腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)研究進(jìn)展

吳建軍 歩 睿 賈 靜 韋 宏 楊 帆 陳延軍

在過去的幾十年中，人們對腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)復(fù)雜性的認(rèn)識已經(jīng)有所更新。目前，RAAS 阻滯劑經(jīng)常用于治療腎臟及心血管疾病，而RAAS 激動劑常用于某些疾病的模型研究［1］。但這些藥物發(fā)揮對機(jī)體有利或有害的作用機(jī)制時，并不一定只通過對血管緊張素Ⅱ-AT1受體-醛固酮這一通路而發(fā)揮作用，還可能存在其他作用通路。研究證明，腎素原與腎素在腎外的激活是由PRR 直接激活細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來完成，且不受腎素阻滯劑的影響［2］。此外，選擇性AT2受體激動劑C21 是通過一氧化氮(NO)與環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)途徑介導(dǎo)鈉尿排泄作用［3，4］。最后，血管緊張素Ⅱ在遠(yuǎn)曲小管部位可對鈉、鉀起調(diào)控作用。

一、PRR 的激動劑與阻滯劑

PRR 是一種在體內(nèi)廣泛表達(dá)的蛋白質(zhì)，由350 個氨基酸組成，可與腎素原和腎素結(jié)合。PRR 與腎素原結(jié)合后介導(dǎo)其構(gòu)象發(fā)生改變，這種改變使其前片段物質(zhì)從催化裂解中分離，導(dǎo)致完全的、蛋白質(zhì)非蛋白地激活［2，5］。這種機(jī)制同腎臟中腎素原蛋白水解激活途徑完全不同，后者是由一種尚未知曉酶的剪切作用所激活［6］。當(dāng)血漿中腎素原的濃度遠(yuǎn)大于腎素時，腎素-血管緊張素轉(zhuǎn)換酶只在腎臟中表達(dá)，如無活性的腎素原與PRR 結(jié)合后使其在其他組織水平獲得血管緊張素生成活性，這將引起人們極大的興趣［7］。然而，一項(xiàng)研究表明，腎素原與腎素的激活是由PRR 直接激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來完成，其獨(dú)立于血管緊張素Ⅱ形成的通路。這種激活不受腎素阻滯劑的阻斷，表明腎素原與腎素阻滯劑的結(jié)合并不妨礙腎素原與PRR 結(jié)合，即使阻滯劑地結(jié)合影響了血管緊張素Ⅰ生成［5］。

腎素原與人PRR 的結(jié)合力為腎素的3 ～4 倍，前端片段促使PRR 結(jié)合的假設(shè)應(yīng)當(dāng)是合理的。前端片段包含操縱區(qū)域(10 ～19 個多肽組成)，這個區(qū)域被認(rèn)為是與PRR 結(jié)合區(qū)域且腎素原在此催化激活。肽類拮抗劑HRPs 可模擬操縱區(qū)域的腎素原，競爭性地與PRR 結(jié)合，因此阻礙PRR 介導(dǎo)的腎素原激活，并且降低組織中RAAS 活性［8］。腎素原在不同物種中具有高度特異性，所以在對人、老鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，要合成不同HRPs。

二、AT2受體激動劑與阻滯劑

AT2受體通常被認(rèn)為拮抗AT1受體介導(dǎo)的血管收縮，鈉潴留以及炎性作用。AT2受體在腎臟中近曲小管、集合管與腎阻力血管中表達(dá)，它提示腎臟血流動力學(xué)狀態(tài)與腎小管功能。在糖尿病和腎臟疾病的病理狀態(tài)下，AT2受體表達(dá)通常上調(diào)，并且在ARB 類藥物作用下AT2受體會進(jìn)一步上調(diào)。AT2受體基因敲除小鼠與野生型小鼠相比，其基線血壓升高并且對血管緊張素Ⅱ反應(yīng)性升高，這對AT2受體的血管舒張作用給予了證實(shí)［9］。AT2基因敲除的小鼠與野生小鼠相比也表現(xiàn)出尿鈉排泄-壓力曲線向右移動，并且對血管緊張素Ⅱ有著更顯著抗利尿效果，這再次支持了AT2受體的反調(diào)節(jié)作用［10］。此外，單側(cè)尿路梗阻的AT2受體基因敲除小鼠與野生型小鼠相比可增加腎間質(zhì)細(xì)胞凋亡和纖維化［11］。然而，AT2受體缺失小鼠其AT1受體的表達(dá)增加，這亦可解釋這些發(fā)現(xiàn)［12］。在野生型動物中觀察到由血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)，AT2受體介導(dǎo)的降血壓和促尿鈉排泄作用，在這之前需要進(jìn)行ARB 的預(yù)處理，這表明AT1受體通常起主導(dǎo)地位。在小鼠實(shí)驗(yàn)中，血管緊張素Ⅲ似乎比血管緊張素Ⅱ更容易結(jié)合AT2受體。A 型氨基肽酶阻滯劑可將血管緊張素Ⅱ轉(zhuǎn)換為血管緊張素Ⅲ，阻滯AT2受體介導(dǎo)的尿鈉排泄作用。然而血管緊張素Ⅲ阻滯劑的降解增強(qiáng)了這種影響［13］。

選擇性AT2受體激動劑C21 研究發(fā)現(xiàn)，ARB 治療可能并不伴隨AT2受體的激活。在肥胖的Zucker大鼠研究中發(fā)現(xiàn)，C21 是通過一氧化氮(NO)與環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)途徑介導(dǎo)鈉尿排泄作用。這種效應(yīng)可被AT2受體阻滯劑PD123319 所阻斷［4］。C21 同樣增加鋰的排泄指數(shù)，提示其參與近曲小管AT2受體的鈉尿排泄作用。盡管在Sprague-Dawley 大鼠的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，激動AT2受體可以增加腎臟血流，但是AT2受體興奮并沒有影響腎小球?yàn)V過率，因此，改變腎血流動力學(xué)不太可能是增加鈉尿排泄的基礎(chǔ)［14］。在高血壓模型的大鼠實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)AT2受體具有抗炎作用。C21 減少了腎間隙中腫瘤壞死因子、IL -6、TGF -β1 水平，并且以一種獨(dú)立于血壓的途徑激活NO/cGMP 級聯(lián)［4］?；贏T2受體基因敲除動物，AT2受體介導(dǎo)的鈉尿排泄作用，C21 介導(dǎo)的NO/cGMP 級聯(lián)的激活，C21 介導(dǎo)的血壓降低是值得期待的。然而，大量的研究表明，C21 對血壓沒有明顯的影響，而一些其他的研究表明，C21 治療對血壓的升高與降低是有反應(yīng)的。C21 治療后血壓升高原因可能是高劑量C21 非選擇性刺激AT1受體的結(jié)果。C21 介導(dǎo)血壓下降不能被PD123319 所阻斷，可能是由于C21 介導(dǎo)入胞鈣轉(zhuǎn)運(yùn)體阻滯劑所致［15］。

三、血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的相互作用

在生理過程中，血容量不足與高鉀血癥時，腎臟RAAS 系統(tǒng)啟動增加鈉水潴留與鉀離子分泌。在常規(guī)模式下，血管緊張素Ⅱ促進(jìn)近曲小管鈉重吸收，而醛固酮促進(jìn)鈉攝取與鉀分泌是通過更遠(yuǎn)端的腎單位如遠(yuǎn)曲小管、連接小管與集合管來完成［16］。在過去20 年里，鈉離子與鉀離子的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白已經(jīng)被克隆。在近曲小管，碳酸氫鈉重吸收是通過血管緊張素Ⅱ介導(dǎo)鈉/氫交換體3 來完成，在遠(yuǎn)曲小管，上皮細(xì)胞鈉通道(ENaC)鈉氯協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(NCC)和腎外的髓鉀通道(ROMK)均對醛固酮敏感［17，18］。NCC 位于遠(yuǎn)曲小管的近端，而ENaC 位于遠(yuǎn)曲小管遠(yuǎn)端，連接小管與集合管，ROMK 在遠(yuǎn)端小管中均表達(dá)。這些對醛固酮敏感轉(zhuǎn)運(yùn)體具有重要的臨床意義，因?yàn)樗鼈兪且恍┙祲核幇ˋCE 抑制劑、ARB 類藥物、噻嗪類利尿劑、阿米洛利直接或間接的作用靶點(diǎn)。

血管緊張素Ⅱ在腎臟近端小管中發(fā)揮作用的觀點(diǎn)已經(jīng)受到了挑戰(zhàn)。一些研究表明，血管緊張素Ⅱ在調(diào)控鈉鉀時可作用于遠(yuǎn)曲小管［19］。盡管AT 受體大多位于近曲小管，但125I 標(biāo)記血管緊張素Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明AT 受體同樣存在于髓袢升支粗段、遠(yuǎn)曲小管和集合管。離體實(shí)驗(yàn)中人們發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)曲小管近端與末端，血管緊張素Ⅱ可以增加鈉離子轉(zhuǎn)運(yùn)并減少鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)。使用ARB 類藥物、ENaC 阻滯劑、阿米洛利可以阻斷上述影響［20］。這些資料表明，血管緊張素Ⅱ可以激動ENaC 與NCC。然而，血管緊張素Ⅱ可介導(dǎo)醛固酮的分泌，且醛固酮也可激動NCC，因此，血管緊張素Ⅱ?qū)CC 的影響及作用仍然是不完全明確的。研究發(fā)現(xiàn)，血管緊張素Ⅱ?qū)NaC 的表達(dá)影響沒有比對NCC 的影響更為顯著。血管緊張素Ⅱ?qū)OMK 影響是通過膜片鉗技術(shù)記錄。在低鉀飲食小鼠中可以觀察到，ROMK 通道阻滯程度與血管緊張素Ⅱ劑量相關(guān)，而在普通飲食的小鼠中并沒有發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象。相反，高鉀飲食可以阻斷NCC 活性并且增加ROMK 活性［21］?？偠灾?，血管緊張素可激動NCC 與ENaC，并且阻斷ROMK。

PRR 起初被認(rèn)為是在組織中激活腎素原的關(guān)鍵受體，然而最近有研究表明，PRR 具有獨(dú)立于RAAS通路的作用與功能。敲除PRR 基因?qū)C(jī)體有致命性影響，目前發(fā)現(xiàn)PRR 唯一的阻滯劑HRPs 是否可用于治療仍存在爭議。同樣，對AT2受體的功能研究表明，在AT2受體激動劑應(yīng)用于臨床之前，還需要進(jìn)一步解釋其會與年齡、疾病相關(guān)的原因。最后，血管緊張素Ⅱ在遠(yuǎn)曲小管對鈉、鉀離子的調(diào)控作用使得我們對RAAS 在體內(nèi)調(diào)節(jié)鈉、鉀離子平衡有了新的看法和認(rèn)識。

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