Как система ренин-ангиотензин контролирует кровяное давление и воспаление

Ренин-ангиотензиновая система (РАС) - это группа родственных гормонов, которые действуют вместе, регулируя кровяное давление и контролируя воспаление. Это называется системой, потому что каждая часть влияет на другие части, и все они необходимы для правильного функционирования целого.

Ренин-ангиотензиновая система, работающая вместе с почками, является жизненно важной частью системы регуляции артериального давления организма.1 В частности, это осуществляется посредством классического пути ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС).

Неправильная активация классического пути также может привести к некоторым вредным эффектам, таким как гипертония, которая представляет собой устойчивое высокое кровяное давление, и развитие сосудистых заболеваний. Однако система ренин-ангиотензин также способствует защитным, противовоспалительным ответам через свой альтернативный путь ренин-ангиотензин.

Вместе классический и альтернативный пути РАС создают ответы, которые противостоят друг другу, но уравновешивают их эффекты.

Как работает классический путь РАН

Важными участниками классического пути РАС являются:

• Ренин

• Ангиотензин I

• Ангиотензин II

• Ангиотензинпревращающий фермент 1 (ACE1)

• Альдостерон

Ренин

Когда по какой-либо причине артериальное давление падает, специальные клетки в почках обнаруживают это изменение и выпускают ренин в кровоток. Сам по себе ренин не влияет на артериальное давление.

Вместо этого он плавает вокруг и превращает ангиотензиноген в ангиотензин I. Ангиотензиноген - это молекула, в основном вырабатываемая печенью и циркулирующая по кровотоку. Он не может изменять кровяное давление как молекула-предшественник. Он должен быть преобразован в активную форму ангиотензина.

Ангиотензин I

Ангиотензин I не сильно влияет на артериальное давление. Вместо этого большая часть ангиотензина I превращается в ангиотензин II, гораздо более мощный гормон, который действительно вызывает большие изменения артериального давления.

Ангиотензин-превращающий фермент 1

Это второе превращение, которое производит ангиотензин II, происходит в основном в легких за счет действия другой молекулы, называемой ангиотензин-превращающим ферментом. Более конкретно, он называется ангиотензин-превращающим ферментом 1 (ACE1). (Это преобразование может быть заблокировано лекарствами, называемыми ингибиторами АПФ, важным типом лекарств от высокого кровяного давления).

Ангиотензин II

Ангиотензин II - очень мощный гормон, который может действовать непосредственно на кровеносные сосуды, заставляя их сужаться или сужаться, повышая кровяное давление. У него есть еще одна важная функция - стимуляция высвобождения альдостерона.

Альдостерон

Альдостерон - это гормон, который помогает повысить кровяное давление, заставляя почки удерживать как соль, так и воду, что со временем увеличивает количество жидкости в организме2. Это повышение, в свою очередь, повышает кровяное давление.

Ttsz / Getty Images

Другие эффекты пути RAA: нервные и почечные

Ангиотензин II может связываться с рецепторами, расположенными в разных частях тела, помимо кровеносных сосудов. Он регулирует кровяное давление, отправляя сообщения в мозг и почки, чтобы помочь поднять кровяное давление.

Нейронные эффекты

Ангиотензин II стимулирует область мозга, называемую «центром жажды», что способствует повышению кровяного давления. Этот «центр жажды» расположен в части мозга, называемой гипоталамусом. Когда ангиотензин II сообщает «центру жажды», что кровяное давление слишком низкое, в организме возникает чувство жажды. Употребляя воду, организм повышает кровяное давление.

Ангиотензин II также стимулирует реакцию организма "бей или беги", чтобы помочь повысить кровяное давление. Реакция «бей или беги», которая обычно активируется во время стрессовых ситуаций, заставляет сердце работать быстрее и сильнее, увеличивая циркулирующий объем и кровяное давление.

Почечные эффекты

Жажда - не единственное сообщение мозга в ответ на низкое кровяное давление. Ангиотензин II также сообщает гипоталамусу о необходимости увеличения производства белка, называемого антидиуретическим гормоном. Этот гормон перемещается от мозга к почкам и заставляет почки реабсорбировать воду из мочи.

Ангиотензин II также действует непосредственно на почки, помогая повысить кровяное давление и кровоток, сообщая почкам:

• Сужайте мелкие кровеносные сосуды, чтобы повысить кровяное давление.

• Увеличивают задержку натрия и воды

• Регулируйте скорость отфильтрованной жидкости через почки

Забрать

В качестве долгосрочного регулятора артериального давления классический путь РАС имеет постоянный базовый уровень активности и фактически работает так же, как педаль газа в автомобиле.5 Постоянное нажатие на педаль газа необходимо, чтобы автомобиль двигался вперед. даже если вы просто хотите ехать с той же скоростью.

Однако, если вам нужно, вы можете резко нажать на педаль, чтобы быстро ускориться. Точно так же постоянная активность классического пути РАС поддерживает стабильное кровяное давление в течение длительного времени, но возможны внезапные всплески активности, когда требуется быстрый ответ.

Классический путь РАС и высокое кровяное давление

Известно, что классический путь РАС является важным фактором сердечных заболеваний. Одно из сердечных заболеваний, распространенных в Соединенных Штатах, - это хроническое высокое кровяное давление, также известное как гипертония. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), гипертония поражает примерно половину взрослого населения США6.

У некоторых людей с гипертонией нет видимой причины. Это называется первичной или эссенциальной гипертензией. У других людей гипертония возникает по вторичным причинам. Вторичная гипертензия может быть вызвана гормональным дисбалансом классического пути РАС. Например, опухоль в надпочечнике может выделять чрезмерное количество альдостерона и приводить к задержке жидкости и высокому кровяному давлению.

Связанная статья: Ингибиторы АПФ и контроль артериального давления

Было написано множество научных статей, презентаций на конференциях и учебников о важности классического пути РАС в регуляции артериального давления. Эта область исследований все еще продолжается более чем через 50 лет после открытия системы7.

Детали системы ренин-ангиотензин-альдостерон продолжают изучаться и могут помочь нам понять:

• Почему у людей развивается первичная (эссенциальная) гипертензия

• Почему некоторые люди плохо реагируют на типичное лечение высокого кровяного давления

• Почему у некоторых людей с высоким артериальным давлением развивается больше осложнений, чем у других 8

Например, афроамериканские пациенты с высоким кровяным давлением часто не реагируют на ингибиторы АПФ так же хорошо, как на другие лекарства. Вероятно, это связано с тем, что у афроамериканцев другой уровень активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, что делает их менее чувствительными к лекарствам, которые действуют, блокируя систему.

Ингибиторы РАА и высокое кровяное давление

Несколько эффективных методов лечения высокого кровяного давления были разработаны как прямой результат нашего понимания системы ренин-ангиотензин-альдостерон.

• Ингибиторы АПФ, которые останавливают превращение ангиотензина I в ангиотензин II, действуют и другие препараты, воздействуя на разные части системы.

• Блокаторы рецепторов ангиотензина (БРА) препятствуют связыванию ангиотензина II с кровеносными сосудами и возникновению вазоконстрикции.

• Водные пилюли или мочегонные средства, которые помогают избавиться от жидкости, сообщая организму выводить воду и натрий через мочеиспускание.

Хотя мы лучше понимаем, как управлять хроническим высоким кровяным давлением, тонкие детали ренин-ангиотензин-альдостероновой системы все еще открываются.

Как работает альтернативный путь RAS

В конце концов, ангиотензин I, ангиотензин II и альдостерон распадаются на другие молекулы. Некоторые из этих других молекул действуют по тесно связанному альтернативному пути, который противодействует эффектам классического пути. К важным участникам альтернативного пути относятся: 9

• Ангиотензин-превращающий фермент 2

• Ангиотензин- (1-7)

• Ангиотензин- (1-9)

Хотя классический путь RAS контролирует кровяное давление и жидкость в организме, он также оказывает дополнительное негативное воздействие на организм, которое способствует воспалению. Некоторые из воспалительных реакций классического пути РАС включают: 10

• Сужение или сужение кровеносных сосудов

• Увеличение воспалительных реакций легких

• Повышение реакции клеток на стресс

• Учащение аритмий или аномальное сердцебиение

• Повышение инсулинорезистентности

Альтернативный путь RAS противодействует эффектам ангиотензина II за счет снижения артериального давления. Он также обладает противовоспалительным действием. Некоторые из этих ответов включают: 10

• Расслабление или расширение кровеносных сосудов

• Профилактика ишемии легких или снижения кровотока и оксигенации

• Снижение реакции клеток на стресс

• Расслабление коронарных сосудов сердца

• Повышение инсулинорезистентности

В то время как классический и альтернативный пути RAA создают противодействующие друг другу ответы, они действуют, чтобы уравновесить их системные эффекты.

Путь ренин-ангиотензин-SARS-CoV

Коронавирусное заболевание 2019 года (COVID-19), или SARS-CoV-2, привело к глобальной вспышке, затронувшей более 100 миллионов человек.11 Заболевание связано с серьезными осложнениями у людей, у которых уже есть сердечно-сосудистые заболевания, такие как гипертония и сахарный диабет.

Ренин-ангиотензиновой системе уделяется так много внимания, потому что она играет важную роль не только в сердечно-сосудистых заболеваниях, но и в процессе инфекционного заболевания COVID-19.

Вирус COVID-19 использует ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE 2) в качестве «рецептора» и точки входа в клетки для заражения широкого круга клеток в организме. Более конкретно, ACE 2, который внедрен в поверхность клеток, распознается белками-шипами вируса COVID-19. Это распознавание приводит к взаимосвязи замка и ключа, которая открывает дверь для проникновения вируса.

Dr_Microbe / Getty Images

Ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2)

Ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE 2) является частью альтернативного пути RAS, который противодействует эффектам ангиотензина II в классическом пути. Обычно АПФ 2 расщепляет ангиотензин I на ангиотензин- (1-9), а ангиотензин II - на ангиотензин- (1-7). Эти два продукта, созданные ACE 2, в конечном итоге вызывают противовоспалительные реакции, которые нейтрализуют вредное воздействие ангиотензина II.

Хотя ACE 2 защищает от вредного воздействия ангиотензина II. В присутствии вируса COVID-19 ACE 2 не может выполнять защитные функции. Он занимается облегчением проникновения вирусов в клетки. Это приводит к снижению противовоспалительных реакций и ухудшению симптомов COVID-19 и инфекции.

Ингибиторы АПФ и БРА при COVID-19

Ингибиторы АПФ и БРА, которые продаются для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, таких как гипертония, сердечная недостаточность и почечная недостаточность, являются ингибиторами классического пути РАС. Эти препараты не нацелены напрямую на активность ACE 2 в альтернативном пути RAS.13

Однако в присутствии COVID-19 доступность АПФ 2 в качестве защитного фактора конкурирует с его влиянием на вирус COVID-1914.

Детали роли ингибиторов АПФ и БРА и их влияния на АПФ 2 все еще исследуются и могут помочь нам понять:

• Люди, принимающие ингибиторы АПФ или БРА, подвержены повышенному риску заражения COVID-19 и осложнений.

• Повышается ли уровень АПФ 2 и его активность в присутствии ингибиторов АПФ и БРА?

Часто задаваемые вопросы

Насколько быстро работает система RAA?

Система RAA приводит к каскаду событий, которые запускаются разными гормонами. В то время как действие некоторых гормонов, таких как ангиотензин II, быстрое, действие других, таких как альдостерон, может длиться от нескольких часов до нескольких дней. Чистый эффект системы RAA заключается в продолжительном повышении артериального давления.

Почему важна система RAA?

Система RAA является одной из наиболее важных систем гормонального ответа в организме, которая регулирует кровяное давление, баланс жидкости, баланс электролитов (натрия и калия) и баланс между воспалительными и противовоспалительными эффектами. Также было продемонстрировано, что система RAA играет роль в процессе инфекционного заболевания COVID-19.

Какие функции поддерживает система RAA?

Классический путь RAA приводит к сужению кровеносных сосудов и повышению артериального давления. Это также может в конечном итоге привести к системному воспалению и повреждению органов. С другой стороны, альтернативный путь RAA приводит к расслаблению кровеносных сосудов и снижению артериального давления. Он обладает противовоспалительным действием и может привести к защите органов. Эти два пути противодействуют, но уравновешивают друг друга. Нарушение баланса может повлиять на процесс инфекционного заболевания COVID-19.

Слово от Verywell

Система RAA хорошо известна при сердечно-сосудистых заболеваниях, таких как гипертония, сердечная недостаточность и почечные заболевания. Было разработано несколько лекарств, которые ингибируют классический путь RAA и эффективно помогают уменьшить прогрессирование сосудистых заболеваний. Ингибиторы RAA также косвенно влияют на альтернативный путь RAA и процесс инфекционного заболевания COVID-19. Важно обсудить со своим врачом риски и преимущества лечения ингибиторами РАА.