Curs 1. ROLUL RINICHIULUI N REGLAREA PRESIUNII ARTERIALE Rinichiul deine rolul principal n reglarea pe termen lung a presiunii arteriale prin excreia unor cantiti variabile de sodiu i ap. Rinichiul contribuie la reglarea pe termen scurt a presiunii arteriale prin secreia unor substane sau factori vasoactivi, ex. renin. Rolul sistemului renin-angiotensin-aldosteron-ADH n reglarea presiunii arteriale Planul cursului 1. Importana subiectului 2. Renina 3. Angiotensina I 4. Angiotensina II 5. Stimularea secreiei de aldosteron 6. ADH 7. Concluzii ----------Sistemul renin-angiotensin-aldosteron a fost identificat iniial ca determinat n homeostazia circulatorie. Renina Renina este o enzim i nu o substan vasoactiv. O enzim eliberat de rinichi cnd presiunea arterial nregistreaz scderi mari. Cea mai mare parte a reninei ajunge n sngele renal i apoi prsete rinichii, fiind transportat la nivelul ntregului organism. Renina este sintetizat i depozitat sub form inactiv, denumit prorenin, n celulele renale juxtaglomerulare (celulele JG). Celulele JG sunt celule musculare netede, modificate localizate n pereii arteriolelor aferente, proximal de glomeruli. Cnd presiunea arterial scade, reacii renale intrinseci declaneaz scindarea multor molecule de prorenin din celulele JG, cu eliberarea de renin. Stimularea sistemului nervos simpatic este urmat de eliberarea de renin i de creterea formrii de angiotensin II, a crei aciune contribuie la amplificarea reabsorbiei tubulare a ionilor de sodiu i implicit la scderea excreiei urinare a sodiului. Renina persist n snge timp de 30 minute pn la 1 or i continu s determine formarea de angiotensin I n acest interval. Crete presiunea arterial prin mai multe modaliti i contribuie la corectarea scderii presiunii. Renina este o enzim care amplific formarea de angiotensin I, care ulterior este transformat n angiotensin II.

1

n final, angiotensina II produce constricia arteriolelor eferente, cu creterea consecutiv a presiunii hidrostatice glomerulare i revenirea la normal a RFG.

Presiunea arterial sczut Renin (rinichi) Substrat pentru renin (angiotensinogenul) Angiotensin I Enzim de conversie (plmn) Angiotensin II Angiotensinaz (inactivat) Retenie renal Vasoconstricie de sare i ap Creterea presiunii arteriale

Fig. 1 Etapele funcionale prin care sistemul renin-angiotensin contribuie la reglarea presiunii arteriale. Mecanismul vasoconstrictor renin-angiotensin pentru reglarea presiunii arteriale

n Fig 1 renina acioneaz enzimatic asupra unei alte proteine plasmatice, o globulin denumit substratul reninei (sau angiotensinogen) cu eliberarea unui peptid format din 10 aminoacizi, denumit angiotensina I

2

Angiotensina I Renina acioneaz enzimatic asupra angiotensinogenului, cu eliberarea unui peptid format din 10 aminoacizi, denumit angiotensina I. La cteva secunde sau minute dup formarea angiotensinei I, din molecula acesteia sunt ndeprtai nc doi aminoacizi cu formarea unui peptid de 8 aminoacizi denumit angiotensin II. Aceast conversie se realizeaz aproape n ntregime la nivelul plmnilor, atunci cnd fluxul sanguin parcurge vasele pulmonare mici, fiind catalizat de o enzim denumit enzim de conversie i care este prezent n endoteliul vaselor pulmonare. Angiotensinogenul cu origine hepatic este convertit n angiotensin I de ctre renin, apoi n angiotensin II (A II) de ctre enzima de conversie a angiotensinei. Angiotensina I prezint aciuni vasoconstrictoare de 40-60 de ori mai puternice dect ale noradrenalinei. Angiotensina I are proprieti vasoconstrictoare moderate, acestea nefiind suficiente pentru a produce modificri semnificative ale funciei circulatorii. Angiotensina II Angiotensina II persist n circulaie timp de numai 1-2 minute, deoarece este rapid inactivat de numeroase enzime plasmatice i tisulare denumite colectiv angiotensinaze. A II regleaz tonusul vascular periferic i reabsorbia tubular distal a sodiului prin aldosteronul a crui secreie de ctre corticosuprarenal este sub influena A II. Formarea angiotensinei II crete n situaiile asociate cu hipotensiune arterial i/sau cu scderea volumului extracelular (ex. n timpul episoadelor hemoragice sau cnd exist pierderi hidro-saline importante) Ulterior s-a stabilit c A II prezint cel puin dou efecte celulare: a)- unul trofic ce intervine n multiplicarea celulelor, b)- altul ce particip la sinteza proteinelor printre care colagenul. S-a generat conceptul sistemelor renin-angiotensine locale care postuleaz c A II poate fi generat local participnd astfel la hipertrofia i la depunerea colagenului n situaii patologice antrennd degradarea funcional a organului lezat. n timpul persistenei n circulaie, angiotensina II are dou efecte principale care determin creterea presiunii arteriale. Este un vasoconstrictor extrem de puternic i afecteaz funcia circulatorie i n alte modaliti: a)-prima modalitate prin care vasoconstricia se produce rapid. n multe regiuni ale corpului Vasoconstricia este intens la nivelul arteriolelor i mult mai puin pronunat la nivelul venelor. Constricia arteriolelor determin creterea rezistenei periferice totale i crete astfel presiunea arterial. De asemenea, constricia moderat a venelor favorizeaz creterea ntoarcerii sngelui venos ctre inim, susinnd astfel mecanismul de pomp al inimii mpotriva presiunii aflate n cretere.

3

b)-a doua modalitate prin care angiotensina II determin creterea presiunii arteriale este reducerea excreiei hidro-saline renale. Aceast aciune conduce la creterea lent a volumului lichidului extracelular, care determin creterea presiunii arteriale n orele i zilele urmtoare. Acest efect pe termen lung, exercitat prin intermediul volumului lichidului extracelular este chiar mai puternic dect mecanismul vasoconstrictor n ceea ce privete creterea final a presiunii arteriale. Rapiditatea i intensitatea rspunsului presor vasoconstrictor la aciunea sistemului renin-angiotensin Pres. art Cu sistemul Renin-angiotensin Far sistemul Renin-angiotensin hemoragie

0

0

10 20 minute

30

40

Fig 2 Efectul sistemului vasoconstrictor renin-angiotensin de compensare a presiunii dup o hemoragie grav (reprodus dup Royce Brough) Se prezint un experiment tipic care demonstreaz efectul hemoragiei asupra presiunii arteriale n dou situaii distincte. 1) cu sistemul renin-angiotensin funcional 2) cu sistemul renin-angiotensin nefuncional (blocat prin administrarea unui Ac anti-renin) Se observ c dup hemoragie-suficient pentru a produce scderea acut a presiunii arteriale la 50 mm Hg-presiunea arterial a crescut la 83 mm Hg, atunci cnd sistemul renin-angiotensin a fost funcional. Dimpotriv, a crescut numai la 60 mmHg n situaia n care sistemul renin-angiotensin a fost blocat. Acest fapt demonstreaz c sistemul renin-angiotensin este suficient de puternic pentru a crete presiunea arterial cel puin cu jumtate din valoarea cu care aceasta a sczut n cteva minute dup o hemoragie sever. De aceea, uneori poate salva viaa pacientului n special n ocul circulator. Se observ, de asemenea, c sistemul vasoconstrictor renin-angiotensin necesit aprox. 20 min. pentru a deveni complet activ. De aceea, este oarecum mai lent n ceea ce privete reglarea presiunii n comparaie cu reflexele nervoase i cu sistemul simpatic norepinefrin-epinefrin. n timpul perioadelor de hipoperfuzie renal, blocarea sintezei de angiotensin II accentueaz scderea RFG. 4

Retenia hidro-salin renal secundar aciunii angiotensinei - un mecanism foarte important pentru reglarea pe termen lung a presiunii arteriale Angiotensina produce retenie hidro-salin renal prin dou mecanisme principale. 1. angiotensina acioneaz direct asupra rinichilor i determin retenie hidro-salin 2. angiotensina stimuleaz secreia de aldosteron la nivelul glandelor suprarenale, iar aceasta crete reabsorbia de sare i ap la nivelul tubilor renali Cnd n circulaie exist o cantitate excesiv de angiotensin, ntregul mecanism renovascular pentru controlul pe termen lung al presiunii arteriale este reglat pentru un nivel al presiunii arteriale mai mare dect n mod normal. Stimularea secreiei de aldosteron de ctre angiotensin i efectul aldosteronului de cretere a reteniei hidro-saline renale Angiotensina este unul dintre cei mai puternici factori stimulatori ai secreiei suprarenaliene de aldosteron (determin creterea reabsorbiei ionilor de sodiu). Angiotensina II produce constricia arteriolelor eferente (induce creterea reabsorbiei de sodiu i ap). Angiotensina II stimuleaz direct reabsorbia sodiului la nivelul tubului proximal, ansei Henle, tubului distal i tubului colector. Angiotensina II stimuleaz transportul ionilor de sodiu att prin membranele luminale ct i prin membranele bazo-laterale ale celulelor epiteliale tubulare. Cnd sistemul renin-angiotensin este activat, rata secreiei de aldosteron crete de obicei; consecutiv aldosteronul produce creterea marcat a reabsorbiei sodiului la nivelul tubilor renali, fapt care conduce la creterea sodiului total din lichidul corporal extracelular. Sodiul n exces determin retenie hidric cu creterea volumului lichidului extracelular i creterea suplimentar pe termen lung a presiunii arteriale. Astfel, att efectul direct al angiotensinei asupra rinichilor ct i efectul prin intermediul aldosteronului, sunt importante pentru reglarea pe termen lung a presiunii arteriale. Creterea nivelului de angiotensin II este urmat de retenia marcat a sodiului la nivel renal.

5

Rolul sistemului renin-angiotensin n meninerea presiunii arteriale normale n pofida variaiilor largi ale aportului salin. Creterea aportului de sare Creterea volumului extracelular Creterea presiunii arteriale Scderea reninei i angiotensinei Scderea reteniei renale de sare i ap Revenirea volumului extracelular ctre normal Revenirea presiunii arteriale ctre normal

Fig 3 Evenimente secveniale prin care creterea aportului salin determin creterea presiunii arteriale, iar reducerea prin feed-back a activitii sistemului renin-angiotensin conduce la revenirea presiunii arteriale aproape de valoarea normal Pentru a sublinia eficacitatea sistemului renin-angiotensin n reglarea presiunii arteriale, cnd acest sistem funcioneaz normal presiunea nu crete cu mai mult de 4-6 mm Hg ca rspuns la o cretere a aportului de sare de pn la 50 de ori. Dimpotriv, atunci cnd sistemul renin-angiotensin este blocat, aceeai cretere a aportului salin determin uneori creteri ale presiunii de 10 ori mai mari dect creterea normal, adeseori cu pn la 50-60 mm Hg. Variaiile activitii sistemului renin-angiotensin acioneaz asemenea unui sistem puternic de amplificare a efectelor mecanismului natriurezei de presiune, care are rolul de a menine la valori constante presiunea sanguin i volumele compartimentelor lichidiene ale organismului.

6

Ingestie de lichid Debit urinar Volum extracel Volum Volum Volum interst plasm globular Volum sanguin

Presiune arterial Rezistena periferic Debit cardiac Sistemul nervos central receptori Presiunea de umplere a inimii Distensibilitatea sistemului vascular

Fig. 4 Reglarea volumelor extracelular i plasmatic n funcie de ingestia de lichide Scderea presiunii arteriale i/sau scderea volemiei activeaz reflexe cardiovasculare (baroreceptoare arteriale i cardio-pulmonare) care determin eliberarea de ADH. Creterea secreiei de ADH este determinat de scderea presiunii arteriale i scderea volumului sanguin Reglarea secreiei de ADH Creterea ADH Osmolaritii plasmatice Volemiei Presiunii sanguine Greaa Hipoxia Medicamente: Morfin Nicotin Ciclofosfamid Medicamente: Etanol Unele antihipertensive Haloperidol Scderea ADH Osmolaritii plasmatice Volemiei Presiunii sanguine

Scderea presiunii osmotice determinat de ingestia crescut de lichide sau insuficien de sruri, din contr, reduce secreia de ADH, concomitent cu eliberarea crescut de aldosteron, pentru a asigura eliminarea excesului de ap i reinerea sodiului n organism. 7

La rndul lor, modificrile volemice ntregesc reaciile neuro-endocrine provocate de hipo-sau hiperosmoz, cu descrcri compensatoare de factor natriuretic atrial i prostaglandine renale cu rol reglator asupra activitii sistemului renin-angiotensinaldosteron, la nivelul tubilor renali. Att factorul natriuretic atrial, ct i prostaglandinele cresc excreia tubular de sodiu i ap prin mecanisme diferite. n timp ce factorul natriuretic atrial eliberat sub influena distensiei auriculare inhib secreia de renin i formarea de angiotensin aldosterono-eliberatoare, prostaglandinele provoac natriurez i kaliurez prin mecanismul direct al vasodilataiei de la nivelul zonei medulare renale. Efectele natriuretice astfel realizate contribuie, alturi de inhibarea ingestiei de lichide i secreiei de hormon antidiuretic (ADH) i aldosteron, la excreia renal crescut de sodiu i ap din timpul hipervolemiei. Hormonul antidiuretic determin creterea reabsorbiei tubulare a apei (se evit riscul deshidratrii). ADH reprezint un element cheie n controlul gradului de diluie sau de concentrare a urinei. ADH determin creterea sintezei de AMP ciclic i activarea unor proteinkinaze (stimulat aquaporina 2 la nivelul suprafeelor luminale ale membranelor celulelor epiteliale tubulare, formnd canale pentru ap care permit difuziunea rapid a apei n interiorul celulelor. Creterea cronic a concentraiei de ADH conduce la amplificarea formrii de aquporin 2 n celulele tubulare renale prin stimularea transcripiei genei corespunztoare. Cnd concentraia de ADH scade, moleculele de aquaporin-2 sunt transportate napoi n citoplasma celular, proces urmat de dispariia canalelor pentru ap din membrana luminal i de scderea consecutiv a permeabilitii acesteia pentru ap. Peptidul natriuretic atrial produce scderea reabsorbiei de sodiu i ap. n cazul distensiei atriale ca urmare a expansiunii volumului plasmatic, anumite celule atriale secret o substan denumit peptid natriuretic atrial. Creterea concentraiei peptidului determin inhibiia reabsorbiei de sodiu i ap la nivelul tubilor renali, ndeosebi la nivelul ductelor colectoare. Efectul este urmat de creterea excreiei urinare a sodiului i a apei, ceea ce contribuie la normalizarea volumului circulant. Reacii inverse de scdere a secreiei de factor natriuretic atrial dublate de activarea secreiei de ADH i a sistemului renin-angiotensin-aldosteron se produc n caz de hipovolemie, cu rsunetul corespunztor hidroelectrolitic. n felul acesta, att variaiile presiunii osmotice, ct i cele volemice sunt urmate de reacii neuro-endocrine compensatoare, de restabilire i meninere a echilibrului hidric n limite normale. n concluzie, A II, un puternic vasoconstrictor, produce creterea presiunii arteriale i determin numeroase modificri vasculare i aterogene, ce pot crete riscul bolii cardiovasculare. Conform Ghidurilor Europene de Management al Tensiunii Arteriale, 2007 la pacienii cu risc crescut, tratamentul cu inhibitori ai enzimei de conversie (IEC) determin reducerea semnificativ a riscului evenimentelor cardiovasculare i a decesului.

8