Dr. med. Dirk Manski

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Hormone der Niere: Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (7/8)


Funktion des Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)

Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) spielt eine zentrale Rolle in der Blutdruckregulation und besteht aus einer Kaskade von Funktionsproteinen (Renin, Angiotensinogen, Angiotensin I und II) [Abb. Aktivierungskaskade des RAAS]. Die physiologische Bedeutung des RAAS besteht in dem Ausgleich von Hypovolämie und Hypotension. Bei Menschen mit normalem Blutdruck und ausgeglichenem Salzhaushalt ist das RAAS nicht aktiviert (Carey and Siragy, 2003). Pathophysiologische Bedeutung erlangt das RAAS bei fehlerhafter Aktivierung, z. B. bei renaler Hypertonie, Herzinsuffizienz und fortgeschrittener Lebererkrankung.

Aktivierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (RAAS):

Die Kaskade beginnt mit der Spaltung von Angiotensinogen zu Angiotensin I (Ang.I), vermittelt durch das Enzym Renin. Dies ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt. Das Angiotensin-Converting-Enzym (ACE) spaltet aus Angiotensin I (Ang.I) das Angiotensin II (Ang.II) ab, ein sehr potenter Vasokonstriktor. Zusätzlich stimuliert Ang.II die Freisetzung von Aldosteron aus der Nebennierenrinde. Die hormonelle Wirkung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems wird vor allem durch Angiotensin II und Aldosteron vermittelt.

Aktivierungskaskade des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (RAAS). Beschreibung siehe Text.
Abbildung Aktivierung des RAAS renin angiotensin aldosteron system nieren

Renin:

Renin ist eine Aspartyl-Protease, die Angiotensinogen sehr spezifisch zu Angiotensin I (Ang.I) spaltet. Hauptbildungsort sind die Nieren (juxtaglomeruläre Zellen der afferenten Arteriole), es wurde aber auch in anderen Organen mit lokalem RAAS nachgewiesen.

Steuerung der Reninfreisetzung:

die Freisetzung von Renin benötigt die Aktivierung der Adenylatcyclase und Bildung von cAMP. Folgende Reize führen zur Reninfreisetzung:

Angiotensinogen:

Funktionell ist Angiotensinogen ein Serinproteaseinhibitor. Renin spaltet aus Angiotensinogen das Angiotensin I ab. Hauptbildungsort ist die Leber, es wird aber auch in ZNS, Niere, Nebenniere, Leukozyten und Herz gebildet. Angiotensin II, Östrogene und Glukokortikoide stimulieren die Bildung. Renin inhibiert die Produktion.

Angiotensin-konvertierendes Enzym (ACE):

Angiotensin-converting enzyme (ACE), ein zinkhaltiges Glykoprotein mit Dipeptidyl- Carboxypeptidase. ACE spaltet 2 Aminosäuren von Angiotensin I ab, dadurch entsteht Angiotensin II. Andere Proteinasen können Angiotensin II auch unspezifisch aktivieren.
Weiterhin inaktiviert ACE Bradykinin im Kallikrein-Kinin-System. ACE wird von endothelialen und epithelialen Zellen in vielen Organen produziert, die pulmonale Aktivität ist hoch. Für das RAAS ist ACE nicht geschwindigkeitsbestimmend.

Angiotensin II (Ang.II):

Angiotensin II (Ang.II), ein Oktapeptid, welches nach proteolytischer Abspaltung (ACE) von 2 Aminosäuren aus Angiotensin I entsteht. Folgende Funktionen sind bekannt:

Regulation der GFR durch Angiotensin II:

Bei verminderter Nierenperfusion führt Ang.II zu einer Konstriktion der Vasa efferentes und damit zu einem erhöhten Filtrationsdrucks. ACE-Hemmer können diesen kritischen Regulationsmechanismus bei einer Nierenarterienstenose inhibieren und zu ANV führen.

Tubuläre Natriumreabsorption durch Angiotensin II:

in physiologischen Dosen Steigerung, bei stark erhöhten Konzentrationen Verminderung der Natriumreabsorption.

Urinkonzentration durch Angiotensin II:

Angiotensin II führt zur verminderten medullären Durchblutung, dies steigert die Osmolarität des Nierenmarkes und erhöht damit die Harnkonzentrierung.

Peripherer Widerstand der Gefäße:

Ang.II stimuliert direkt die glattmuskuläre Kontraktion der Widerstandsgefäße und erhöht den Blutdruck.

Aldosteronfreisetzung:

Angiotensin II erhöht die Desmolaseaktivität und damit die vermehrte Umsetzung von Kortison nach Aldosteron.

zentrale Wirkungen von Angiotensin II:

Blutdrucksteigerung, vermehrtes Durstempfinden, Salzappetit, vor allem über lokales RAAS.

Molekulare Wirkungsweise von Angiotensin II:

Die Wirkung von Angiotensin II (AII) wird über Angiotensin-II-Rezeptoren (AT1 und AT2) vermittelt. Die Gefäßwirkungen von AII werden von AT1-Rezeptoren bestimmt. Antagonisten zu AT1-Rezeptoren sind die Sartane, z. B. Losartan, diese werden zur antihypertensiven Behandlung eingesetzt.
Die Signaltransduktion von AT1-Rezeptoren läuft über G-Protein-Rezeptoren, dies führt zu einer intrazellulären Aktivierung von Phospholipase C, DAG, IP3 und Proteinkinase C.

Aldosteron:

Aldosteron ist ein Steroidhormon aus der Nebennierenrinde mit Wirkung auf den Salz- und Wasserhaushalt (Mineralocorticoid).

Molekulare Wirkungsweise von Aldosteron:

Aldosteron ist lipophil, gelangt durch passive Diffusion in die Zielzelle und bindet an nukleäre Steroidrezeptorproteine. Die aktivierten Steroidrezeptoren binden an spezifische DNA-Sequenzen (hormone response elements, HRE) und führen zur vermehrten Genexpression. Die Rückresorption von Natrium und vermehrte Ausscheidung von Kalium entsteht durch die gesteigerte Expression der basalen Na-K-ATPase und luminalen Permease der Zielzellen. Wirkungsorte von Aldosteron sind die Nieren, Schweißdrüsen, Speicheldrüsen und Darm.




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Literatur Nieren

Benninghoff 1993 BENNINGHOFF, A.: Makroskopische Anatomie, Embryologie und Histologie des Menschen.
15. Auflage.
Mnchen; Wien; Baltimore : Urban und Schwarzenberg, 1993

R. M. Carey and H. Siragy. Newly recognized components of the renin-angiotensin system: potential roles in cardiovascular and renal regulation.
Endocr Rev, 24 (3): 261–271, Jun 2003.

Schmidt, R. F. & Thews, G. T. (ed.) Physiologie des Menschen
26. Auflage
Berlin; Heidelberg; New York: Springer, 1995


 


  English Version: Physiology of the kidneys: renal hormones (renin, aldosterone)