Struttura, produzione, secrezione, funzioni di renina

IL Renina, Conosciuta anche come angiotensinogase, è una proteasi aspartil che ha importanti implicazioni nell'omeostasi degli elettroliti e nel controllo della pressione sanguigna nei mammiferi.

Questa proteina viene secreta dal rene al torrente circolatorio ed è responsabile dell'aumento della pressione sanguigna negli animali da esperimento quando vengono iniettati estratti renali.

Schema rappresentativo del sistema renina-angiotensina nel corpo umano (fonte: Mikael Häggström [dominio pubblico] via Wikimedia Commons)

Poiché è una sostanza prodotta da un tessuto e secreta alla circolazione con un bersaglio lontano dal suo sito di produzione, la renina è considerata un ormone.

Gli ormoni possono essere proteine ​​o polipeptidi, hanno origine steroidea o derivano dalla tirosina aminoacido. La renina è un ormone della natura proteica e la sua azione catalitica implica il clivaje enzimatico di altre proteine ​​(è una proteasi).

Questo ormone fu scoperto alla fine del 1890. Tuttavia, non era altro che alla fine del 1990 che la sua origine fisiologica e la struttura molecolare fossero esattamente determinate.

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Struttura

La renina umana è una glicoproteina con attività enzimatica e un peso molecolare di poco più di 37 kDa. La molecola è formata da due domini separati da una fessura profonda all'interno della quale si trova il suo sito attivo.

Entrambi i domini di renina sono simili in sequenza e sono principalmente composti da fogli β placcati.

Diverse analisi della sequenza di questa proteina rivelano che ha più di 30 rifiuti di aminoacidi di base, tra cui diverse arginine, lisine e istidine.

Inoltre, è noto che in tutta la struttura ci sono centri idrofobici e grandi superfici idrofile che forniscono proteina di stabilità in contesti diversi.

Il sito attivo dell'enzima si trova nella fessura formata dai due domini e gli aminoacidi essenziali per la catalisi sono due rifiuti di acido aspartico nelle posizioni 38 e 226, motivo per cui questa è una proteasi "aspartil".

Produzione

La renina si verifica nel sistema juxtaglomerulare del rene, una struttura specializzata che si trova nel sito di contatto tra il tubulus conversato distale e il suo glomerulo di origine.

Questo apparato è costituito da tre componenti: le cellule granulari, le cellule mesangiali extraglomerulari e la macula densa.

Macula densa

La macula densa è formata da una fila di cellule epiteliali cubiche collegate molto compatte che hanno imbottito il tubo nel sito di contatto con il glomerulo e che è considerato l'inizio del tubo sagomato distale.

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Cellule mesangiali

Le cellule mesangiali extraglomerulari stanno formando una regione triangolare tra l'arteriola afferente, l'arteriola efferente e la densa macula, sono considerate un'estensione delle cellule mesangiali glomerulari. Sono anche chiamati cellule agranulari.

Cellule granulari

Le cellule granulari sono chiamate cellule juxtaglomerulari e si trovano sulle pareti di arteriole afferenti ed efferenti e nell'area delle cellule mesangiali extraglomerulari.

Queste cellule granulari ricevono questa denominazione per la presenza di granuli di secrezione nel loro citoplasma. Granuli contenenti la renina, nonché un precursore della renina, pro-reein, che è formata da pre-pr-rininea.

Pre-Pro-Renina è un preormone che ha 406 aminoacidi nell'uomo. Questo preormone subisce un clivaje proteolitico post-traduzionale, che perde una sequenza di 23 rifiuti alla sua fine amino terminale.

Il cliving pre-pro-renin lo converte in reign pro-reign, 383 aminoacidi. Il clivaje posteriore di un'altra sequenza all'estremità N-terminale di Pro-Reign è ciò che dirige la formazione della renina, una proteasi attiva di 340 aminoacidi.

Sia il pro-rrenina che la renina possono essere secreti alla circolazione, ma pochissima reign pro-reign viene convertita in renina attiva in questo tessuto connettivo. Gli enzimi responsabili della conversione della renina renina sono noti come calicreine e catelle.

Una volta che la renina viene secreta alla circolazione, ha una mezza vita non superiore a 80 minuti e la secrezione è altamente regolata.

Oltre al rene, la renina può essere prodotta da altri tessuti o organi come testicoli, ovaie, pareti delle arteriole, la corteccia surrenale, la ghiandola pituitaria, il cervello, il liquido amniotico.

Sebbene sia applicabile per molti animali, gli studi che comportano la rimozione dei reni mostrano che l'attività della renina in circolazione scende drasticamente a livelli molto vicini allo zero.

Secrezione

La secrezione della renina aumenta di una serie di stimoli che compaiono quando il volume del fluido extracellulare diminuisce, quando la pressione sanguigna diminuisce o quando aumenta l'attività simpatica nei nervi renali.

Sono stati descritti diversi fattori relativi alla regolazione della secrezione di renina:

- La pressione di perfusione renale rilevata dai barorecettori (recettori di allungamento) dell'arteriola afferente

- Cambiamenti nel volume e nella composizione del liquido che raggiunge la fitta macula

- Attività dei nervi simpatici renali

- Prostaglandine

- Il peptide atriale natriuretico.

Il meccanismo del barorecettore dell'arteriola afferente provoca una diminuzione della secrezione di renina quando si verifica un aumento della pressione dell'arteriola afferente a livello del dispositivo juxtaglomerulare. La sua secrezione aumenta quando l'attività del barorecettore diminuisce quando la pressione diminuisce.

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Un altro sensore relativo alla regolamentazione della secrezione di renina si trova nella fitta macula. Maggiore è il tasso di riassorbimento di Na+ e Cl- e la concentrazione di questi elettroliti nel liquido che raggiunge la macula densa, minore è la secrezione di renina e viceversa.

L'aumento dell'attività del nervo simpatico renale, nonché catecolamine circolanti attraverso la noradrenalina rilasciata in termini simpatici nelle cellule juxtaglomerulari, aumenta la secrezione di renina.

Prostaglandine, in particolare prostacicline.

L'angiotensina II, a causa di un effetto di feedback negativo, inibisce la secrezione di renina mediante effetto diretto sulle cellule granulari. Un altro ormone come la vasopressina inibisce la secrezione di renina.

Il peptide atriale natriuretico (PNA), che si verifica nel muscolo atriale cardiaco, inibisce la secrezione di renina.

L'effetto aggiunto di tutti i fattori stimolanti e inibitori è ciò che determina il tasso di secrezione di renina. La renina viene secreta nel sangue renale e poi lascia i reni per circolare in tutto il corpo. Tuttavia, una piccola quantità di renina rimane nei fluidi renali.

Funzioni

La renina è un enzima che di per sé non ha funzioni vasoattive. L'unica funzione nota della renina è tagliare l'angiotensinogeno all'estremità del terminale amino, generando un decapitato chiamato angiotensina I.

L'angiotensinogeno è una glicoproteina del gruppo di α2 globuline sintetizzate dal fegato ed è presente nel sangue circolante.

Poiché l'angiotensina I ha un'attività vasopressore molto scarsa e deve essere elaborata "a valle" da un'altra proteasi, la renina partecipa alle fasi iniziali della regolazione della pressione arteriosa, in un sistema noto come renina-angiotensina.

L'angiotensina II ha una mezza vita molto breve (tra 1 e 2 minuti). Viene rapidamente metabolizzato da diverse peptidasi che lo stanno frammentando e alcuni di questi frammenti, come l'angiotensina III, mantengono un po 'di attività vasopressore.

Le funzioni generali del sistema di renina -angiotensina sono multiple e possono essere riassunte come segue:

- Costrizione arteriolare e aumento della pressione sistolica e diastolica. L'angiotensina II è da quattro a otto volte più potente della noradrenalina per questa funzione.

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- Aumento della secrezione di aldosterone a causa dell'effetto diretto dell'angiotensina II sulla corteccia surrenale. Il sistema renina-angiotensina è il principale regolatore della secrezione di aldosterone.

- Facilita la secrezione di noradrenalina a causa dell'effetto diretto sui post-ganglioni simpatici.

- Influenza la contrazione cellulare mesangiale, che riduce il tasso di filtrazione glomerulare e, a causa dell'effetto diretto sui tubuli renali, aumenta il riassorbimento del sodio.

-  A livello di cervello, questo sistema riduce la sensibilità del riflesso del barorecettore che migliora l'effetto vasopressore dell'angiotensina II.

- L'angiotensina II stimola l'assunzione di acqua promuovendo i meccanismi di sete. Aumenta la secrezione di vasopressina e ormone ACTH.

Patologie correlate

Il sistema renina-angiotensina ha quindi un ruolo importante nelle patologie ipertese, in particolare quelle di origine renale.

Questo è il modo in cui la costrizione di una delle arterie renali genera ipertensione sostenuta che può essere invertita se il rene ischemico (difettoso) viene estratto o la costrizione arteriosa renale viene rilasciata in tempo.

Un aumento della produzione di renina è generalmente associato alla costrizione unilaterale dell'arteria renale che collega uno dei reni, che provoca ipertensione. Questa condizione clinica può essere dovuta a difetti congeniti o altre anomalie della circolazione renale.

La manipolazione farmacologica di questo sistema, oltre all'uso di bloccanti dei recettori dell'angiotensina II, sono gli strumenti fondamentali per il trattamento dell'ipertensione arteriosa.

L'ipertensione arteriosa è una malattia silenziosa e progressiva che colpisce gran parte della popolazione mondiale, in particolare gli adulti di 50 anni.

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