肾素-血管紧张素系统

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肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system,RAS),由肾素血管紧张素转换酶及血管紧张素原组成,是体内调节水、电解质、体液平衡和血压的重要系统。肾素使血管紧张素原分解生成血管紧张素Ⅰ,再通过血管紧张素转换酶的作用形成血管紧张素Ⅱ而发挥生理效应:收缩血管和刺激醛固酮的分泌。RAS不仅存在于肾脏,而且在肾外,特别是心血管中枢神经系统中也存在局部的RAS,它们不依赖于肾脏可以自身合成,释放肾素和血管紧张素,参与调节局部血流和血管紧张性,促进心肌和血管平滑肌的生长和代谢

目录

组成和性质

主要有以下几种。

肾素

一种糖蛋白,是由前肾素原转变生成的一种天门冬氨酰基蛋白水解酶,含有两个羧基和游离的硫氢基基团。肾素由肾脏入球小动脉近球旁(JG)细胞合成、贮存和释放。在肾外如心、肺、脑、子宫睾丸肾上腺等器官也可有肾素分泌及存在。肾素使血管紧张素原分解生成血管紧张素Ⅰ。还有一种大分子肾素,在蛋白水解酶作用下,在酸性条件下或在-5℃储存1~15天,都能使其激活变成有活性的肾素。这种肾素称为肾素前体或叫无活性肾素,它来源于肾脏和肾外器官。

调节肾素分泌的主要因素:①肾脏灌注压,作用于肾内压力感受器。②远端肾小管的钠离子浓度改变。③肾上腺素能受体在JG细胞中对儿茶酚胺产生的反应。④体液中的钾、钙离子、血管紧张素Ⅱ、前列腺素激肽。⑤加压素。⑥心钠素(ANF)。当全身血压,特别是肾动脉压下降时以及体液内钠、钾离子浓度减少时,均刺激肾素分泌增多。血管紧张素Ⅱ通过直接作用于JG细胞或通过刺激醛固酮水平增高反馈抑制肾素分泌。目前还认为钙、前列腺素及环磷酸腺苷(cAMP)可能是肾素释放的第二信使,促使血液中发生酶促效应。

血管紧张素原

一种 α2-球蛋白。不同种属的肾素和血管紧张素原的结构不同,具有种属特异性。糖皮质激素雌激素(包括口服避孕药)和甲状腺激素都能影响血管紧张素原的生成和血浆中浓度。在垂体切除的病人及肝硬变患者其含量减少,而在皮质醇增多症甲状腺功能亢进妊娠及口服避孕药的人其浓度增高。血管紧张素原在肝脏中贮存很少,当刺激时它才迅速合成与释放。血管紧张素原可能是血管紧张素Ⅰ产生的限速因素。对血压调节起着重要作用。

血管紧张素转换酶(ACE)

一种含锌的二羧基肽酶,是一种糖蛋白,存在于肺毛细血管上皮细胞表面、外周血管内皮细胞肾小管中,血浆中ACE含量很少。ACE使血管紧张素Ⅰ的组氨酸苯丙氨酸之间的肽键裂解生成8肽的血管紧张素Ⅱ。ACE是血管紧张素Ⅱ生成的限速因素,并且能降解缓激肽和脑啡呔。它通过血管紧张素Ⅱ生成的增加及缓激肽降解失活,可间接升高血压。在活动性结节病甲状腺功能亢进症糖尿病患者中,血浆ACE 浓度升高。慢性阻塞性肺疾患、肺癌囊性纤维化,血浆ACE含量降低。

血管紧张素Ⅰ(AⅠ)

肾素使血管紧张素原水解生成的十肽化合物,本身无生理活性。它可能刺激肾上腺髓质释放儿茶酚胺和通过中枢神经系统产生口渴感。它在转换酶作用下,生成血管紧张素Ⅱ。

血管紧张素Ⅱ(AⅡ)

血管紧张素Ⅰ在ACE作用下形成的八肽化合物,是RAS中具有生理活性的成分。在血浆中半衰期仅30~60秒,经组织摄取后降解为血管紧张素Ⅲ(AⅢ)。AⅡ通过与靶细胞浆膜上的特异受体结合或通过细胞内钙离子浓度的变化产生下述生理效应:①直接作用在血管平滑肌上产生强有力的血管收缩作用,与钙离子浓度有关,因此钙通道拮抗剂心痛定等能抑制这种效应。② AⅡ使小动脉收缩,增加血管外周阻力,同时也增加心输出量而使血压增高。③刺激肾上腺皮质球状带分泌醛固酮,促进肾上腺髓质释放儿茶酚胺。④刺激交感神经释放去甲肾上腺素,并刺激中枢神经系统产生口渴感而饮水,使血管加压素和促肾上腺皮质激素分泌。⑤小剂量AⅡ产生水盐潴留,减少肾血流量,降低肾小球滤过率,大剂量可使肾脏排除更多的水和钠。⑥AⅡ直接作用在肾脏JG细胞,抑制肾素分泌和刺激前列腺素的分泌,促使钠排泄,维持体内钠的平衡。

血管紧张素Ⅲ(AⅢ)

AⅡ在氨基肽酶的水解作用下脱去氨基端的天冬氨酸,形成的七肽化合物。AⅡ刺激醛固酮分泌的作用与AⅡ相同或更强,但升压作用只是AⅡ的 20%。AⅢ在多肽酶的作用下生成无活性的血管紧张素多肽和氨基酸

醛固酮

一种盐皮质激素,为类固醇化合物,板状或束针状的结晶,熔点是108~112℃,分子量360.44,在240 ±0.25nm紫外光下有最大吸收光谱。醛固酮主要由肾上腺皮质球状带合成和分泌,经肾上腺静脉进入血循环,分布全身发挥作用,再由肝脏代谢廓清。醛固酮在体内半衰期是30分钟,约有17种代谢产物,主要有3酮化合物、四氢醛固酮葡萄糖醛酸酯和游离的醛固酮从肾脏排泄。它的主要生理功能是在肾远曲小管和机体其他细胞中进行钾、氢和钠离子交换,具有潴钠排钾、维持体液平衡的作用,并参与血压的调节。

局部组织的RAS

主要指心脏及血管的RAS。

心脏内的RAS

存在于心脏内的一个独立于肾脏的RAS,受一些体液和神经递质的调节,心内RAS作为自分泌旁分泌激素有下述生理功能:调节冠状循环,引起冠状血管收缩;增加心肌收缩力,促进心内交感神经末梢释放儿茶酚胺;刺激心肌细胞的生长,引起心肌肥厚;它还可以加重和诱发心肌缺血再灌注损伤,引起室性心律失常。低钠负荷、异丙基肾上腺素雄激素能促进心内肾素合成。钙拮抗剂使其降低。而非特异的血管扩张剂可增加心内RAS的活性。

血管的RAS

存在于血管壁上的一个独立于肾脏的系统,通过旁分泌或自分泌方式,作用于平滑肌细胞、内皮细胞和交感神经末梢,调节区域性血管紧张性和血流;促进血管平滑肌细胞的生长和增殖;促进交感神经末梢释放儿茶酚胺;参与高血压心功能不全发病机理的病理生理过程及血管对损伤和炎症的反应过程。应用 ACE抑制剂,可以阻止血管内AⅡ的产生,抑制交感神经末梢释放儿茶酚胺,因而降低血管阻力,改善局部血流供应。

血循环RAS与局部RAS的关系

它们是两个完全独立的系统。血液循环中的肾素来自肾脏,血管紧张素原来自肝脏,ACE酶来自肺和其他组织,而心血管的RAS中各成分都来自心血管本身。它们的效应器亦不完全相同,血循环中RAS主要作用于肾上腺、肾脏和血管;而心血管的RAS只作用于心血管局部,因此它对醛固酮的分泌和全身水盐平衡作用较小。故血循环 RAS参与心肾内环境调节,局部 RAS参与血管紧张性及局部功能调节。此外肺、大脑、垂体、子宫、睾丸、腮腺、肾上腺皮质、动脉平滑肌细胞、血管内皮细胞等均有肾素分泌或局部RAS 存在,肾素血管紧张素系统在体内对调节血压和血容量、体液平衡有很重要的作用,临床上根据血浆肾素活性的测定,可将高血压病人分为高肾素、低肾素及正常肾素活性三种,并采用不同治疗药物,取得满意疗效。

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