RENIN: ISTRAKTURA, PRODUKSIYON, PAGTATAGO, PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2024

Ang renin , na kilala rin bilang angiotensinogenasa, ay isang aspartyl protease na may mahalagang implikasyon sa electrolyte homeostasis at kontrol ng presyon ng dugo sa mga mammal.

Ang protina na ito ay nakatago mula sa bato patungo sa daloy ng dugo at responsable para sa pagtaas ng presyon ng dugo sa mga eksperimentong hayop kapag ang mga extract ng bato ay na-injected.

Representative eskematiko ng sistemang Renin-Angiotensin sa katawan ng tao (Pinagmulan: Mikael Häggström sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Dahil ito ay isang sangkap na ginawa ng isang tisyu at tinago sa sirkulasyon na may target na malayo sa lugar ng paggawa nito, ang renin ay itinuturing na isang hormone.

Ang mga hormone ay maaaring protina o polypeptides, magkaroon ng isang pinagmulan ng steroidal o nagmula sa amino acid tyrosine. Ang Renin ay isang protina na hormone sa likas na katangian at ang catalytic na pagkilos nito ay nagsasangkot ng pag-clear ng enzymatic ng iba pang mga protina (ito ay isang protease).

Ang hormon na ito ay natuklasan sa huling bahagi ng 1890. Gayunpaman, hindi pa hanggang sa huling bahagi ng dekada ng 1990 na tumpak na tinutukoy ang pinagmulan nito at ang istruktura ng molekular.

Istraktura

Ang renin ng tao ay isang glycoprotein na may aktibidad ng enzymatic at isang molekular na bigat ng higit sa 37 kDa. Ang molekula ay binubuo ng dalawang mga domain na pinaghiwalay ng isang malalim na cleft sa loob kung saan matatagpuan ang aktibong site nito.

Ang parehong mga domain ng renin ay magkatulad sa pagkakasunud-sunod at binubuo pangunahin ng mga naka-tiklop na sheet.

Ang iba't ibang mga pagsusuri ng pagkakasunud-sunod ng protina na ito ay naghayag na mayroon itong higit sa 30 pangunahing mga residue ng amino acid, kabilang ang iba't ibang mga arginines, lysines at histidines.

Bukod dito, kilala na ang mga sentro ng hydrophobic at malalaking hydrophilic na ibabaw ay matatagpuan sa buong istraktura na nagbibigay ng katatagan sa protina sa iba't ibang mga konteksto.

Ang aktibong site ng enzyme ay matatagpuan sa cleft na nabuo ng dalawang domain at ang mahahalagang amino acid para sa catalysis ay dalawang aspartic acid residues sa mga posisyon 38 at 226, na kung bakit ito ay isang "aspartyl" na protease.

Produksyon

Renin ay ginawa sa juxtaglomerular patakaran ng bato, isang dalubhasang istraktura na matatagpuan sa site ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng malayong convoluted tubule at ang glomerulus ng pinagmulan.

Ang patakaran ng pamahalaan na ito ay binubuo ng tatlong mga sangkap: ang mga cell ng butil, ang extraglomerular mesangial cells, at ang macula densa.

Siksik na macula

Ang macula densa ay binubuo ng isang hilera ng malapit na knit cubic epithelial cells na linya ang tubo sa site ng pakikipag-ugnay sa glomerulus at itinuturing na pagsisimula ng malayong convoluted tubule.

Mesangial cells

Ang extraglomerular mesangial cells ay natagpuan na bumubuo ng isang tatsulok na rehiyon sa pagitan ng mga afferent arteriole, ang efferent arteriole at ang macula densa, sila ay itinuturing na isang extension ng glomerular mesangial cells. Ang mga ito ay tinatawag ding mga agranular cells.

Mga cell na Granular

Ang mga cell ng granule ay tinatawag na mga cell ng juxtaglomerular at matatagpuan sa mga dingding ng mga afferent at efferent arterioles at sa lugar ng mga extraglomerular mesangial cells.

Ang mga cell ng granule na ito ay tinawag ng pagkakaroon ng mga lihim na lihim sa kanilang cytoplasm. Ang mga Granule na naglalaman ng renin, pati na rin ang isang renin precursor, pro-renin, na nabuo mula sa pre-pro-renin.

Ang Pre-pro-renin ay isang prehormone na mayroong 406 amino acid sa mga tao. Ang prehormone na ito ay sumasailalim sa isang post-translational na proteolytic cleavage, kaya nawawala ang isang pagkakasunud-sunod ng 23 na nalalabi sa pagtatapos ng amino terminal.

Ang cleavage ng pre-pro-renin ay nagko-convert sa pro-renin, 383 amino acid ang haba. Ang kasunod na pag-clear ng isa pang pagkakasunud-sunod sa N-terminus ng pro-renin ay kung ano ang nagmumuno sa pagbuo ng renin, isang aktibong 340 amino acid na protease.

Ang parehong pro-renin at renin ay maaaring maitago sa sirkulasyon, ngunit ang napakakaunting pro-renin ay na-convert sa aktibong renin sa nag-uugnay na tisyu. Ang mga enzyme na responsable para sa pag-convert ng pro-renin sa renin ay kilala bilang mga kallikreins at cathepsins.

Kapag ang renin ay nakatago sa sirkulasyon, mayroon itong kalahating buhay na hindi hihigit sa 80 minuto at lubos na kinokontrol.

Bilang karagdagan sa bato, ang renin ay maaaring magawa ng iba pang mga tisyu o mga organo tulad ng mga testes, ovaries, arteriole wall, adrenal cortex, pituitary, utak, amniotic fluid, at iba pa.

Bagaman naaangkop para sa maraming mga hayop, ang mga pag-aaral na kinasasangkutan ng pag-alis ng mga bato ay nagpapakita na ang nagpapalipat-lipat na aktibidad ng renin ay bumaba nang malaki sa mga antas na malapit sa zero.

Lihim

Ang Renin na pagtatago ay nadagdagan ng isang serye ng mga pampasigla na lilitaw kapag bumababa ang dami ng extracellular fluid, kapag bumababa ang presyon ng arterial o kapag nadagdagan ang simpatikong aktibidad sa mga nerbiyos ng bato.

Maraming mga kadahilanan na may kaugnayan sa regulasyon ng renin na pagtatago ay inilarawan:

- Ang presyon ng pagbubutas ng bato na napansin ng mga baroreceptor (kahabaan na mga receptor) ng afferent arteriole

- Mga pagbabago sa dami at komposisyon ng likido na umaabot sa macula densa

- Aktibidad ng renal simpatikong nerbiyos

- Prostaglandins

- Ateptiko natriuretic peptide.

Ang mekanismo ng baroreceptor ng afferent arteriole ay nagdudulot ng pagbawas sa pagtatago ng renin kapag may pagtaas ng presyon ng afferent arteriole sa antas ng juxtaglomerular apparatus. Tataas ang pagtatago nito kapag bumababa ang aktibidad ng baroreceptor habang bumabagsak ang presyon.

Ang isa pang sensor na nauugnay sa regulasyon ng renin secretion ay matatagpuan sa macula densa. Ang mas mataas na rate ng Na + at Clabs reydorption at ang konsentrasyon ng mga electrolyte na ito sa likido na umaabot sa macula densa, mas mababa ang renin na pagtatago at kabaligtaran.

Ang nadagdagan na aktibidad ng renal simpatikong nerbiyos, pati na rin ang nagpapalipat-lipat na mga catecholamines sa pamamagitan ng norepinephrine na pinakawalan sa nagkakasamang pagtatapos sa mga selula ng juxtaglomerular, pinatataas ang pagtatago ng renin.

Ang mga Prostaglandins, partikular na mga prostacyclins, ay pinasisigla ang pagtatago ng renin sa pamamagitan ng direktang epekto sa mga cell ng granule ng juxtaglomerular apparatus.

Angiotensin II, sa pamamagitan ng isang negatibong epekto ng feedback, pinipigilan ang pagtatago ng renin sa pamamagitan ng direktang epekto sa mga cell ng butil. Ang isa pang hormone tulad ng vasopressin ay pumipigil sa pagtatago ng renin.

Ang atrial natriuretic peptide (ANP), na ginawa sa kalamnan ng atrium ng puso, pinipigilan ang pagtatago ng renin.

Ang pinagsamang epekto ng lahat ng mga kadahilanan ng stimulator at inhibitory ay kung ano ang tumutukoy sa rate ng renin pagtatago. Si Renin ay nakatago sa dugo ng bato at pagkatapos ay iniwan ang mga bato upang mag-ikot sa buong katawan. Gayunpaman, ang isang maliit na halaga ng renin ay nananatili sa mga likido sa bato.

Mga Tampok

Ang Renin ay isang enzyme na mismo ay walang mga function ng vasoactive. Ang tanging kilalang pag-andar ng renin ay ang pagputol ng angiotensinogen sa terminong amino, na bumubuo ng isang decapeptide na tinatawag na Angiotensin I.

Ang Angiotensinogen ay isang glycoprotein mula sa pangkat ng α2 globulins na synthesized ng atay at naroroon sa umiikot na dugo.

Yamang angiotensin mayroon akong napakahirap na aktibidad ng vasopressor at dapat itong maproseso na "downstream" ng isa pang protease, sumali si renin sa mga unang hakbang ng regulasyon ng presyon ng dugo, sa isang sistema na kilala bilang renin-angiotensin.

Ang Angiotensin II ay may isang napakaikling maikling kalahati ng buhay (sa pagitan ng 1 at 2 minuto). Mabilis itong na-metabolize ng iba't ibang mga peptidases na pumuputol dito at ilan sa mga fragment na ito, tulad ng Angiotensin III, ay nagpapanatili ng ilang aktibidad na vasopressor.

Ang pangkalahatang pag-andar ng sistema ng renin -angiotensin ay maramihang at maaaring maikli ang mga sumusunod:

- Arteriolar constriction at pagtaas sa systolic at diastolic pressure. Ang Angiotensin II ay apat hanggang walong beses na mas makapangyarihan kaysa sa norepinephrine para sa pagpapaandar na ito.

- Tumaas na pagtatago ng aldosteron dahil sa direktang epekto ng Angiotensin II sa adrenal cortex. Ang sistemang renin-angiotensin ay ang pangunahing regulator ng pagtatago ng aldosteron.

- Pinapadali ang pagtatago ng norepinephrine sa pamamagitan ng direktang epekto sa post-ganglionic nagkakasamang neuron.

- Naimpluwensyahan nito ang pag-urong ng mga cell na mesangial, na bumababa sa rate ng pagsasala ng glomerular at, dahil sa isang direktang epekto sa mga tubula ng bato, pinatataas ang sodabs reabsorption.

- Sa antas ng utak, binabawasan ng sistemang ito ang pagiging sensitibo ng baroreceptor reflex, na nagpapabuti sa vasopressor na epekto ng Angiotensin II.

- Angiotensin II pinasisigla ang paggamit ng tubig sa pamamagitan ng pagtaguyod ng mga mekanismo ng pagkauhaw. Pinatataas nito ang pagtatago ng vasopressin at ang hormone na ACTH.

Kaugnay na mga pathology

Ang sistemang renin-angiotensin samakatuwid ay may mahalagang papel sa mga hypertensive pathologies, lalo na sa mga pinagmulan ng bato.

Ito ay kung paano ang pagbuo ng isa sa mga arterya ng bato ay bumubuo ng matagal na hypertension na maaaring baligtarin kung ang ischemic (may sira) na bato ay tinanggal o ang renal arterial constriction ay pinakawalan sa oras.

Ang isang pagtaas sa produksyon ng renin ay karaniwang nauugnay sa unilateral constriction ng renal artery na nagkokonekta sa isa sa mga bato, na nagreresulta sa hypertension. Ang kondisyong pangklinikal na ito ay maaaring dahil sa mga depekto sa congenital o iba pang mga abnormalidad sa sirkulasyon ng bato.

Ang pagmamanipula ng parmasyutiko ng sistemang ito, bilang karagdagan sa paggamit ng mga blockers na receptor ng angiotensin II, ay ang mga pangunahing tool para sa paggamot ng arterial hypertension.

Ang mataas na presyon ng dugo ay isang tahimik at progresibong sakit na nakakaapekto sa isang malaking bahagi ng populasyon sa mundo, lalo na ang mga may edad na higit sa 50 taong gulang.

Mga Sanggunian

1. Akahane, K., Umeyama, H., Nakagawa, S., Moriguchi, I., Hirose, S., Iizuka, K., & Murakami, J. (1985). Tatlong-dimensional na Istraktura ng Human Renin. Ang hypertension, 7 (1), 3-12.
2. Davis, J., & Freeman, R. (1976). Mga mekanismo na Kinokontrol ang Paglabas ng Renin. Mga Review sa Physiological, 56 (1), 1–56.
3. Guyton, A., & Hall, J. (2006). Textbook ng Medical Physiology (ika-11 ed.). Elsevier Inc.
4. Hackenthal, E., Paul, M., Ganten, D., & Taugner, R. (1990). Morolohiya, Physiology, at Molecular Biology ng Renin Secretion. Mga Review sa Physiological, 70 (4), 1067-1116.
5. Morris, B. (1992). Molekular na Biology ng renin. Ako: Gen at istraktura ng protina, synthesis at pagproseso. Journal of Hypertension, 10, 209–214.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Isinalarawan na Biochemistry ng Harper (ika-28 ed.). McGraw-Hill Medikal.
7. Kanluran, J. (1998). Mga Paksa ng Pisyolohikal na Kasanayan sa Medikal (ika-12 ed.). Mexico DF: Editoryal na Médica Panamericana.