Renin er et enzym, der produceres og udskilles af celler i det juxtaglomerulære apparat i nyrerne. Det spiller en afgørende rolle i at kontrollere blodtrykket og regulere væske- og elektrolytbalancen i kroppen. I denne sammenhæng virker renin på renin-angiotensin-aldosteronsystemet, som regulerer blodtryk og blodvolumen. Derudover spiller renin også en vigtig rolle i reguleringen af nyrefunktionen og kroppens homeostase. Denne artikel vil undersøge renins struktur, produktion, udskillelse og funktioner i menneskekroppen.
Hvilken rolle spiller renin i menneskekroppen?
Renin er et enzym, der produceres og udskilles af de juxtaglomerulære celler i nyrerne. Dets primære funktion i menneskekroppen er at regulere blodtryk og kroppens væskebalance.
Når niveauerne af blodtryk Om efteråret stimuleres de juxtaglomerulære celler til at frigive renin til blodbanen. Renin virker på et protein kaldet angiotensinogen og omdanner det til angiotensin I. Angiotensin I omdannes derefter til angiotensin II af angiotensin-konverterende enzym (ACE).
Angiotensin II er en potent vasokonstriktor, hvilket betyder, at det får blodkarrene til at trække sig sammen og dermed øge blodtrykket. Desuden stimulerer angiotensin II frigivelsen af aldosteron, et hormon, der virker på nyrerne for at fremme natrium- og vandreabsorption, hvilket også bidrager til forhøjet blodtryk.
Derfor spiller renin en afgørende rolle i reguleringen af blodtryk og balancen af kropsvæsker. Enhver dysregulering i reninproduktion eller -funktion kan føre til lidelser som f.eks. arteriel hypertension, hvilket er en risikofaktor for hjerte-kar-sygdomme.
Hvor vigtig er renin i det kardiovaskulære system og i reguleringen af blodtrykket?
Renin er et enzym, der produceres og udskilles af nyrerne, og det er essentielt for at regulere blodtrykket og opretholde den kardiovaskulære balance. Dets primære funktion er at hjælpe med omdannelsen af angiotensinogen til angiotensin I, et af de første trin i blodtryksreguleringsmekanismen.
Derudover spiller renin en afgørende rolle i reguleringen af blodvolumen og vasokonstriktion, hvilket hjælper med at opretholde sunde blodtryksniveauer. Når reninniveauerne er dysregulerede, kan der opstå problemer som forhøjet blodtryk og hjerte-kar-sygdomme.
Renin er derfor en nøglekomponent i det kardiovaskulære systems korrekte funktion og i reguleringen af blodtrykket, da det er afgørende for at opretholde kroppens homeostase. Det er vigtigt at overvåge reninniveauerne og træffe foranstaltninger for at sikre deres balance for at forhindre komplikationer relateret til blodtryk og kardiovaskulær sundhed.
Hvilke faktorer stimulerer produktionen af renin i menneskekroppen?
Renin er et enzym, der produceres og udskilles af de juxtaglomerulære celler i nyrerne. Det spiller en nøglerolle i renin-angiotensin-aldosteronsystemet, som regulerer blodtrykket og væske- og elektrolytbalancen i kroppen. Men hvad stimulerer reninproduktionen i menneskekroppen?
Flere faktorer kan stimulere reninproduktionen. En af de vigtigste er et fald i blodtrykket i nyrerne. Når nyrerne registrerer et fald i blodtrykket, reagerer de ved at producere mere renin for at begynde processen med at regulere blodtrykket.
Derudover kan stimulering af det sympatiske nervesystem, som forekommer under stressfulde situationer eller intens fysisk træning, også øge reninproduktionen. Det sympatiske nervesystem virker på juxtaglomerulære celler og stimulerer frigivelsen af renin for at hjælpe med at genoprette normalt blodtryk.
En anden faktor, der kan stimulere reninproduktionen, er et fald i blodvolumen i blodkarrene, hvilket for eksempel kan forekomme i tilfælde af dehydrering. I disse tilfælde producerer nyrerne mere renin for at hjælpe med at genoprette tilstrækkelig blodvolumen.
Disse mekanismer sikrer, at renin spiller sin afgørende rolle i reguleringen af blodtryk og væske- og elektrolytbalancen i kroppen.
Renale stimulusveje for reninsekretion: lær om de vigtigste stimuli!
Renin er et enzym, der produceres og udskilles af de juxtaglomerulære celler i nyrerne, og det spiller en nøglerolle i at kontrollere blodtrykket og regulere væske- og elektrolytbalancen i kroppen. Der er flere veje til renal stimulering af reninsekretion, hvor de vigtigste stimuli er en reduktion af blodtrykket, et fald i natriumkoncentrationen i nyretubuli og aktivering af det sympatiske nervesystem.
Reduktionen i blodtrykket aktiverer de juxtaglomerulære celler til at udskille renin, hvilket igen initierer processen med at omdanne angiotensinogen til angiotensin I. Angiotensin I omdannes derefter til angiotensin II af angiotensin-konverterende enzym (ACE), hvilket resulterer i vasokonstriktion og forhøjet blodtryk.
Faldet i natriumkoncentrationen i nyretubuli stimulerer også reninsekretion, da detektion af lav natriumkoncentration af de juxtaglomerulære celler udløser frigivelsen af enzymet. Renin aktiverer derefter renin-angiotensin-aldosteronsystemet, som fremmer reabsorptionen af natrium og vand i nyrerne, hvilket hæver blodtrykket.
Aktivering af det sympatiske nervesystem er en anden vigtig stimulus for reninsekretion. I stresssituationer eller intens fysisk aktivitet stimulerer frigivelsen af noradrenalin fra de sympatiske fibre, der innerverer nyrerne, de juxtaglomerulære celler til at producere og frigive renin, hvilket bidrager til forhøjet blodtryk.
Renin: struktur, produktion, sekretion, funktioner
A renin , også kendt som angiotensinogenase, er en aspartylprotease, der har vigtige implikationer for elektrolythomeostase og blodtrykskontrol hos pattedyr.
Dette protein udskilles fra nyrerne til blodbanen og er ansvarlig for stigningen i blodtrykket hos forsøgsdyr, når nyreekstrakter injiceres.
Fordi det er et stof, der produceres af et væv og udskilles i kredsløbet med et mål uden for produktionsstedet, betragtes renin som et hormon.
Hormoner kan være proteiner eller polypeptider, af steroidoprindelse eller afledt af aminosyren tyrosin. Renin er et proteinhormon, og dets katalytiske virkning involverer enzymatisk spaltning af andre proteiner (det er en protease).
Dette hormon blev opdaget i slutningen af 1890'erne. Det var dog først i slutningen af 1990'erne, at dets fysiologiske oprindelse og molekylære struktur blev præcist bestemt.
Struktur
Humant renin er et glykoprotein med enzymatisk aktivitet og en molekylvægt på lidt over 37 kDa. Molekylet består af to domæner adskilt af en dyb kløft, inden for hvilken dets aktive sted er placeret.
Begge renin-domæner har ensartet sekvens og består primært af p-foldede ark.
Forskellige analyser af sekvensen af dette protein afslører, at det har mere end 30 basiske aminosyrerester, herunder adskillige argininer, lysiner og histidiner.
Desuden er det kendt, at der gennem hele strukturen er hydrofobe centre og store hydrofile overflader, der giver proteinet stabilitet i forskellige sammenhænge.
Enzymets aktive sted er placeret i kløften dannet af de to domæner, og de essentielle aminosyrer til katalyse er to asparaginsyrerester i positionerne 38 og 226, hvilket er grunden til, at dette er en "aspartyl"-protease.
produktion
Renin produceres i nyrens juxtaglomerulære apparat, en specialiseret struktur placeret på kontaktstedet mellem den distale, snoede tubulus og dens oprindelsesglomerulus.
Dette apparat består af tre komponenter: granulære celler, ekstraglomerulære mesangiale celler og makula densa.
Macula densa
Macula densa er dannet af en række meget kompakt forbundne kubiske epitelceller, der dækker røret på kontaktstedet med glomerulus, og som betragtes som begyndelsen af den distale, snoede tubulus.
Mesangiale celler
Ekstraglomerulære mesangiale celler findes i et trekantet område mellem den afferente arteriole, den efferente arteriole og makula densa. De betragtes som en forlængelse af de glomerulære mesangiale celler. De kaldes også agranulære celler.
Granulære celler
Granulaceller kaldes juxtaglomerulære celler og er placeret i væggene af de afferente og efferente arterioler og i området omkring ekstraglomerulære mesangiale celler.
Disse granulære celler er navngivet på grund af tilstedeværelsen af sekretoriske granuler i deres cytoplasma. Disse granuler indeholder renin, såvel som en reninforløber, prorenin, dannet fra præprorenin.
Preprorenin er et præhormon, der har 406 aminosyrer hos mennesker. Dette præhormon undergår posttranslationel proteolytisk spaltning, hvorved en sekvens på 23 aminosyrer mistes i sin aminoterminale ende.
Præproreninspaltning omdanner det til prorenin, som er 383 aminosyrer langt. Efterfølgende spaltning af en anden sekvens i den N-terminale ende af prorenin styrer dannelsen af renin, en aktiv protease med 340 aminosyrer.
Både prorenin og renin kan udskilles i kredsløbet, men meget lidt prorenin omdannes til aktiv renin i dette bindevæv. De enzymer, der er ansvarlige for at omdanne prorenin til renin, er kendt som kallikreiner og cathepsiner.
Når renin er udskilt i kredsløbet, har det en halveringstid på højst 80 minutter, og sekretionen er stærkt reguleret.
Ud over nyrerne kan renin produceres af andre væv eller organer, såsom testikler, æggestokke, arteriolevægge, binyrebark, hypofyse, hjerne, fostervand og andre.
Selvom det kan anvendes på mange dyr, viser studier, der involverer fjernelse af nyrer, at cirkulerende reninaktivitet falder dramatisk til niveauer meget tæt på nul.
Sekretion
Reninsekretionen stiger på grund af en række stimuli, der opstår, når volumenet af ekstracellulær væske falder, når blodtrykket falder, eller når den sympatiske aktivitet i nyrerneverne øges.
Flere faktorer relateret til reguleringen af reninsekretion er blevet beskrevet:
– Renalt perfusionstryk målt af baroreceptorerne (strækreceptorer) i den afferente arteriole
– Ændringer i volumen og sammensætningen af den væske, der når makula densa
– Aktivitet af den renale sympatiske nerve
– Prostaglandiner
– Atrialt natriuretisk peptid.
Den afferente arteriole baroreceptormekanisme forårsager et fald i reninsekretion, når trykket i den afferente arteriole stiger på niveau med det juxtaglomerulære apparat. Reninsekretionen øges, når baroreceptoraktiviteten falder, og trykket falder.
En anden sensor relateret til reguleringen af reninsekretion findes i makula densa. Jo højere hastigheden af Na+ og Cl- reabsorption og koncentrationen af disse elektrolytter i væsken, der når makula densa, er, desto lavere er reninsekretionen, og omvendt.
Øget renal sympatisk nerveaktivitet, såvel som cirkulerende katekolaminer via noradrenalin frigivet fra sympatiske terminaler i juxtaglomerulære celler, øger reninsekretionen.
Prostaglandiner, specifikt prostacykliner, stimulerer reninsekretion ved direkte effekt på de granulære celler i det juxtaglomerulære apparat.
Angiotensin II hæmmer reninsekretion gennem en negativ feedback-effekt ved direkte at påvirke granulaceller. Et andet hormon, såsom vasopressin, hæmmer reninsekretion.
Atrialt natriuretisk peptid (ANP), der produceres i den atriale hjertemuskel, hæmmer reninsekretion.
Den kombinerede effekt af alle stimulerende og hæmmende faktorer bestemmer hastigheden af reninsekretion. Renin udskilles i nyrernes blodbane og forlader derefter nyrerne for at cirkulere i kroppen. En lille mængde renin forbliver dog i nyrevæskerne.
Funktioner
Renin er et enzym, der i sig selv ikke har nogen vasoaktive funktioner. Renins eneste kendte funktion er at spalte angiotensinogen ved aminoterminalen og danne et decapeptid kaldet angiotensin I.
Angiotensinogen er et glykoprotein i α2-globulingruppen, der syntetiseres af leveren og findes i cirkulerende blod.
Da angiotensin I har meget lav vasopressoraktivitet og skal bearbejdes "nedstrøms" af en anden protease, deltager renin i de indledende trin i blodtryksreguleringen i et system kendt som renin-angiotensin.
Angiotensin II har en meget kort halveringstid (mellem 1 og 2 minutter). Det metaboliseres hurtigt af forskellige peptidaser, der fragmenterer det, og nogle af disse fragmenter, såsom angiotensin III, bevarer en vis vasopressoraktivitet.
Renin-angiotensin-systemets generelle funktioner er flere og kan opsummeres som følger:
– Arteriolær konstriktion og øget systolisk og diastolisk tryk. Angiotensin II er fire til otte gange mere potent end noradrenalin til denne funktion.
– Øget aldosteronsekretion på grund af angiotensin IIs direkte effekt på binyrebarken. Renin-angiotensin-systemet er den primære regulator af aldosteronsekretion.
– Fremmer udskillelsen af noradrenalin ved direkte effekt på sympatiske postganglioniske neuroner.
– Påvirker kontraktionen af mesangialceller, hvilket reducerer den glomerulære filtrationshastighed og, gennem en direkte effekt på nyretubuli, øger natriumreabsorptionen.
– På hjerneniveau mindsker dette system følsomheden af baroreceptorrefleksen, hvilket øger angiotensin II's vasopressoriske effekt.
– Angiotensin II stimulerer vandindtaget og fremmer tørstmekanismerne. Det øger udskillelsen af vasopressin og ACTH-hormoner.
Relaterede patologier
Renin-angiotensin-systemet spiller derfor en vigtig rolle i hypertensive patologier, især dem med renal oprindelse.
Sådan genererer indsnævringen af en af nyrearterierne vedvarende hypertension, som kan vendes, hvis den iskæmiske (defekte) nyre fjernes, eller den nyrearterielle indsnævring udløses i tide.
En stigning i reninproduktionen er normalt forbundet med ensidig konsistens af nyrearterien, der forbinder den ene nyre, hvilket forårsager hypertension. Denne kliniske tilstand kan skyldes medfødte defekter eller andre abnormiteter i nyrecirkulation.
Farmakologisk manipulation af dette system, udover brugen af angiotensin II-receptorblokkere, er grundlæggende værktøjer til behandling af arteriel hypertension.
Hypertension er en stille og progressiv sygdom, der rammer en stor del af verdens befolkning, især voksne over 50 år.
Referencer
- Akahane, K., Umeyama, H., Nakagawa, S., Moriguchi, I., Hirose, S., Iizuka, K., og Murakami, J. (1985). Tredimensionel struktur af menneskelig renin. hypertension , 7 (1), 3-12.
- Davis, J. & Freeman, R. (1976). Mekanismer der regulerer reninfrigivelse. Fysiologiske anmeldelser , 56 (1), 1-56.
- Guyton, A. & Hall, J. (2006). Manual i medicinsk fysiologi (11. udg.). Elsevier Inc.
- Hackenthal, E., Paul, M., Ganten, D. og Taugner, R. (1990). Reninsekretions morfologi, fysiologi og molekylærbiologi. Fysiologiske anmeldelser , 70 (4), 1067-1116.
- Morris, B. (1992). Renins molekylærbiologi. I: Struktur, syntese og bearbejdning af gener og proteiner. Journal of Hypertension , 10 , 209-214.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harpers illustrerede biokemi (28. udg.). McGraw-Hill Medical.
- Vest, J. (1998). Fysiologisk grundlag for medicinsk praksis (12. udgave). Mexico DF: Redaktionel Panamericana Médica.