RENINAS: STRUKTŪRA, GAMYBA, SEKRECIJA, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Renino , taip pat žinomas kaip angiotensinogenasa, yra aspartilproteazę, kad turi didelę reikšmę elektrolitų homeostazės ir kontrolės kraujospūdžio žinduolių.

Šis baltymas išsiskiria iš inksto į kraują ir yra atsakingas už kraujospūdžio padidėjimą eksperimentiniams gyvūnams, kai švirkščiami inkstų ekstraktai.

Renino-angiotenzino sistemos reprezentacinė schema žmogaus kūne (Šaltinis: Mikael Häggström per Wikimedia Commons)

Kadangi reninas yra medžiaga, kurią gamina audinys ir kuri išsiskiria į apyvartą su taikiniu toli nuo jo susidarymo vietos, reninas laikomas hormonu.

Hormonai gali būti baltymai arba polipeptidai, turėti steroidinę kilmę arba būti gauti iš aminorūgšties tirozino. Reninas yra baltymo hormonas, kurio katalitinis poveikis yra fermentinis kitų baltymų skaidymas (tai yra proteazė).

Šis hormonas buvo atrastas 1890-ųjų pabaigoje, tačiau tik 1990-ųjų pabaigoje buvo tiksliai nustatyta jo fiziologinė kilmė ir molekulinė struktūra.

Struktūra

Žmogaus reninas yra glikoproteinas, kurio fermentinis aktyvumas yra šiek tiek didesnis nei 37 kDa. Molekulę sudaro du domenai, atskirti giliu plyšiu, kuriame yra jo aktyvioji vieta.

Abu renino domenai yra panašūs iš eilės ir susideda daugiausia iš β sulankstytų lakštų.

Skirtingos šio baltymo sekos analizės rodo, kad jame yra daugiau kaip 30 bazinių aminorūgščių liekanų, įskaitant įvairius argininus, lizinus ir histidinus.

Be to, žinoma, kad visoje struktūroje randami hidrofobiniai centrai ir dideli hidrofiliniai paviršiai, užtikrinantys baltymo stabilumą skirtingose ​​situacijose.

Aktyvioji fermento vieta yra plyšyje, suformuotame dviejuose domenuose, o katalizės metu būtinos aminorūgštys yra dvi asparto rūgšties liekanos 38 ir 226 padėtyse, todėl tai yra „aspartilo“ proteazė.

Gamyba

Reninas gaminamas inkstų jukstaglomeruliniuose aparatuose - specializuotoje struktūroje, esančioje sąlyčio vietoje tarp distalinio susisukančio kanalėlio ir jo kilmės glomerulų.

Šis aparatas susideda iš trijų komponentų: granulės ląstelių, ekstraglomerulinių mesangialinių ląstelių ir geltonosios dėmės.

Tanki makula

Makula densa yra sudaryta iš glaudžiai susuktų kubinių epitelio ląstelių, kurios linijuoja vamzdelį kontakto su glomerulu vietoje, ir yra laikomos distalinio susisukusių kanalėlių pradžia.

Mesangialinės ląstelės

Extraglomerulinės mesangialinės ląstelės randamos sudarančios trikampį regioną tarp aferencinio arteriolio, eferentinio arteriolio ir geltonosios dėmės (macula densa). Jie laikomi glomerulų mezanialinių ląstelių pratęsimu. Jie taip pat vadinami agranulinėmis ląstelėmis.

Granulinės ląstelės

Granulių ląstelės yra vadinamos juxtaglomerulinėmis ląstelėmis ir yra aferencinių ir efferentinių arteriolių sienose bei ekstraglomerulinių mesangialinių ląstelių srityje.

Šios granulių ląstelės yra vadinamos sekrecinėmis granulėmis jų citoplazmoje. Granulės, kuriose yra renino, taip pat renino pirmtakas pro-reninas, kuris susidaro iš priešprorenino.

Preproreninas yra prehormonas, turintis 406 aminorūgštis žmonėms. Šis prehormonas skaidomas posttransliaciniu proteolitiniu skaidymu, prarasdamas 23 liekanų seką savo amino gale.

Pre-pro-renino skaidymas paverčia jį 383 aminorūgščių ilgio pro-reninu. Vėlesnis kitos sekos suskaidymas pro-renino N-gale yra tas, kuris nukreipia renino, aktyvios 340 aminorūgšties proteazės, susidarymą.

Pro-reninas ir reninas gali būti išskiriami į kraujotaką, tačiau šiame jungiamajame audinyje labai mažai pro-renino virsta aktyviu reninu. Fermentai, atsakingi už pro-renino pavertimą reninu, yra žinomi kaip kallikreinai ir katepsiinai.

Išskyrus reniną į kraujotaką, jo pusinės eliminacijos periodas yra ne daugiau kaip 80 minučių, o sekrecija yra labai reguliuojama.

Be inksto, reniną gali gaminti kiti audiniai ar organai, tokie kaip sėklidės, kiaušidės, arteriolių sienos, antinksčių žievė, hipofizė, smegenys, amniono skystis ir kiti.

Inkstų pašalinimo tyrimai, nors ir taikomi daugeliui gyvūnų, rodo, kad cirkuliuojančio renino aktyvumas smarkiai sumažėja iki labai artimo nuliui.

Sekrecija

Renino sekreciją padidina daugybė stimulų, kurie atsiranda, kai mažėja tarpląstelinio skysčio tūris, kai mažėja arterinis slėgis arba kai padidėja simpatinis inkstų nervų aktyvumas.

Aprašyta keletas veiksnių, susijusių su renino sekrecijos reguliavimu:

- Inkstų perfuzijos slėgis, kurį nustato afektinės arteriolės baroreceptoriai (tempimo receptoriai)

- Skysčio, patenkančio į geltonąją dėmę, tūrio ir sudėties pokyčiai

- Inkstų simpatinių nervų veikla

- Prostaglandinai

- Prieširdžių natriuretinis peptidas.

Aferencinio arteriolio baroreceptorių mechanizmas sukelia renino sekrecijos sumažėjimą, kai padidėja aferencinio arteriolio slėgis juxtaglomerulinio aparato lygyje. Jo sekrecija padidėja, kai baroreceptorių aktyvumas mažėja mažėjant slėgiui.

Kitas jutiklis, susijęs su renino sekrecijos reguliavimu, yra makulas. Kuo didesnė Na + ir Cl reabsorbcijos norma ir šių elektrolitų koncentracija skystyje, kuris pasiekia geltonąją dėmę, tuo mažesnė renino sekrecija ir atvirkščiai.

Padidėjęs inkstų simpatinių nervų, taip pat cirkuliuojančių katecholaminų aktyvumas per norepinefriną, išsiskiriantį simpatinėse galūnėse juxtaglomerulinėse ląstelėse, padidina renino sekreciją.

Prostaglandinai, ypač prostaciklinai, stimuliuoja renino sekreciją, tiesiogiai veikdami jukstaglomerulinio aparato granulių ląsteles.

Dėl neigiamo grįžtamojo ryšio angiotenzinas II slopina renino sekreciją, tiesiogiai veikdamas granulių ląsteles. Kitas hormonas, toks kaip vazopresinas, slopina renino sekreciją.

Prieširdžių natriuretinis peptidas (ANP), gaminamas širdies prieširdžių raumenyse, slopina renino sekreciją.

Renino sekrecijos greitį lemia bendras stimuliuojančių ir slopinančių veiksnių poveikis. Reninas išskiriamas į inkstų kraują ir palieka inkstus cirkuliuoti visame kūne. Tačiau nedidelis renino kiekis lieka inkstų skysčiuose.

funkcijos

Reninas yra fermentas, kuris pats neturi vazoaktyvių funkcijų. Vienintelė žinoma renino funkcija yra sumažinti angiotenzinogeną amino gale, sukuriant dekapeptidą, vadinamą Angiotenzinu I.

Angiotenzinogenas yra glikoproteinas iš α2 globulinų grupės, sintezuojamo kepenyse ir jo yra kraujyje.

Kadangi angiotenzinas I turi labai silpną vazopresoriaus aktyvumą ir jį turi „perdirbti“ kita proteazė, reninas dalyvauja pradiniuose kraujospūdžio reguliavimo etapuose sistemoje, vadinamoje reninu-angiotenzinu.

Angiotenzino II pusinės eliminacijos laikas yra labai trumpas (nuo 1 iki 2 minučių). Jis greitai metabolizuojamas įvairių peptidazių, kurios jį suskaido, o kai kurie iš šių fragmentų, pavyzdžiui, angiotenzinas III, išlaiko tam tikrą vazopresoriaus aktyvumą.

Bendros renino-angiotenzino sistemos funkcijos yra daugialypės ir jas galima apibendrinti taip:

- Arteriolinis susiaurėjimas ir sistolinio bei diastolinio slėgio padidėjimas. Šiai funkcijai angiotenzinas II yra keturis – aštuonis kartus stipresnis nei norepinefrino.

- Padidėjęs aldosterono sekrecija dėl tiesioginio Angiotenzino II poveikio antinksčių žievei. Renino-angiotenzino sistema yra pagrindinis aldosterono sekrecijos reguliatorius.

- Palengvina norepinefrino sekreciją, tiesiogiai veikdamas postganglioninius simpatinius neuronus.

- Tai daro įtaką mesangialinių ląstelių susitraukimui, todėl sumažėja glomerulų filtracijos greitis ir, tiesiogiai veikiant inkstų kanalėlius, padidėja natrio reabsorbcija.

- Smegenų lygyje ši sistema sumažina baroreceptorių reflekso jautrumą, o tai sustiprina angiotenzino II vazopresorinį poveikį.

- Angiotenzinas II skatina vandens suvartojimą skatindamas troškulio mechanizmus. Tai padidina vazopresino ir hormono ACTH sekreciją.

Susijusios patologijos

Taigi renino-angiotenzino sistema vaidina svarbų vaidmenį hipertenzinėse patologijose, ypač susijusiose su inkstais.

Taip vienos iš inkstų arterijų susiaurėjimas sukelia ilgalaikę hipertenziją, kuri gali būti panaikinta, jei pašalinamas išeminis (sugedęs) inkstas arba inkstų arterijos susiaurėjimas išlaisvinamas laiku.

Renino gamybos padidėjimas paprastai susijęs su vienašaliu inksto arterijos, jungiančios vieną iš inkstų, susiaurėjimu, dėl kurio atsiranda hipertenzija. Ši klinikinė būklė gali atsirasti dėl įgimtų defektų ar kitų inkstų kraujotakos sutrikimų.

Farmakologinis šios sistemos manipuliavimas, be angiotenzino II receptorių blokatorių vartojimo, yra pagrindinės arterinės hipertenzijos gydymo priemonės.

Aukštas kraujospūdis yra tyli ir progresuojanti liga, kuria serga didelė dalis pasaulio gyventojų, ypač suaugę žmonės, vyresni nei 50 metų.

Nuorodos

1. Akahane, K., Umeyama, H., Nakagawa, S., Moriguchi, I., Hirose, S., Iizuka, K., & Murakami, J. (1985). Trimatė žmogaus renino struktūra. Hipertenzija, 7 (1), 3–12.
2. Davis, J., ir Freeman, R. (1976). Renino išsiskyrimą reguliuojantys mechanizmai. Fiziologinės apžvalgos, 56 (1), 1–56.
3. Guytonas, A., ir Hall, J. (2006). Medicininės fiziologijos vadovėlis (11-asis leidimas). „Elsevier Inc.“
4. Hackenthal, E., Paul, M., Ganten, D., & Taugner, R. (1990). Renino sekrecijos morfologija, fiziologija ir molekulinė biologija. Fiziologiniai atsiliepimai, 70 (4), 1067-1116.
5. Morris, B. (1992). Renino molekulinė biologija. I: Genų ir baltymų struktūra, sintezė ir perdirbimas. Journal of Hipertenzija, 10, 209–214.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperio iliustruota biochemija (28-asis leidimas). „McGraw-Hill Medical“.
7. West, J. (1998). Medicinos praktikos fiziologiniai pagrindai (12-asis leidimas). Meksikos DF: redaktorė Médica Panamericana.