Co to jest układ Renina-Angiotensyna-Aldosteron?

Przez Dr Osman Shabir, PhDReviewed by Sophia Coveney, B.Sc.

Układ renina-angiotensyna-aldosteron (RAAS), lub układ renina-angiotensyna (RAS) jest regulatorem ciśnienia krwi i funkcji układu sercowo-naczyniowego. Dysregulacja RAAS jest związana z wysokim ciśnieniem krwi, chorobami układu sercowo-naczyniowego i nerek, a leki ukierunkowane na RAAS mogą poprawić te warunki.

Dysfunkcja RAAS jest również uważana za związaną z ciężkością COVID-19, a ukierunkowanie RAAS może być potencjalną strategią terapeutyczną dla powikłań COVID-19.

Image Credit: kurhan/.com

Czym jest układ renina-angiotensyna-aldosteron (RAAS)?

RAAS jest złożonym wielonarządowym układem endokrynnym (hormonalnym) zaangażowanym w regulację ciśnienia krwi poprzez równoważenie poziomów płynów i elektrolitów, jak również regulację tonu oporu naczyniowego. RAAS reguluje wchłanianie sodu i wody w nerkach, co ma bezpośredni wpływ na systemowe ciśnienie krwi.

Typowo, RAAS jest aktywowany, gdy występuje spadek ciśnienia krwi (zmniejszona objętość krwi), aby zwiększyć reabsorpcję wody i elektrolitów w nerkach; co kompensuje spadek objętości krwi, zwiększając w ten sposób ciśnienie krwi.

Renina

Komórki juxtaglomerularne w nerce obfitują w nieaktywne białko prekursorowe zwane proreniną, które jest stale wydzielane. Obniżone ciśnienie krwi aktywuje komórki kłębuszków nerkowych, co prowadzi do rozszczepienia proreniny do jej aktywnej postaci – reniny, która jest następnie wydzielana do krwiobiegu.

Angiotensyna

Renina oddziałuje na angiotensynę (stale wytwarzaną przez wątrobę) w celu rozszczepienia 10 aminokwasowego peptydu z N-końca, tworząc angiotensynę I (nieaktywną). Następnie enzym konwertujący angiotensynę (ACE) rozszczepia angiotensynę I do postaci angiotensyny II, która jest głównym aktywnym peptydem układu RAAS. ACE występuje głównie w śródbłonku naczyń krwionośnych płuc i nerek.

Angiotensyna II wiąże się z receptorami angiotensyny typu I A (AT1AR) lub B (AT1BR), jak również typu II (AT2R). Angiotensyna II jest silnym czynnikiem zwężającym naczynia krwionośne, co prowadzi do wzrostu ciśnienia krwi. Normalnie, jeśli ciśnienie krwi jest zbyt wysokie, przedsionkowy peptyd natriuretyczny (ANP) – wydzielany przez komórki mięśnia sercowego – prowadzi do zmniejszenia objętości krwi, co prowadzi do obniżenia ciśnienia krwi.

Angiotensyna II wiążąca się z AT1R może spowodować kaskadę zapalenia, zwężenie naczyń i promocję miażdżycy. Co więcej, zdarzenia te mogą również prowadzić do insulinooporności i zakrzepicy, podczas gdy wiązanie z AT2R ma przeciwstawne działanie: rozszerzenie naczyń zmniejszone agregację płytek i zwiększoną aktywność insuliny.

Angiotensyna II działa również na mózg, gdzie może wiązać się z podwzgórzem, aby stymulować pragnienie w celu zwiększenia spożycia wody. Działając na przysadkę mózgową, angiotensyna II stymuluje również wydzielanie wazopresyny; znanej również jako hormon antydiuretyczny, który zwiększa retencję wody w nerkach poprzez dodanie kanałów wodnych (akwaporyn) do przewodu zbiorczego.

Struktura angiotensyny II. Image Credit: StudioMolekuul/.com

Aldosteron

Angiotensyna II stymuluje wydzielanie aldosteronu jest produkowany przez zona glomerulosa kory nadnerczy (gruczoł nadnerczowy) i bierze udział w zatrzymywaniu sodu w nerkach i innych gruczołach. Zatrzymanie wody i sodu prowadzi do zwiększenia objętości krwi, a tym samym ciśnienia krwi.

Dysfunkcja RAAS

Pierwotne patologie upośledzonego RAAS obejmują przewlekłe nadciśnienie, niewydolność nerek i serca. Nieprawidłowo aktywny RAAS prowadzi do przewlekłego nadciśnienia tętniczego i dlatego wysokie ciśnienie krwi musi być wyrównane.

Inhibitory ACE są powszechnie stosowanymi lekami w leczeniu i postępowaniu z nadciśnieniem tętniczym i niewydolnością serca. Inhibicja ACE zapobiega konwersji angiotensyny I do angiotensyny II, utrzymując w ten sposób angiotensynę w stanie nieaktywnym.

Angiotensyna II wiążąc się z AT1R może również indukować zaburzenia czynności serca, w tym przerost, arytmię i niewydolność funkcji komór. Nadmiar angiotensyny II może również prowadzić do dużych zmian zapalnych, takich jak indukowane cytokinami uszkodzenia narządów, oprócz zwiększonej przepuszczalności błon i apoptozy komórek nabłonka.

Jako że angiotensyna II jest czynnikiem zwężającym naczynia krwionośne, łagodzenie powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych, zmniejszając w ten sposób systemowe poziomy ciśnienia krwi. Inhibitory ACE prowadzą również do zwiększenia produkcji bradykininy – która jest środkiem rozszerzającym naczynia krwionośne. Innymi lekami są blokery receptora angiotensyny (ARBs) – które blokują wiązanie angiotensyny II z ATRs. Inhibitory ACE i ARB są również skutecznymi lekami w leczeniu niewydolności serca i powikłań cukrzycy.

W nerkach zwężenie tętnicy nerkowej prowadzi do zmniejszenia objętości krwi wpływającej do nerek; w konsekwencji komórki kłębuszków nerkowych wyczuwają zmniejszoną objętość krwi i dochodzi do aktywacji układu RAAS. To negatywnie wpływa na dalsze podwyższenie ciśnienia krwi, które jest niewłaściwe dla krążenia systemowego, jak również na zwiększenie napięcia tętnic. Dlatego inhibitory ACE i ARB mogą być również stosowane u pacjentów ze zwężeniem tętnicy nerkowej w celu ograniczenia niewłaściwej aktywacji RAAS.

RAAS i COVID-19

Wirus wywołujący COVID-19, koronawirus 2 zespołu ostrej ciężkiej niewydolności oddechowej (SARS-CoV-2), wykorzystuje ACE2 do wejścia do komórek nabłonka układu oddechowego (wraz z TMPRSS2). Kiedy SARS-CoV-2 wiąże się z ACE2, aktywność ACE2 jest obniżona, uniemożliwiając jego normalną funkcję i prowadząc do objawów oddechowych, takich jak kaszel i obrzęk, a także do wzrostu stężenia angiotensyny II.

SARS-CoV-2 wiąże się z receptorem ACE2 na ludzkich komórkach. Image Credit: Kateryna Kon/.com

Ponadto, związek między dysfunkcją RAAS w nadciśnieniu i chorobach sercowo-naczyniowych a zwiększoną COVID-19 liczbą powikłań i śmiertelnością również został zasugerowany (RAAS-SCoV-axis).

Powikłania i śmiertelność COVID-19 są wyższe u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym i chorobami serca/układu krążenia i mogą odzwierciedlać nieprawidłowe działanie RAAS (zwiększone stężenie angiotensyny II i zmniejszone ACE2).

Jak wcześniej wspomniano, angiotensyna II wiążąc się z AT1R może prowadzić do zapalenia prowadzącego do uszkodzenia tkanek pochodzących z komórek nabłonka płuc. Może to prowadzić do zespołu ostrej niewydolności oddechowej (ARDS). Angiotensyna II wiążąca się z AT2R może odwrócić negatywne skutki wiązania AT1R (omówione powyżej).

Jednakże należy zauważyć, że ekspresja AT2R jest stosunkowo niska w normalnych zdrowych osobach dorosłych, a zatem podstawowe efekty modulacyjne na angiotensynę II są pośredniczone przez ACE2, przekształcając angiotensynę II w chroniącą płuca angiotensynę-(1-7/1-9) (przeciwstawiając się ACE).

Podwyższona ekspresja ACE2 może być kompensacyjna u pacjentów z chorobą sercowo-naczyniową i niewydolnością serca. Rzeczywiście, grypa i koronawirusy (wraz z wirusowymi formami zapalenia płuc), mają tendencję by zobaczyć zmniejszoną ekspresję ACE2 i upregulation angiotensyny II.

Tak, jest teoria , że tamci z nadaktywnym RAAS (wzmocniona angiotensyna II i ekspresja ACE2) może być przy wyższym ryzyku rozwijania surowej patologii jak wynik SARS-CoV-2 infekcji.

W zdrowych dorosłych, ekspresja ACE2 jest niska, a ekspresja ACE2 może być niezależnym predyktorem dla ryzyka i ciężkości COVID-19, ponieważ wirus SARS-CoV-2 wykorzystuje ACE2.

InhibitoryACE i ARBs prowadzą do zwiększenia poziomu reniny i angiotensyny I (nieaktywne) i hamują konwersję angiotensyny I do II, chroniąc w ten sposób organizm przed negatywnymi skutkami wiązania angiotensyny II do AT1R (jak omówiono).

ARBs, jednakże, prowadzą do zwiększenia poziomu angiotensyny II. To jest wtedy skierowane do modulacji ACE2 i wiązania AT2R by mieć ochronne efekty. W ten sposób ARB mogą być lepsze niż inhibitory ACE w przywracaniu równowagi szlaku RAAS. ARBs have been posited as a therapeutic avenue for COVID-19.

Treating COPD patients with ARBs can lead to lower mortality and reduced need for mechanical ventilation. Co więcej, osoby przyjmujące ARB przed hospitalizacją z powodu zapalenia płuc mają zmniejszoną śmiertelność w porównaniu z osobami niestosującymi ARB.

Istnieje wiele związków pomiędzy poziomem angiotensyny II a przewidywaniem śmiertelności w przypadku grypy, a osoby stosujące inhibitory RAAS (ARB) często nie potrzebują intubacji u osób z wirusowym zapaleniem płuc. Wydaje się, że tak samo jest w przypadku COVID-19, a leki z grupy RAAS mogą działać ochronnie w zmniejszaniu powikłań i potrzeby hospitalizacji.

Podczas gdy możliwość stosowania ARBs lub ACEIs jako terapii w COIVD-19 nadal wymaga przyjrzenia się i dalszych badań, badania takie jak Wang i wsp. (2021) sugerują, że stosowanie ACEIs i ARBs jest bezpieczne w leczeniu zapalenia płuc wywołanego przez COVID-19.

Następne badania, takie jak randomizowane badanie kliniczne przeprowadzone przez Lopes et al. (2021) doszły do wniosku, że osoby już przyjmujące ACEI lub ARB przed przyjęciem do szpitala nie powinny przerywać leczenia, jeśli są hospitalizowane z łagodnym lub umiarkowanym COVID-19.

Podsumowując związek między COVID-19 a RAAS, SARS-CoV-2 wiąże się z ACE2, aby uzyskać wejście do komórek nabłonka oddechowego. Normalnie angiotensyna II wiążąca się z AT1R powoduje negatywne efekty, a efekty te mogą być modulowane przez wiązanie ACE2 i AT2R.

Jednakże SARS-CoV-2 zmniejsza ekspresję ACE2, co prowadzi do uszkodzenia płuc przez kaskadę zapalenia. Inhibitory ACE i ARBs mogą przywrócić równowagę w szlaku RAAS, sprzyjając funkcji ACE2 w celu przeciwstawienia się negatywnym skutkom angiotensyny II i przekształcając ją w chroniącą płuca angiotensynę-(1-7).

Wielu pacjentów z wirusowym zapaleniem płuc i POChP przyjmujących ARBs ma lepsze rokowanie niż ci, którzy ich nie przyjmują – zwłaszcza w odniesieniu do hospitalizacji i śmiertelności. Nie trzeba dodawać, że związek pomiędzy SARS-CoV-2 a interakcją ACE2 jako części RAAS (RAAS-SCoV-axis) jest wciąż słabo poznany i wymaga dalszych badań na tym etapie.

Podsumowanie

Podsumowując, układ renina-angiotensyna-aldosteron (RAAS) jest krytycznym regulatorem ciśnienia krwi (objętości krwi & równowagi elektrolitowej), jak również tonusu naczyniowego &oporu. Normalnie, renina jest wydzielana, jeśli ciśnienie krwi jest zbyt niskie, aktywując w ten sposób angiotensynę II w celu zwiększenia ciśnienia krwi i oporu naczyniowego.

Nieprawidłowa aktywacja RAAS prowadzi do przewlekłego nadciśnienia, niewydolności serca i chorób nerek, i może być predyktorem ryzyka powikłań w COVID-19. Leki hamujące szlak RAAS, takie jak inhibitory ACE i ARBs, są skutecznymi metodami leczenia nadciśnienia tętniczego i niewydolności serca i mogą stanowić ważną opcję minimalizacji powikłań COVID-19.

• Crowley & Coffman, 2012. Recent advances involving the renin-angiotensin system. Exp Cell Res. 318(9): 1049-1056. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22410251/
• Fountain & Lipton, 2019. Physiology, Renin-Angiotensin System (Fizjologia, układ renina-angiotensyna). StatPearls . Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29261862/
• Ingraham et al, 2020. Understanding the Renin-Angiotensin-Aldosterone-SARS-CoV-Axis: A Comprehensive Review. Eur Respir J.: 2000912. (epub ahead of print) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7236830/
• Lopes et al., 2021. Effect of discontinuing vs continuing angiotensin-converting enzyme inhibitors and angiotensin ii receptor blockers on days alive and out of the hospital in patients admitted with covid-19: S randomized clinical trial. JAMA. 2021;325(3):254-264. https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2775280
• Sparks et al, 2015. Klasyczny układ renina-angiotensyna w fizjologii nerek. Compr Physiol. 4(3): 1201-1228. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24944035/
• Wang et al., 2021. Angiotensin-converting enzyme inhibitors (ACEI) or angiotensin receptor blockers (ARBs) may be safe for COVID-19 patients. BMC Infect Dis. 21(114). https://bmcinfectdis.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12879-021-05821-5
• Wu i wsp., 2018. Układ renina-angiotensyna a funkcje układu sercowo-naczyniowego. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 38(7): e108-e116. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29950386/

Written by

Dr Osman Shabir

Osman jest Postdoctoral Research Associate na University of Sheffield badającym wpływ choroby sercowo-naczyniowej (miażdżycy) na funkcję układu nerwowo-naczyniowego w otępieniu naczyniowym i chorobie Alzheimera przy użyciu modeli przedklinicznych i technik neuroobrazowania. He is based in the Department of Infection, Immunity & Cardiovascular Disease in the Faculty of Medicine at Sheffield.

Ostatnia aktualizacja Mar 4, 2021

Cytaty

Proszę użyć jednego z następujących formatów, aby zacytować ten artykuł w swoim eseju, pracy lub raporcie:

• APA

  Shabir, Osman. (2021, marzec 04). What is the Renin-Angiotensin-Aldosterone System? Wiadomości-Medyczne. Retrieved on March 24, 2021 from https://www.news-medical.net/health/What-is-the-Renin-Angiotensin-Aldosterone-System.aspx.

• MLA

  Shabir, Osman. „Czym jest układ Renina-Angiotensyna-Aldosteron?”. Wiadomości-Medyczne. 24 marca 2021. <https://www.news-medical.net/health/What-is-the-Renin-Angiotensin-Aldosterone-System.aspx>.

• Chicago

  Shabir, Osman. „Czym jest układ Renina-Angiotensyna-Aldosteron?”. Wiadomości-Medyczne. https://www.news-medical.net/health/What-is-the-Renin-Angiotensin-Aldosterone-System.aspx. (dostęp 24 marca 2021).

• Harvard

  Shabir, Osman. 2021. What is the Renin-Angiotensin-Aldosterone System? Wiadomości-Medyczne, przeglądane 24 marca 2021, https://www.news-medical.net/health/What-is-the-Renin-Angiotensin-Aldosterone-System.aspx.

.