RENIINI: RAKENNE, TUOTANTO, ERITYS, TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2026

Reniini, joka tunnetaan myös nimellä angiotensinogenasa, on aspartyyliproteaasia, joka on merkittäviä vaikutuksia elektrolyytin homeostaasin ja verenpaineen säätelyssä nisäkkäissä.

Tämä proteiini erittyy munuaisista verenkiertoon ja on vastuussa verenpaineen noususta koe-eläimissä, kun munuaisuutteita injektoidaan.

Edustava kaavio Renin-Angiotensiinijärjestelmästä ihmiskehossa (Lähde: Mikael Häggström Wikimedia Commonsin kautta)

Koska reniiniä pidetään hormonina, koska se on kudoksen tuottama aine, joka erittyy verenkiertoon kohteena kaukana sen tuotantopaikasta.

Hormonit voivat olla proteiineja tai polypeptidejä, ne voivat olla steroidista alkuperää tai peräisin aminohaposta tyrosiinista. Reniini on luonteeltaan proteiinihormoni, ja sen katalyyttiseen vaikutukseen sisältyy muiden proteiinien entsymaattinen pilkkominen (se on proteaasi).

Tämä hormoni löydettiin 1890-luvun lopulla. Kuitenkin vasta 1990-luvun lopulla, sen fysiologinen alkuperä ja molekyylirakenne määritettiin tarkasti.

Rakenne

Ihmisen reniini on glykoproteiini, jolla on entsymaattista aktiivisuutta ja jonka molekyylipaino on hiukan yli 37 kDa. Molekyyli koostuu kahdesta domeenista, joita erottaa syvä rako, jonka sisällä sen aktiivinen kohta sijaitsee.

Reniinin molemmat domeenit ovat samanlaisia ​​sekvenssissä ja koostuvat pääasiassa P-taitettuista levyistä.

Tämän proteiinin sekvenssin erilaiset analyysit paljastavat, että siinä on yli 30 emäksistä aminohappotähdettä, mukaan lukien erilaiset arginiinit, lysiinit ja histidiinit.

Lisäksi tiedetään, että koko rakenteessa on hydrofobisia keskuksia ja suuria hydrofiilisiä pintoja, jotka tarjoavat stabiilisuuden proteiinille erilaisissa yhteyksissä.

Entsyymin aktiivinen kohta sijaitsee kahden domeenin muodostamassa halkeamassa ja välttämättömät aminohapot katalyysiä varten ovat kaksi asparagiinihappotähdettä asemissa 38 ja 226, minkä vuoksi tämä on "aspartyyliproteaasi".

tuotanto

Reniiniä tuotetaan munuaisen juxtaglomerulaarisessa laitteistossa, erikoistuneena rakenteena, joka löytyy kosketuskohdasta distaalisen kääntyneen putken ja sen alkuperäisen glomeruluksen välillä.

Tämä laite koostuu kolmesta komponentista: rakeista soluista, extraglomerulaarisista mesaniaalisoluista ja makula densasta.

Tiheä makula

Makula densa koostuu rivistä läheisesti neulottuja kuutiometriisiä epiteelisoluja, jotka linjaavat putken kosketuskohdassa glomeruluksen kanssa, ja sitä pidetään distaalisen muotoisen putkiston alkajana.

Mesangial solut

Extraglomerulaariset mesaniaalisolut havaitaan muodostavan kolmionmuotoisen alueen aferenssisen arterioolin, efferentin arterioolin ja makulan densa väliin, niitä pidetään glomerulaaristen mesaniaalisolujen jatkeena. Niitä kutsutaan myös agranulaarisoluiksi.

Rakeiset solut

Rakeista soluja kutsutaan juxtaglomerulaarisoluiksi, ja ne sijaitsevat aferenssi- ja efferent-valtimoiden seinämissä ja ekstraglomerulaaristen mesangiinisolujen alueella.

Näitä rakeista soluja kutsutaan erittyvien rakeiden läsnä ollessa niiden sytoplasmassa. Rakeet, jotka sisältävät reniiniä, samoin kuin reniinin esiasteen pro-reniinin, joka muodostuu pre-pro-reniinistä.

Pre-pro-reniini on esihormoni, jossa on 406 aminohappoa ihmisissä. Tämä esihormoni läpikäyttää translaation jälkeistä proteolyyttistä pilkkoutumista, menettäen siten 23 tähteen sekvenssin aminoterminaalisessa päässäan.

Pre-pro-reniinin pilkkoutuminen muuttaa sen pro-reniiniksi, jonka pituus on 383 aminohappoa. Seuraava toisen sekvenssin pilkkominen pro-reniinin N-päässä on se, mikä ohjaa reniinin, aktiivisen 340 aminohappoproteaasin, muodostumista.

Sekä pro-reniini että reniini voivat erittyä verenkiertoon, mutta hyvin vähän pro-reniiniä muuntuu aktiiviseksi reniiniksi tässä sidekudoksessa. Entsyymit, jotka vastaavat pro-reniinin muuntamisesta reniiniksi, tunnetaan nimellä kallikreiinit ja katepsiinit.

Kun reniini on erittynyt verenkiertoon, sen puoliintumisaika on enintään 80 minuuttia ja erittyminen on hyvin säänneltyä.

Munuaisen lisäksi reniiniä voivat tuottaa muut kudokset tai elimet, kuten kivekset, munasarjat, valtimoiden seinät, lisämunuaisen kuori, aivolisäke, aivot, amnionivesi ja muut.

Vaikka munuaisten poistoon liittyviä tutkimuksia voidaan soveltaa moniin eläimiin, ne osoittavat, että verenkierrossa oleva reniiniaktiivisuus laskee dramaattisesti tasolle, joka on hyvin lähellä nollaa.

Eritys

Reniinin eritystä lisäävät sarja ärsykkeitä, jotka ilmestyvät, kun solunulkoisen nesteen tilavuus pienenee, valtimopaine laskee tai kun munuaishermojen sympaattinen aktiivisuus lisääntyy.

On kuvattu useita reniinin erityksen säätelyyn liittyviä tekijöitä:

- Munuaisten perfuusiopaine, jonka havaitsevat aferenttisen valtimon viritysreaktiot (venytysreseptorit)

- Makula densaan päästävän nesteen määrän ja koostumuksen muutokset

- Munuaisten sympaattisten hermojen toiminta

- Prostaglandiinit

- Eteinen natriureettinen peptidi.

Aferenssin valtimoen baroreseptorimekanismi aiheuttaa reniinin erityksen laskun, kun aferenteisen valtimon paine lisääntyy juxtaglomerulaarisen laitteen tasolla. Sen eritys kasvaa, kun baroreseptorin aktiivisuus laskee paineen laskiessa.

Toinen reniinin erityksen säätelyyn liittyvä anturi löytyy makulasensasta. Mitä korkeampi Na +: n ja Cl: n imeytymisnopeus ja näiden elektrolyyttien pitoisuus nesteessä, joka saavuttaa makulan denan, sitä alhaisempi reniinin eritys ja päinvastoin.

Munuaisten sympaattisten hermojen, samoin kuin verenkierrossa olevien katekoliamiinien lisääntynyt aktiivisuus norepinefriinin kautta, joka vapautuu sympaattisissa päätteissä juxtaglomerulaarisoluissa, lisää reniinin eritystä.

Prostaglandiinit, erityisesti prostatsykliinit, stimuloivat reniinin eritystä vaikuttamalla suoraan juxtaglomerulaarisen laitteen rakeissoluihin.

Angiotensiini II estää negatiivisen takaisinkytkentävaikutuksen kautta reniinin eritystä suorilla vaikutuksilla rakeissoluihin. Toinen hormoni, kuten vasopressiini, estää reniinin eritystä.

Eteisen natriureettinen peptidi (ANP), jota tuotetaan sydämen eteislihaksessa, estää reniinin eritystä.

Kaikkien stimuloivien ja estävien tekijöiden yhteisvaikutus määrää reniinin erityksen nopeuden. Reniini erittyy munuaisten vereen ja jättää sitten munuaiset kiertämään koko kehossa. Pieni määrä reniiniä jää kuitenkin munuaisenesteisiin.

ominaisuudet

Reniini on entsyymi, jolla itsellään ei ole vasoaktiivisia toimintoja. Ainoa tunnettu reniinin tehtävä on leikata angiotensinogeeni aminoterminaalissa, jolloin syntyy decapeptidi nimeltään Angiotensiini I.

Angiotensinogeeni on glykoproteiini, joka kuuluu maksan syntetisoimiin α2-globuliinien ryhmään ja jota esiintyy veressä.

Koska angiotensiini I: llä on erittäin huono vasopressorivaikutus ja se on prosessoitava "alavirtaan" toisella proteaasilla, reniini osallistuu verenpaineen säätämisen alkuvaiheisiin, nimeltään reniini-angiotensiini.

Angiotensiini II: n puoliintumisaika on hyvin lyhyt (1 - 2 minuuttia). Sitä metaboloivat nopeasti erilaiset peptidaasit, jotka fragmenttivat sen, ja joillakin näistä fragmenteista, kuten Angiotensiini III: lla, säilyy jonkin verran vasopressoriaktiivisuutta.

Reniini-angiotensiinijärjestelmän yleiset toiminnot ovat useita ja ne voidaan tiivistää seuraavasti:

- Arteriolaarinen supistuminen ja systolisen ja diastolisen paineen nousu. Angiotensiini II on tässä toiminnassa neljä - kahdeksan kertaa voimakkaampi kuin norepinefriini.

- Lisääntynyt aldosteronin eritys johtuu Angiotensiini II: n suorasta vaikutuksesta lisämunuaisen kuoreen. Reniini-angiotensiinijärjestelmä on aldosteronin erityksen tärkein säätelijä.

- Helpottaa norepinefriinin eritystä vaikutuksella suoraan ganglionisiin sympatiaanisiin hermosoluihin.

- Se vaikuttaa mesangiaalisten solujen supistumiseen, mikä vähentää glomerulusten suodatusnopeutta ja lisää suoran imeytymistä, koska sillä on suora vaikutus munuaistiehyihin.

- Aivojen tasolla tämä järjestelmä vähentää baroreseptorirefleksin herkkyyttä, mikä tehostaa Angiotensiini II: n vasopressorista vaikutusta.

- Angiotensiini II stimuloi vedenottoa edistämällä janojen mekanismeja. Se lisää vasopressiinin ja hormonin ACTH eritystä.

Liittyvät patologiat

Siksi reniini-angiotensiinijärjestelmällä on tärkeä rooli verenpainetaudissa, etenkin munuaisperäisissä patologioissa.

Näin yhden munuaisvaltimon supistuminen aiheuttaa jatkuvan verenpaineen, joka voidaan kumota, jos iskeeminen (puutteellinen) munuainen poistetaan tai munuaisvaltimoiden supistuminen vapautuu ajoissa.

Reniinintuotannon lisääntymiseen liittyy yleensä munuaisvaltimon yksipuolinen supistuminen, joka yhdistää yhden munuaisista, mikä johtaa hypertensioon. Tämä kliininen tila voi johtua synnynnäisistä vaurioista tai muista munuaisten kiertoon liittyvistä poikkeavuuksista.

Tämän järjestelmän farmakologinen manipulointi angiotensiini II -reseptoreiden salpaajien käytön lisäksi ovat perustavanlaatuisia välineitä valtimoverenpaineen hoidossa.

Korkea verenpaine on hiljainen ja etenevä sairaus, joka vaikuttaa suureen osaan maailman väestöstä, etenkin yli 50-vuotiaisiin aikuisiin.

Viitteet

1. Akahane, K., Umeyama, H., Nakagawa, S., Moriguchi, I., Hirose, S., Iizuka, K., ja Murakami, J. (1985). Ihmisen reniinin kolmiulotteinen rakenne. Hypertensio, 7 (1), 3–12.
2. Davis, J., ja Freeman, R. (1976). Reniinin vapautumista säätelevät mekanismit. Fysiologiset arvostelut, 56 (1), 1–56.
3. Guyton, A., ja Hall, J. (2006). Lääketieteellisen fysiologian oppikirja (11. painos). Elsevier Inc.
4. Hackenthal, E., Paul, M., Ganten, D. ja Taugner, R. (1990). Reniinin erityksen morfologia, fysiologia ja molekyylibiologia. Fysiologiset arvostelut, 70 (4), 1067 - 1116.
5. Morris, B. (1992). Reniinin molekyylibiologia. I: Geeni- ja proteiinirakenne, synteesi ja prosessointi. Journal of Hypertension, 10, 209–214.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperin kuvattu biokemia (28. painos). McGraw-Hill Medical.
7. West, J. (1998). Lääketieteellisen käytännön fysiologiset perusteet (12. painos). Mexico DF: Toimittaja Médica Panamericana.