлекс : когда рецепторы растяжения в дуге аорты и каротидном синусе усиливаются, артериальное давление считается повышенным, а частота сердечных сокращений уменьшается, что приводит к снижению артериального давления.
• Антидиуретический гормон : гипоталамус определяет гиперосмолярность внеклеточной жидкости, а задняя доля гипофиза секретирует антидиуретический гормон для увеличения реабсорбции воды в собирательных трубочках.

Ссылки

1. Борон ВФ, Булпаеп ЭЛ, ред. (2003). «Интеграция солевого и водного баланса (стр. 866–867); Надпочечник (стр. 1059)». Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход. Elsevier/Saunders. ISBN 978-1-4160-2328-9. OCLC  1127823558. Архивировано из оригинала 9 апреля 2022 г. . Получено 8 апреля 2022 г. .
2. Lappin S, Fountain JH (5 мая 2019 г.). "Физиология, ренин-ангиотензиновая система". NCBI . NIH. PMID  29261862. Архивировано из оригинала 29 апреля 2019 г. Получено 9 мая 2019 г.
3. Nakagawa P, Gomez J, Grobe JL, Sigmund CD (январь 2020 г.). «Ренин-ангиотензиновая система в центральной нервной системе и ее роль в регуляции артериального давления». Current Hypertension Reports . 22 (1): 7. doi :10.1007 / s11906-019-1011-2. PMC 7101821. PMID  31925571. 
4. Кумар А., Фаусто А. (2010). "11". Патологическая основа болезни (8-е изд.). Saunders Elsevier. стр. 493. ISBN 978-1-4160-3121-5. OCLC  758251143. Архивировано из оригинала 9 апреля 2022 г. . Получено 8 апреля 2022 г. .
5. Golan D, Tashjian A, Armstrong E, Armstrong A (15 декабря 2011 г.). Principles of Pharmacology – The Pathophysiologic Basis of Drug Therapy. Lippincott Williams & Wolters. стр. 335. ISBN 978-1-60831-270-2. OCLC  1058067942. Архивировано из оригинала 9 апреля 2022 г. . Получено 8 апреля 2022 г. .
6. Yee AH, Burns JD, Wijdicks EF (апрель 2010 г.). «Церебральная потеря соли: патофизиология, диагностика и лечение». Neurosurg Clin N Am . 21 (2): 339–352. doi :10.1016/j.nec.2009.10.011. PMID  20380974.
7. Bakris GL (ноябрь 2022 г.). «Высокое кровяное давление: заболевания сердца и кровеносных сосудов». Merck Manual Home Edition . Архивировано из оригинала 5 ноября 2010 г. Получено 6 июня 2008 г.
8. Соломон SD, Анавекар N (2005). «Краткий обзор ингибирования ренин-ангиотензиновой системы: акцент на блокаде рецептора ангиотензина II типа 1». Medscape Cardiology . 9 (2). Архивировано из оригинала 15 декабря 2019 г. . Получено 6 июня 2008 г. .
9. Paul M, Poyan Mehr A, Kreutz R (июль 2006 г.). «Физиология локальных ренин-ангиотензиновых систем». Physiol. Rev. 86 ( 3): 747–803. doi :10.1152/physrev.00036.2005. PMID  16816138.
10. Rogerson FM, Chai SY, Schlawe I, Murray WK, Marley PD, Mendelsohn FA (июль 1992 г.). «Наличие ангиотензинпревращающего фермента в адвентиции крупных кровеносных сосудов». J. Hypertens . 10 (7): 615–620. doi :10.1097/00004872-199207000-00003. PMID  1321187. S2CID  25785488.
11. Kobori H, Nangaku M, Navar LG, Nishiyama A (сентябрь 2007 г.). «Внутрипочечная ренин-ангиотензиновая система: от физиологии к патобиологии гипертонии и заболеваний почек». Pharmacological Reviews . 59 (3): 251–287. doi :10.1124/pr.59.3.3. PMC 2034302 . PMID  17878513. 
12. Ehrhart-Bornstein M, Hinson JP, Bornstein SR, Scherbaum WA, Vinson GP (апрель 1998 г.). «Внутринадпочечниковые взаимодействия в регуляции адренокортикального стероидогенеза». Endocrine Reviews . 19 (2): 101–143. doi : 10.1210/edrv.19.2.0326 . PMID  9570034.^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
13. Nguyen G (март 2011 г.). «Ренин, (про)ренин и рецептор: обновление». Clinical Science . 120 (5): 169–178. doi :10.1042/CS20100432. PMID  21087212.
14. Кумар Р., Сингх В. П., Бейкер К. М. (март 2008 г.). «Внутриклеточная ренин-ангиотензиновая система: влияние на сердечно-сосудистое ремоделирование». Current Opinion in Nephrology and Hypertension . 17 (2): 168–173. doi :10.1097/MNH.0b013e3282f521a8. PMID  18277150. S2CID  39068591.
15. Кумар Р., Сингх В. П., Бейкер К. М. (апрель 2009 г.). «Внутриклеточная ренин-ангиотензиновая система в сердце». Current Hypertension Reports . 11 (2): 104–110. doi :10.1007/s11906-009-0020-y. PMID  19278599. S2CID  46657557.
16. McKinley MJ, Albiston AL, Allen AM, Mathai ML, May CN, McAllen RM и др. (июнь 2003 г.). «Ренин-ангиотензиновая система мозга: местоположение и физиологические роли». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 35 (6): 901–918. doi :10.1016/S1357-2725(02)00306-0. PMID  12676175.
17. Патил Дж., Хайнигер Э., Шаффнер Т., Мюлеманн О., Имбоден Х. (апрель 2008 г.). «Ангиотензинергические нейроны в симпатических чревных ганглиях, иннервирующих мезентериальные сосуды сопротивления крысы и человека». Регуляторные пептиды . 147 (1–3): 82–87. doi :10.1016/j.regpep.2008.01.006. PMID  18308407. S2CID  23123825.
18. Одака C, Мидзуочи T (сентябрь 2000 г.). «Ингибитор ангиотензинпревращающего фермента каптоприл предотвращает апоптоз, вызванный активацией, путем вмешательства в сигналы активации Т-клеток». Клиническая и экспериментальная иммунология . 121 (3): 515–522. doi : 10.1046/j.1365-2249.2000.01323.x . PMC 1905724. PMID 10971519  . 
19. Mehta A (январь 2011). "Прямые ингибиторы ренина как антигипертензивные препараты". Pharmaxchange . Архивировано из оригинала 7 декабря 2010 г.
20. Gradman A, Schmieder R, Lins R, Nussberger J, Chiangs Y, Bedigian M (2005). «Алискирен, новый перорально эффективный ингибитор ренина, обеспечивает дозозависимую антигипертензивную эффективность и плацебоподобную переносимость у пациентов с гипертонией». Circulation . 111 (8): 1012–1018. doi : 10.1161/01.CIR.0000156466.02908.ED . PMID  15723979.
21. Richter WF, Whitby BR, Chou RC (1996). «Распределение ремикирена, мощного перорально активного ингибитора человеческого ренина, у лабораторных животных». Xenobiotica . 26 (3): 243–254. doi :10.3109/00498259609046705. PMID  8730917.
22. Tissot AC, Maurer P, Nussberger J, Sabat R, Pfister T, Ignatenko S, et al. (март 2008 г.). «Влияние иммунизации против ангиотензина II с помощью CYT006-AngQb на амбулаторное артериальное давление: двойное слепое, рандомизированное, плацебо-контролируемое исследование фазы IIa». Lancet . 371 (9615): 821–827. doi :10.1016/S0140-6736(08)60381-5. PMID  18328929. S2CID  15175992.
23. Brown MJ (октябрь 2009 г.). «Успехи и неудачи вакцин против компонентов ренин-ангиотензиновой системы». Nature Reviews. Кардиология . 6 (10): 639–647. doi :10.1038/nrcardio.2009.156. PMID  19707182. S2CID  15949.

Дальнейшее чтение

• Banic A, Sigurdsson GH, Wheatley AM (1993). «Влияние возраста на сердечно-сосудистую реакцию во время ступенчатого кровотечения у анестезированных крыс». Res Exp Med (Berl) . 193 (5): 315–321. doi :10.1007/BF02576239. PMID  8278677. S2CID  37700794.

Внешние ссылки

• Система ренин-ангиотензин+ в Национальной медицинской библиотеке США, медицинские предметные рубрики (MeSH)