RENIN: CẤU TRÚC, SẢN XUẤT, BÀI TIẾT, CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2025

Các renin , còn được gọi là angiotensinogenasa, là một protease aspartyl có ý nghĩa quan trọng trong homeostasis điện và kiểm soát huyết áp ở động vật có vú.

Protein này được tiết ra từ thận vào máu và là nguyên nhân làm tăng huyết áp ở động vật thí nghiệm khi tiêm chất chiết xuất từ ​​thận.

Sơ đồ đại diện của hệ thống Renin-Angiotensin trong cơ thể người (Nguồn: Mikael Häggström qua Wikimedia Commons)

Vì nó là một chất được sản xuất bởi một mô và được tiết vào tuần hoàn với mục tiêu ở xa nơi sản xuất, renin được coi là một hormone.

Các kích thích tố có thể là protein hoặc polypeptit, có nguồn gốc steroid hoặc có nguồn gốc từ axit amin tyrosine. Renin có bản chất là một hormone protein và hoạt động xúc tác của nó liên quan đến sự phân cắt bằng enzym của các protein khác (nó là một protease).

Loại hormone này được phát hiện vào cuối những năm 1890. Tuy nhiên, phải đến cuối những năm 1990, nguồn gốc sinh lý và cấu trúc phân tử của nó mới được xác định chính xác.

Kết cấu

Renin của con người là một glycoprotein có hoạt tính enzym và trọng lượng phân tử chỉ hơn 37 kDa. Phân tử được tạo thành từ hai miền được ngăn cách bởi một khe hở sâu trong đó vị trí hoạt động của nó nằm.

Cả hai miền renin đều có trình tự tương tự nhau và được cấu tạo chủ yếu từ các tấm gấp nếp β.

Các phân tích khác nhau về trình tự của protein này cho thấy nó có hơn 30 gốc axit amin cơ bản, bao gồm các arginines, lysine và histidine khác nhau.

Hơn nữa, người ta biết rằng các trung tâm kỵ nước và các bề mặt ưa nước lớn được tìm thấy trong toàn bộ cấu trúc giúp cung cấp sự ổn định cho protein trong các bối cảnh khác nhau.

Vị trí hoạt động của enzym nằm trong khe hở được hình thành bởi hai miền và các axit amin thiết yếu để xúc tác là hai gốc axit aspartic ở vị trí 38 và 226, đó là lý do tại sao đây là một protease "aspartyl".

Sản xuất

Renin được tạo ra trong bộ máy cầu thận của thận, một cấu trúc chuyên biệt được tìm thấy ở vị trí tiếp xúc giữa ống lượn xa và cầu thận của nó.

Bộ máy này bao gồm ba thành phần: tế bào hạt, tế bào trung mô ngoài cầu thận và tế bào điểm vàng.

Điểm vàng dày đặc

Điểm vàng được tạo thành từ một dãy các tế bào biểu mô hình khối đan khít nhau xếp thành ống tại vị trí tiếp xúc với cầu thận và được coi là nơi bắt đầu của ống lượn xa.

Tế bào Mesangial

Các tế bào trung mô ngoài cầu thận được tìm thấy tạo thành một vùng tam giác giữa tiểu động mạch hướng tâm, tiểu động mạch ra và điểm vàng, chúng được coi là phần mở rộng của các tế bào trung mô cầu thận. Chúng còn được gọi là tế bào nông.

Tế bào hạt

Các tế bào hạt được gọi là tế bào cầu cạnh và nằm trong thành của các tiểu động mạch hướng tâm và hướng tâm và trong khu vực của các tế bào trung mô ngoài cầu thận.

Các tế bào hạt này được gọi là do sự hiện diện của các hạt tiết trong tế bào chất của chúng. Hạt chứa renin, cũng như tiền chất renin, pro-renin, được hình thành từ tiền pro-renin.

Pre-pro-renin là một prehormone có 406 axit amin trong cơ thể người. Prehormone này trải qua một quá trình phân cắt protein sau dịch mã, do đó làm mất một chuỗi 23 gốc ở đầu tận cùng amin của nó.

Sự phân cắt của pre-pro-renin chuyển nó thành pro-renin, dài 383 axit amin. Sự phân cắt tiếp theo của một trình tự khác ở đầu tận cùng N của pro-renin là những gì chỉ đạo sự hình thành renin, một protease 340 axit amin hoạt động.

Cả pro-renin và renin đều có thể được tiết vào tuần hoàn, nhưng rất ít pro-renin được chuyển đổi thành renin hoạt động trong mô liên kết này. Các enzyme chịu trách nhiệm chuyển đổi pro-renin thành renin được gọi là kallikreins và cathepsins.

Khi renin được tiết vào hệ tuần hoàn, nó có thời gian bán hủy không quá 80 phút và sự bài tiết được điều chỉnh rất chặt chẽ.

Ngoài thận, renin có thể được sản xuất bởi các mô hoặc cơ quan khác như tinh hoàn, buồng trứng, thành tiểu động mạch, vỏ thượng thận, tuyến yên, não, nước ối và các cơ quan khác.

Mặc dù có thể áp dụng cho nhiều loài động vật, các nghiên cứu liên quan đến việc loại bỏ thận cho thấy hoạt động tuần hoàn của renin giảm đột ngột xuống mức rất gần bằng không.

Bí mật

Sự bài tiết renin được tăng lên do một loạt các kích thích xuất hiện khi thể tích dịch ngoại bào giảm, khi áp lực động mạch giảm hoặc khi hoạt động giao cảm ở thần kinh thận tăng lên.

Một số yếu tố liên quan đến quy định tiết renin đã được mô tả:

- Áp lực tưới máu thận được phát hiện bởi các thụ thể baroreceptor (thụ thể kéo dài) của tiểu động mạch hướng tâm

- Những thay đổi về thể tích và thành phần của chất lỏng đến điểm vàng

- Hoạt động của thần kinh giao cảm thận

- Prostaglandin

- Peptide lợi niệu natri nhĩ.

Cơ chế baroreceptor của tiểu động mạch hướng tâm gây ra giảm tiết renin khi có sự gia tăng áp lực của tiểu động mạch hướng tâm ở mức của bộ máy cầu thận. Sự bài tiết của nó tăng lên khi hoạt động của baroreceptor giảm khi áp suất giảm.

Một cảm biến khác liên quan đến việc điều hòa tiết renin được tìm thấy ở điểm vàng. Tốc độ tái hấp thu Na + và Cl- và nồng độ các chất điện giải này trong dịch đến hoàng điểm càng cao thì sự bài tiết renin càng thấp và ngược lại.

Tăng hoạt động của thần kinh giao cảm thận, cũng như của catecholamine lưu hành thông qua norepinephrine được giải phóng ở các đầu giao cảm trong tế bào cầu thận, làm tăng tiết renin.

Prostaglandin, cụ thể là các prostacyclin, kích thích tiết renin bằng cách tác động trực tiếp lên tế bào hạt của bộ máy cầu thận.

Angiotensin II, thông qua tác dụng phản hồi tiêu cực, ức chế tiết renin do tác động trực tiếp lên tế bào hạt. Một loại hormone khác như vasopressin ức chế tiết renin.

Peptide natri lợi niệu tâm nhĩ (ANP), được sản xuất trong cơ tâm nhĩ, ức chế bài tiết renin.

Tác động tổng hợp của tất cả các yếu tố kích thích và ức chế là yếu tố quyết định tốc độ tiết renin. Renin được tiết vào máu thận sau đó ra khỏi thận để lưu thông khắp cơ thể. Tuy nhiên, một lượng nhỏ renin vẫn còn trong dịch thận.

Đặc trưng

Renin là một enzym tự nó không có chức năng hoạt động mạch. Chức năng duy nhất được biết đến của renin là cắt angiotensinogen ở đầu cuối amin, tạo ra một decapeptit gọi là Angiotensin I.

Angiotensinogen là một glycoprotein từ nhóm α2 globulin được tổng hợp bởi gan và có trong máu tuần hoàn.

Vì angiotensin I có hoạt tính vận mạch rất kém và nó phải được xử lý "hạ nguồn" bởi một protease khác, renin tham gia vào các bước ban đầu của quá trình điều hòa huyết áp, trong một hệ thống được gọi là renin-angiotensin.

Angiotensin II có thời gian bán hủy rất ngắn (từ 1 đến 2 phút). Nó được chuyển hóa nhanh chóng bởi các peptidase khác nhau làm phân mảnh nó và một số đoạn này, chẳng hạn như Angiotensin III, vẫn giữ được một số hoạt tính vận mạch.

Các chức năng chung của hệ thống renin -angiotensin có nhiều chức năng và có thể được tóm tắt như sau:

- Co thắt động mạch và tăng huyết áp tâm thu và tâm trương. Angiotensin II có tác dụng mạnh hơn norepinephrine từ bốn đến tám lần cho chức năng này.

- Tăng tiết aldosteron do tác dụng trực tiếp của Angiotensin II trên vỏ thượng thận. Hệ thống renin-angiotensin là cơ quan điều hòa chính của bài tiết aldosterone.

- Tạo điều kiện tiết norepinephrine bằng cách tác động trực tiếp lên tế bào thần kinh giao cảm sau hạch.

- Nó ảnh hưởng đến sự co bóp của tế bào trung bì làm giảm mức lọc cầu thận và do tác động trực tiếp lên ống thận nên làm tăng tái hấp thu natri.

- Ở cấp độ não, hệ thống này làm giảm độ nhạy của phản xạ thụ thể baroreceptor, giúp tăng cường tác dụng vận mạch của Angiotensin II.

- Angiotensin II kích thích uống nước bằng cách thúc đẩy cơ chế gây khát. Nó làm tăng tiết vasopressin và hormone ACTH.

Bệnh lý liên quan

Do đó, hệ thống renin-angiotensin có một vai trò quan trọng trong các bệnh lý tăng huyết áp, đặc biệt là những bệnh lý có nguồn gốc từ thận.

Đây là cách mà sự co thắt của một trong các động mạch thận tạo ra tăng huyết áp kéo dài có thể đảo ngược nếu thận bị thiếu máu cục bộ (khiếm khuyết) được cắt bỏ hoặc giải phóng co thắt động mạch thận kịp thời.

Sự gia tăng sản xuất renin thường liên quan đến sự co thắt một bên của động mạch thận nối một trong hai quả thận, dẫn đến tăng huyết áp. Tình trạng lâm sàng này có thể do các dị tật bẩm sinh hoặc các bất thường khác về tuần hoàn thận.

Thao tác dược lý của hệ thống này, ngoài việc sử dụng thuốc chẹn thụ thể angiotensin II, là những công cụ cơ bản để điều trị tăng huyết áp động mạch.

Cao huyết áp là một căn bệnh âm thầm và tiến triển, ảnh hưởng đến một bộ phận lớn dân số thế giới, đặc biệt là những người trưởng thành trên 50 tuổi.

Người giới thiệu

1. Akahane, K., Umeyama, H., Nakagawa, S., Moriguchi, I., Hirose, S., Iizuka, K., & Murakami, J. (1985). Cấu trúc ba chiều của Renin con người. Tăng huyết áp, 7 (1), 3–12.
2. Davis, J., & Freeman, R. (1976). Cơ chế điều chỉnh sự giải phóng Renin. Nhận xét Sinh lý, 56 (1), 1–56.
3. Guyton, A., & Hall, J. (2006). Giáo trình Sinh lý Y học (xuất bản lần 11). Elsevier Inc.
4. Hackenthal, E., Paul, M., Ganten, D., & Taugner, R. (1990). Hình thái học, sinh lý học và sinh học phân tử của sự tiết Renin. Nhận xét Sinh lý, 70 (4), 1067-1116.
5. Morris, B. (1992). Sinh học phân tử của renin. I: Cấu trúc, tổng hợp và xử lý gen và protein. Tạp chí Tăng huyết áp, 10, 209–214.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Hóa sinh minh họa của Harper (ấn bản thứ 28). McGraw-Hill y tế.
7. Tây, J. (1998). Cơ sở sinh lý của thực hành y tế (xuất bản lần thứ 12). Mexico DF: Biên tập Médica Panamericana.