Annals of Clinical Hypertension

Role of the Kidneys in the Regulation of Intra-and Extra-Renal Blood Pressure

Seriki A Samue1*, Adebayo O Francis1 és Odetola O Anthony2

1Department of Human Physiology, College of Medicine, Bingham University, Karu, Nigeria
2Department of Human Physiology, Faculty of Medicine, Nnamdi Azikiwe University, Awka, Nigeria

*Address for Correspondence: Seriki A. Samuel, Department of Human Physiology, College of Medicine, Bingham University, Karu, Nigeria, Tel: +2348036041121; Email: [email protected]

Dátumok: Beküldve: 2018. július 05.; Jóváhagyva: 2018. július 16.; Közzétéve: 2018. július 17.

How to cite this article: Samuel SA, Francis AO, Anthony OO. A vesék szerepe a vesén belüli és kívüli vérnyomás szabályozásában. Ann Clin Hypertens. 2018; 2: 048-058. DOI: 10.29328/journal.ach.1001011

Copyright: © 2018 Samuel SA, et al. Ez egy nyílt hozzáférésű cikk a Creative Commons Attribution License alatt, amely engedélyezi a korlátlan felhasználást, terjesztést és sokszorosítást bármilyen médiumban, feltéve, hogy az eredeti művet megfelelően hivatkozzák.

Kulcsszavak: Hypertonia; Renin-angiotenzin rendszer; Natriurézis; Nátrium-homeosztázis

Abstract

A magas vérnyomás az emberiség egyik leggyakoribb krónikus betegsége, amely világszerte több mint egymilliárd embert érint. Ha krónikussá válik, a hipertónia szívhipertrófiát, szívelégtelenséget, stroke-ot és vesebetegséget hagy maga után, ami jelentős morbiditást és mortalitást eredményez. A vérnyomást hatékonyan csökkentő kezelésekkel megelőzhetők ezek a szövődmények. A vesék vizelettermelésének rendellenességei szerepet játszanak a megnövekedett érrendszeri ellenállásban, ami magas vérnyomáshoz és megnövekedett szívtömeghez vezet. A só és víz vizelettel történő kiválasztásának a táplálékbevitellel való összehangolásával általában egyensúly érhető el, ezáltal állandó extracelluláris folyadéktérfogat és vérnyomás tartható fenn. A vese nátriumkiválasztó képessége alapján ennek a vérnyomásváltoztató mechanizmusnak elegendő előnnyel kell rendelkeznie ahhoz, hogy az intravaszkuláris térfogatot korlátozza, és következésképpen csökkentse a vérnyomást a megemelkedett pulzusszámtól a perifériás érrendszeri ellenállás növekedéséig terjedő számos ingerre adott válaszként. Az intra- és extra-vesei vérnyomás szintjének egyik fő meghatározója tehát a nátriumkezelés, és ezt összetett élettani mechanizmus révén hormonok, gyulladásos mediátorok és a szimpatikus idegrendszer szabályozza. A homoeosztázis és a kedvező hatású nátriumegyensúly a diuretikumok és a diétás nátriumkorlátozás alapvető hatásmechanizmusa a magas vérnyomásban. A renin-angiotenzin rendszer (RAS) gátlói, a vazodilatátorok és a β-blokkolók a nyomás-natriurézis elősegítésére hatnak. A WNK jelátviteli útvonalak, az oldható gyulladásos mediátorok és az extra-vese nátrium diszpozíciót szabályozó útvonalak is a nátrium eliminációja és a vérnyomás csökkentése felé irányulhatnak a magas vérnyomásban.

Bevezetés

Az, hogy a vese szerepet játszik a magas vérnyomásban, olyan tudás, amely közel 200 évre nyúlik vissza néhány kutató azt posztulálta, hogy a vese által termelt vizelet rendellenességei úgy változtatják meg a vért, hogy az hajlamos az érrendszeri ellenállás növelésére, ami magas vérnyomáshoz és a szív tömegének növekedéséhez vezet. Sok évvel később Harry Goldblatt is rosszindulatú magas vérnyomást idézett elő kutyákban az egyik veseartéria elzárásával . Arthur Guyton és munkatársai 1970-ben szintén egy olyan hipotézist terjesztettek elő, amely szerint a vese az extracelluláris folyadékmennyiség szabályozásával szabályozza a vérnyomás szintjét. Azt állították, hogy az egyensúlyt általában úgy érik el, hogy a vizelettel történő só- és vízkiválasztás megfelel a táplálékfelvételnek, ezáltal állandó extracelluláris folyadéktérfogatot és vérnyomást tartanak fenn . Kifejtették, hogy amikor a vérnyomás bármilyen okból megemelkedik, a vese perfúziós nyomása is megnő, ezáltal fokozva a nátrium- és vízkiválasztást, amit Guyton nyomás-natriurézisnek nevezett.

A vese nátriumkiválasztó képességére alapozva ennek a vérnyomás-változtató mechanizmusnak elegendő előnnyel kell rendelkeznie az intravaszkuláris térfogat korlátozásához és következésképpen a vérnyomás csökkentéséhez számos ingerre adott válaszként a megemelkedett pulzusszámtól a perifériás érrendszeri ellenállás növeléséig . Továbbá, a nyomás-natriurézis válasz megengedő módosítására volt szükség ahhoz, hogy az artérián belüli nyomás krónikus emelkedése tartósan fennmaradjon, aminek következtében a só- és vízkiválasztás egyensúlyi pontja az artériás vérnyomás magasabb szintjére tolódik . Egy sor vese kereszttranszplantációs vizsgálat is alátámasztotta a vese intrinsikus funkcióinak kulcsszerepét a magas vérnyomás patogenezisében . Genetikailag kompatibilis donor és recipiens törzseket használtak a kilökődés megkerülésére, mindkét natív vesét eltávolították, így a kiválasztó funkciót teljes mértékben a transzplantált vese biztosította .

Hasonlóképpen, spontán hipertóniás patkányokon és milánói hipertóniás patkányokon végzett vizsgálatok is megismételték ezeket az eredményeket. Úgy tűnik, hogy ugyanez az elv igaz az emberekre is, ahol a sikeres veseátültetés után a rezisztens hipertónia enyhíthető . Ezek a vizsgálatok együttesen arra utalnak, hogy a vese által történő nátriumkiválasztás hibája hajlamosít az emelkedett vérnyomásra.

Vérnyomás és magas vérnyomás

A magas vérnyomás az egyik leggyakoribb krónikus emberi betegség, amely világszerte több mint egymilliárd embert érint . Bár az emelkedett vérnyomás jellemzően nem okoz nyilvánvaló tüneteket, a krónikus magas vérnyomás következményei, beleértve a szív hipertrófiáját, a szívelégtelenséget, a stroke-ot és a vesebetegséget, jelentős morbiditásért és mortalitásért felelősek. A vérnyomást hatékonyan csökkentő kezelésekkel megelőzhetők ezek a szövődmények . A közelmúltban azonban a magas vérnyomás kezelésben részesülő betegek kevesebb mint 50%-ánál sikerült a célszintre csökkenteni a vérnyomást, és ez az arány 40% alatt volt azoknál az egyéneknél, akik krónikus vesebetegségben (CKD) is szenvedtek .

A rossz eredmények okai között szerepelnek az ellátási folyamatokkal, a megfelelőséggel és a betegoktatással kapcsolatos egészségügyi szolgáltatási problémák. Ráadásul a magas vérnyomás pontos oka a magas vérnyomásban szenvedő betegek túlnyomó többségénél nem nyilvánvaló. Az egyes betegeknél a magas vérnyomás patogenezisének megértésében mutatkozó korlátok akadályozzák a megelőzés és kezelés egyénre szabott megközelítéseinek alkalmazását, valamint az új, specifikus terápiák meghatározását.

A vese és annak hatása a vérnyomásra

A vese központi szerepet játszik az artériás vérnyomás szabályozásában. Számos kísérleti és fiziológiai bizonyíték utal arra, hogy az extracelluláris térfogat és a vese perfúziós nyomásának vesekontrollja szorosan részt vesz az artériás keringés és a vérnyomás fenntartásában. A veseartériás perfúziós nyomás közvetlenül szabályozza a nátriumkiválasztást; ez a folyamat nyomás-natriurézis néven ismert, és befolyásolja a különböző vazoaktív rendszerek, például a renin-angiotenzin-aldoszteron (RAS) rendszer aktivitását. Az érmorfológiával együtt a vér viszkozitása az egyik legfontosabb tényező, amely befolyásolja az ellenállást és ezáltal a vérnyomást. A vér viszkozitásának egyik legfontosabb modulátora a renin-angiotenzin rendszer (RAS) vagy a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer (RAAS), a vérnyomást és a vízháztartást szabályozó hormonrendszer.

A szervezetben a vérnyomás függ:

– Attól, hogy a szív milyen erővel pumpálja ki a vért a szívkamrákból – és ez attól függ, hogy a szívizmot mennyire feszíti meg a kamrákba beáramló vér.

– Hogy az artériák és az arteriolák milyen mértékben szűkülnek össze– növeli a véráramlással szembeni ellenállást, így magasabb vérnyomást igényel.

– A testben keringő vér mennyisége; ha a térfogat nagy, a kamrák jobban megtelnek, és a szívizom jobban megnyúlik.

A vese a következő módon befolyásolja a vérnyomást:

-Az artériák és a vénák szűkülését okozza

-Növeli a keringő vér mennyiségét

Specializált sejtek, az úgynevezett macula densa, a distalis tubulusnak az afferens arteriola közelében és falában elhelyezkedő részében találhatók. Ezek a sejtek érzékelik a Na-t a szűrletben, míg az arteriális sejtek (juxtaglomeruláris sejtek) a vérnyomást. Amikor a vérnyomás csökken, a szűrt Na mennyisége is csökken. Az artériás sejtek érzékelik a vérnyomásesést, és a Na-koncentráció csökkenését a macula densa sejtek továbbítják nekik. A juxtaglomeruláris sejtek ekkor felszabadítják a renin nevű enzimet.

A renin az angiotenzinogént (egy peptid, vagyis aminosav-származék) angiotenzin-1-é alakítja át. Az angiotenzin-1-et ezt követően a tüdőben található angiotenzin-konvertáló enzim (ACE) angiotenzin-2-vé alakítja. Az angiotenzin-2 az erek összehúzódását okozza — a fokozott érösszehúzódások megemelik a vérnyomást. Amikor a vér mennyisége alacsony, a vesékben lévő artériás sejtek közvetlenül a keringésbe választják ki a renint. A plazma renin ezután elvégzi a máj által felszabadított angiotenzinogén átalakítását angiotenzin-1-vé. Az angiotenzin-1-et ezt követően a tüdőben található angiotenzin-konvertáló enzim angiotenzin-2-vé alakítja át. Az angiotenzin-2m egy erős vazoaktív peptid, amely az erek összehúzódását okozza, ami megnövekedett vérnyomást eredményez. Az angiotenzin-2 serkenti az aldoszteron hormon kiválasztását is a mellékvesekéregből .

Az aldoszteron hatására a vese tubulusai fokozzák a nátrium és a víz visszaszívódását a vérbe. Ez növeli a test folyadékmennyiségét, ami szintén növeli a vérnyomást. Ha a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer túl aktív, a vérnyomás túl magas lesz. Számos gyógyszer megszakítja e rendszer különböző lépéseit, hogy csökkentse a vérnyomást. Ezek a gyógyszerek a magas vérnyomás (hipertónia), a szívelégtelenség, a veseelégtelenség és a cukorbetegség káros hatásainak ellenőrzésének egyik fő módszere. Úgy gondolják, hogy az angiotenzin-1-nek lehet némi kisebb aktivitása, de az angiotenzin-2 a fő bioaktív termék. Az angiotenzin-2 számos hatást fejt ki a szervezetben: az egész szervezetben az arteriolák erős érszűkítője .

Hogyan növelik a vesék a keringő vérmennyiséget

Az angiotenzin-2 a mellékvese aldoszteron nevű hormon kiválasztására is serkenti. Az aldoszteron nagyobb Na-visszaszívódást serkent a disztális tubulusban, és a Na-val együtt víz is visszaszívódik. A fokozott Na- és vízvisszaszívás a disztális tubulusból csökkenti a vizeletürítést és növeli a keringő vértérfogatot. A megnövekedett vértérfogat segít a szívizom megnyújtásában, és azt okozza, hogy az minden egyes ütésnél nagyobb nyomást generál, ezáltal megemelkedik a vérnyomás. A keringő vértérfogat egyenesen arányos a szívizom megnyúlásával.

A vese által a vérnyomás szabályozása érdekében végzett műveletek különösen fontosak traumás sérülések során, amikor a vérnyomás fenntartásához és a folyadékveszteség megőrzéséhez szükségesek. A szervezet kalciumot raktároz a csontokban, de a vérben is állandó kalciumszintet tart fenn. Ha a vér kalciumszintje csökken, akkor a nyakban lévő mellékpajzsmirigyek egy mellékpajzsmirigyhormon nevű hormont bocsátanak ki. A mellékpajzsmirigyhormon növeli a kalcium visszaszívódását a nefron disztális tubulusából, hogy helyreállítsa a vér kalciumszintjét. A mellékpajzsmirigyhormon amellett, hogy serkenti a kalcium felszabadulását a csontokból, a kalcium felszívódását is okozza a bélből.

A D-vitaminra is szüksége van a szervezetnek, hogy serkentse a kalcium felszívódását a veséből és a bélből. A D-vitamin megtalálható a tejtermékekben. A D-vitamin előanyaga (kolekalciferol) a bőrben keletkezik, és a májban kerül feldolgozásra. A kolekalciferol inaktív formájának aktív D-vitaminná történő átalakulásának utolsó fázisa a nefron proximális tubulusában történik. Az aktiválást követően a D-vitamin serkenti a kalcium felszívódását a proximális tubulusból és a bélből, ezáltal növeli a vér kalciumszintjét.

A vesekövek olyan rendellenességek, amelyeket általában a vese kalciumkezelési képességének problémái okoznak. Emellett a vesének a vér kalciumszintjének fenntartásában játszott szerepe fontos a csontbetegség, a csontritkulás szempontjából, amely sok idős embert, különösen a nőket sújtja.

A vese tehát a szervezetben a következő feladatokat látja el:

-szabályozzák a vér összetételét és a salakanyagok eltávolítását a szűrés/felszívódás/kiválasztás révén

-befolyásolják a vérnyomást a renin kiválasztásával

-segítenek a szervezet kalciumszintjének szabályozásában a D-vitamin aktiválásával

Ha a vese bármilyen okból nem működik, akkor a vesedialízis módszerek (mesterséges szűrési módszerek) válnak az egyetlen alternatívává, hogy a vér tisztításával segítsék a beteg túlélését. Erre különösen akkor van szükség, ha mindkét vese leáll.

A vese általi vérnyomás-szabályozás mechanizmusai

1. A renin-angiotenzin rendszer veseellenes hatása a vérnyomás szabályozásában

A renin-angiotenzin rendszer (RAS) a vérnyomás hatásos modulátora, és a RAS diszregulációja magas vérnyomást eredményez. A RAS farmakológiai blokkolása renin inhibitorokkal, angiotenzin konvertáló enzim (ACE) inhibitorokkal vagy angiotenzin receptor blokkolókkal hatékonyan csökkenti a vérnyomást a magas vérnyomásban szenvedő betegek jelentős részénél , ami a RAS aktiváció fontos szerepét tükrözi a humán magas vérnyomás okaként. Míg rágcsálókban a RAS gének deléciója csökkenti a vérnyomást, addig a túlexpresszió magas vérnyomást okoz .

Míg a distalis tubulus sejtjei (macula densa) a szűrletben lévő Na-t, addig az artériás sejtek (juxtaglomeruláris sejtek) a vérnyomást érzékelik. Vizsgálatok kimutatták, hogy az alacsony dózisú angiotenzin II krónikus infúziója közvetlenül a vesébe a nyomás-natriurézis kapcsolat eltolódása miatt csökkent natriurézissel járó magas vérnyomást okozott . Azt is feltételezik, hogy a vesén belüli RAS-aktivitás helyi és független ellenőrzése befolyásolja a nátriumkiválasztást és a vérnyomás szabályozását. E hipotézis szerint az angiotenzin II megnövekedett keringési szintje az angiotenzin peptidek felhalmozódásával jár együtt a vesében, az angiotenzinogén, a RAS elsődleges szubsztrátjának szabályozott expressziójával a proximális tubulus hámjában, valamint az angiotenzinogén és az angiotenzin peptidek fokozott kiválasztásával a vizeletben . Ebben a feed-forward útvonalban a vesében lévő 1. típusú angiotenzin (AT1) receptorokon keresztül ható angiotenzin II a RAS helyi aktiválódását idézi elő a vesén belül, és növeli az angiotenzin II termelődését a vese tubulusok lumenében, ami a hámtranszporterek autokrin és parakrin stimulációját eredményezi .

Az ezt az elképzelést alátámasztó újabb vizsgálatok igazolták, hogy az ACE-nek a vesén belül kritikusan szükséges a nátriumtranszporterek expressziójának, a vese nátrium-reabszorpciójának és a magas vérnyomásnak a RAS-aktiválás körülményei között történő teljes mértékű stimulálása (1., 2. ábra).

1. ábra: Renális mechanizmus, amelynek során a renin-angiotenzin rendszer aktiválása csökkenti a nyomás natriurézis viszonyát és magas vérnyomáshoz vezet .

2. ábra: A vesén belüli RAS-aktivitás helyi szabályozásának modellje- Az elsősorban a májban termelődő angiotenzinogénből (AGT) származó angiotenzin II (ANGII) magas szintje a keringésben összefügg; megnövekedett ANGII a vesében, az AGT felszabályozása a proximális tubulus epitheliumában, az AGT megnövekedett szintje a tubuláris lumenben, az angiotenzin-konvertáló enzim (ACE) expresszióját igénylő ANGII keletkezése a proximális tubulus (PT) ecsethatárán, valamint az AGT és ANG peptidek fokozott kiválasztása a vizelettel .

2. Az aldoszteron új szabályozási mechanizmusai és hatáshelyei a magas vérnyomásban

A mellékvese zona glomerulosájában lévő AT1 receptorok stimulálják az aldoszteron felszabadulását, így az aldoszteron a RAS egyik downstream effektorává válik. A mineralokortikoid-receptor (MR) aktiválása az aldoszteronérzékeny nefronszakaszokban serkenti az ENaC alegységeinek összeszerelődését és transzlokációját. Az ENaC alegységek olyan mutációi, amelyek károsítják a lebontást, a csatornák fokozott membránsűrűségét és nyitott valószínűségét eredményezik, ami Liddle-szindrómát eredményez, amelyet súlyos, korai kezdetű hipertónia jellemez, amely hasonlít a hiperaldoszteronizmusra, de alacsony aldoszteronszinttel . Hasonlóképpen, az MR-t kódoló gén aktiváló mutációi szintén magas vérnyomást okoznak, amelyet a terhesség alatti szteroidhormon-változások súlyosbítanak . Ezek a szindrómák rávilágíthatnak arra, hogy az MR/ENaC jelátviteli útvonal diszregulációja a vesében képes elősegíteni a magas vérnyomást.

Az aldoszteron a nátrium reabszorpciójának stimulálása mellett elősegíti a kálium vizeletbe történő kiválasztását is. Shibata és munkatársai vizsgálataikban kimutatták, hogy az MR szabályozott foszforilációja modulálja az aldoszteronválaszt a vesében. Kimutatták, hogy az MR S843 foszforilációja megakadályozza a ligandumkötést. Az MR-nek ez a formája csak a vese gyűjtőcsatornájának interkalált sejtjeiben van jelen, ahol a foszforilációját differenciáltan szabályozza a térfogatcsökkenés és a hiperkalémia. Például térfogatcsökkenés esetén az MR az interkalált sejtekben defoszforilálódik, ami a klorid- és nátrium-reabszorpció potenciálódását eredményezi, lehetővé téve a térfogatcsökkenésre adott eltérő választ . Bár az MR-t klasszikusan az aldoszteron aktiválja, a legújabb vizsgálatok szerint a Rac1 kis GTPáz MR-függő útvonalon keresztül elősegítheti a magas vérnyomást, még elnyomott aldoszteronszint mellett is (3. ábra).

3. ábra: Egy aldoszteronra reagáló epitélsejt ábrázolása. Az aldoszteron-indukált gének által kódolt fehérjéket a szövegben tárgyaljuk: Az ENAC α, β és γ, CHIF, sgk és RAS ismert vagy feltételezett funkciójukat jelölik .

3. A WNK-k: A vese oldottanyag-transzportot szabályozó új útvonalak

Megbízható bizonyítékok, amelyek a vesének a vérnyomás szabályozásában betöltött túlnyomó szerepére utalnak, meghatározták az emberekben a vérnyomás rendellenes fenotípusával összefüggő, ismert mendeli rendellenességek gyakorlatilag mindegyikének genetikai alapját . Ezek a mutációk minden esetben befolyásolják a nátrium- és folyadékreabszorpciót a nefron mentén. Az egyik ilyen rendellenesség a II. típusú pszeudo-hipo-aldoszteronizmus (PHAII), egy Mendel-szindróma, amelyet a magas vérnyomás és a hiperkalémia szokatlan kombinációja jellemez, és amelyet a WNK1 (lizin nélküli) kinázt és a WNK4-et kódoló gének mutációi okoznak. Ez a felfedezés indította el ezen egyedülálló kinázok intenzív vizsgálatát, és azonosította a WNK1 és WNK4 szerepét a nátrium- és káliumáramlás szabályozásában a disztális nefronban. Ezek a hatások elsősorban a tiazid-érzékeny nátrium (Na) klorid kotranszporter (NCC) és/vagy a vese külső medulláris kálium (K) csatorna (ROMK) relatív szintjének és aktivitásának szabályozásán keresztül közvetítettek. Az NCC a nátrium reabszorpció egyik fő útvonalát jelenti a distalis nefronban, és a tiazid diuretikumok célpontja, amelyek hatékony és széles körben alkalmazott vérnyomáscsökkentő szerek . A tiazidok a PHAII kezelésének egyik fő pillére, összhangban azokkal a megállapításokkal, amelyek szerint az NCC túlműködése a rendellenesség egyik fő jellemzője . Érdemes megjegyezni, hogy míg a WNK4 ROMK-aktivitást elnyomó hatása következetes volt ezekben a vizsgálatokban, a WNK4 NCC-aktivitásra gyakorolt hatása változó volt, ami talán a WNK4 relatív szintjével függ össze a kísérleti rendszerekben. Ebben a tekintetben az endogén WNK4 felhalmozódását okozó mutációk fokozzák az NCC aktivitását, valószínűleg az STE20/SPS-1-hez kapcsolódó prolin-alaninban gazdag protein-kináz (SPAK) foszforilációján keresztül, míg a WNK4 szándékos túltermelése úgy tűnik, hogy az NCC-t lizoszomális degradációra célozza (4. ábra).

4. ábra: A nátrium- és káliumfluxust szabályozó mechanizmusok a disztális nefronban

A WNK család kinázai szabályozzák a nátrium-klorid kotranszporter (NCC) és a vese külső medulláris káliumcsatornájának (ROMK) aktivitását a vese disztális konvolutált tubulus (DCT) sejtjeiben. A WNK1 foszforilálja és stimulálja az SPS1-hez kapcsolódó prolin/alanin-gazdag kinázt (SPAK) és az oxidatív stresszre reagáló kináz 1 (OSR1) fehérjekinázt, ami viszont elősegíti az NCC-függő nátrium transzportot. A WNK1 gátolhatja a ROMK-t is. A WNK4 gátolja a ROMK-t, de a jelentések szerint a használt kísérleti rendszertől függően serkentő és gátló hatása is van az NCC-re. A WNK4 szintjét a cullin 3-KLHL3 ubikvitin ligáz aktivitása szabályozza, amely a WNK1 modulálására is utal.

4. Hogyan szabályozódik a nátrium- és káliumfluxus a distalis nephronban.

A NCC fokozott aktivitása a WNK-k modulációján keresztül úgy tűnik, hogy a hipertónia kialakulásának egyik végső közös útvonala számos forgatókönyvben. Például a β-adrenerg stimuláció a WNK4 elnyomása és ezáltal az NCC aktivitásának fokozása révén növeli a vérnyomást . Ezenkívül az autoimmun betegségek kezelésére és a transzplantáció kilökődésének megelőzésére gyakran használt kalcineurin-inhibitorok gyakran okoznak magas vérnyomást. Ellison és munkatársai nemrégiben végzett vizsgálatai arra utalnak, hogy a kalcineurin-inhibitorok alkalmazásával összefüggő hipertónia mechanizmusa a WNK3 felszabályozásán keresztül az NCC stimulációját foglalja magában .

Míg a WNK funkcióinak folyamatos meghatározása jelentős betekintést nyújtott a vese fiziológiájába, a PHAII-ben szenvedő betegeknek csak egy kis részhalmaza mutat mutációt a WNK-génekben. Lifton csoportja exom-szekvenálással mutációkat fedezett fel a kelch-like 3 (KLHL3) és a cullin 3 (CUL3) génekben PHAII-ben szenvedő betegeknél . Sőt, e két gén mutációi a PHAII-ben szenvedő egyének mintegy 80%-ában okozták a betegséget. A KLHL3 a több mint 50 széles komplexitású, tramtrack, bric-a-brac komplexet tartalmazó (BTB-tartalmú) kelch-fehérje család egyik tagja, amelyet a specifikus célfehérjék megkötésére szolgáló hatlapátos, β-propeller domének jellemeznek. A CUL3 adja az állványzatot a komplex számára, amely BTB-doménes fehérjéket, például a KLHL3-at és egy RING-doménes fehérjét tartalmaz, amely E3 ubikvitin ligázként szolgál, specifikus fehérje szubsztrátokat célozva meg ubikvitinációra (5. ábra).

5. ábra: Az átlagos artériás nyomás változásának hatása a nátriumbevitel krónikus változásai során az angiotenzin-konvertáló enzim (ACE) gátlása után, vagy amikor az angiotenzin II-t állandó alacsony dózisban (5 ng/ kg/min) infundálták, hogy megakadályozzák az angiotenzin II elnyomását a nátriumbevitel növelése esetén. (Újrarajzolva a Hall et al, 1980 adataiból) .

5. Só homeosztázis

A sóérzékenység, amelyet úgy határoznak meg, mint a vérnyomás túlzott mértékű változását az étrendi sóbevitel szélsőséges mértékeire adott válaszként, viszonylag gyakori, és a magas vérnyomás kialakulásának fokozott kockázatával jár együtt. A klasszikus guytoni modellek szerint a sóérzékenység alapja a vese által történő nátriumkiválasztás hibája, a magas sótartalmú táplálkozás során a nátrium károsodott kiürülése közvetlenül az extracelluláris folyadéktérfogat megnövekedéséhez vezet, ami elősegíti a vérnyomás emelkedését . Ez a modell feltételezi, hogy az extracelluláris térfogat két fő összetevője az intravaszkuláris és az interstitialis térben egyensúlyban van. Így a nátrium felhalmozódását az izo-ozmolalitás fenntartása érdekében arányos vízvisszatartás kísérné, és ezáltal arányosan növelné az intravaszkuláris térfogatot.

A Titze és munkatársai által nemrégiben végzett vizsgálatok azonban azt jelezték, hogy a nátrium kezelése összetettebb, mint ez a klasszikus kétkompartmentumos modell; a bőr interstitiuma nátriumtartályként működhet, pufferelve a nátrium felhalmozódásának az intravaszkuláris térfogatra és a vérnyomásra gyakorolt hatását . A magas sótartalmú táplálkozás során a nátrium a szubdermális interstitiumban hipertóniás koncentrációban halmozódik fel a proteoglikánokkal alkotott komplexekben . Az intersticiális térbe beszivárgó makrofágok érzékelik a nátriumnak a vizet meghaladó felhalmozódása által okozott hipertóniát, ami a TonEBP, az ozmoprotektív gének expresszióját szabályozó transzkripciós faktor expresszióját váltja ki. A TonEBP után indukált gének egyike a vaszkuláris endoteliális növekedési faktor-C (VEGF-C) , a nyirok angiogenezis erős indukálója.

A magas sótartalmú táplálkozásra adott válaszként Titze csoportja a bőr interstitiumában erőteljes nyirokér-hiperpláziát talált. A makrofágok kimerítése, a TonEBP sejtspecifikus deléciója a makrofágokból vagy a VEGF-C specifikus blokkolása megakadályozta a nyirokerek hiperpláziáját és fokozta a nátriumfüggő hipertónia szintjét, bizonyítva, hogy ez az útvonal kulcsszerepet játszik a nátrium és a folyadékmennyiség extrarenális szabályozásában. A VEGF-C emelkedett plazmaszintjét figyelték meg a refrakter hipertóniában szenvedő betegeknél, ami arra utal, hogy ez a rendszer perturbált lehet a humán betegségben. A preklinikai modellek azonban azt jósolják, hogy a VEGF-C csökkent szintje elősegítené a magas vérnyomást . Mindazonáltal a krónikus magas vérnyomás emberben összetett rendellenesség; lehetséges, hogy a VEGF-C szintjének megfigyelt emelkedése a szövetek VEGF-C-vel szembeni ellenállását vagy akár kompenzációs választ is tükrözhet.

A magas vérnyomásos vesekárosodás és a krónikus vesebetegség progressziója

A vese továbbra is a magas vérnyomásos célszervi károsodás egyik fő helye, amely a végstádiumú vesebetegség (ESRD) elsődleges okaként a diabéteszes nefropátia után a második helyen áll. Ráadásul a krónikus vesebetegség (CKD) jelenléte, beleértve a magas vérnyomás okozta betegséget is, a kedvezőtlen kardiovaszkuláris kimenetel erős független kockázati tényezőjének bizonyult. Mindazonáltal a klinikai hipertóniás vesebetegség főbb aspektusai továbbra is kevéssé ismertek, mint például a hipertóniás vesekárosodásra való egyéni fogékonyság jelentős különbségei és a vérnyomáscsökkentő osztályok nyilvánvalóan változó veseprotektív hatékonysága.

A vizsgálatok kimutatták, hogy az időben változó SBP összefügg a CKD incidenssel, 120 mmHg SBP felett a CKD incidens kockázatának folyamatos növekedésével. Az időben változó SBP a vesefunkció gyorsabb csökkenésével járt együtt. A cukorbetegség volt a legerősebb előrejelzője a CKD incidensnek, és a vesefunkció gyorsabb csökkenése és a rosszabb glikémiás kontroll nagyobb kockázattal járt együtt, ami alátámasztja a vérnyomás és más hagyományos kockázati tényezők, például a cukorbetegség szerepét a vesefunkció csökkenésének megindulásában és progressziójában a kiinduláskor normális vesefunkciójú hipertóniás betegeknél .

Diszkusszió

A vese nátriumkezelése a vesén belüli és kívüli vérnyomás szintjének egyik fő meghatározója, és a hormonok, gyulladásos mediátorok és a szimpatikus idegrendszer komplex fiziológiai kontrollja alatt áll. Magától értetődő, hogy a magas vérnyomásban a diuretikumok és a diétás nátriumkorlátozás alapvető hatásmechanizmusa a nátriumegyensúly és a homeosztázis kedvező befolyásolása. Más vérnyomáscsökkentő szerek, például a RAS-gátlók, értágítók és β-blokkolók hasonló mechanizmuson keresztül, a nyomás-natriurézis elősegítésével hatnak. A legújabb tanulmányok azt is felvetették, hogy a WNK jelátviteli útvonalak, az oldható gyulladásos mediátorok és a vesén kívüli nátrium diszpozíciót szabályozó útvonalak szintén hasznos célpontok lehetnek a nátrium eliminációjának fokozására és a vérnyomás csökkentésére a magas vérnyomásban.

A renin-angiotenzin rendszer (RAS) a vérnyomás erőteljes modulátora, és a RAS diszregulációja magas vérnyomást okoz. A RAS farmakológiai blokkolása renin inhibitorokkal, angiotenzin konvertáló enzim (ACE) inhibitorokkal vagy angiotenzin receptor blokkolókkal hatékonyan csökkenti a vérnyomást a magas vérnyomásban szenvedő betegek jelentős részénél , ami a RAS aktivációjának fontos szerepét tükrözi a humán magas vérnyomás okaként. Hasonlóképpen, rágcsálómodellekben a RAS gének deléciója csökkenti a vérnyomást, míg a túlterhelés magas vérnyomást okoz .

Következtetés

A vese és a vérnyomásszabályozás között alapvető kapcsolat van. A vese károsodott nátriumkiválasztó képessége a megemelkedett vérnyomás hatására a magas vérnyomás kialakulásához nagymértékben hozzájárul, függetlenül a kiváltó októl. Ebben a tekintetben a vese hámsejtjeiben található kulcsfontosságú nátriumtranszportereket szabályozó új útvonalaknak kritikus hatása van a magas vérnyomás patogenezisére, ami alátámaszt egy olyan modellt, amelyben a károsodott vesei nátriumkiválasztás egy végső közös útvonal, amelyen keresztül az érrendszeri, idegi és gyulladásos válaszok emelik a vérnyomást. A nátriumbevitel és a test folyadéktérfogatának változása közötti kapcsolat feltárja a mechanizmust.

Javaslat

A vese, mint a hipertónia okozója és célpontja szerepének bővített megértése a patofiziológia kulcsfontosságú aspektusainak ismereteinek bővítése érdekében segíthet a magas vérnyomás megelőzését és kezelését segítő, a vesén belüli és kívüli vérnyomás szabályozására irányuló új stratégiák azonosításához.

  1. Osborn JW, Fink GD, Kuroki MT. Az angiotenzin II-sós hipertónia idegi mechanizmusai: a splanchnikus keringés idegi szabályozását célzó terápiák következményei. Curr Hypertens Rep. 2011; 13: 221-228. Ref.: https://tinyurl.com/y8axh8v9
  2. Guyton AC. Blood pressure control — special role of the kidneys and body fluids. Science. 1991; 252: 1813-1816. Ref.: https://tinyurl.com/y8fxexxe
  3. McCurley A. A vérnyomás közvetlen szabályozása a simaizomsejtek mineralokortikoid receptorai által. Nat Med. 2012; 18: 1429-1433. Ref.: https://tinyurl.com/ybqzj4mf
  4. Dahl LK, Heine M, Thompson K. A vese genetikai hatása a vérnyomásra. Bizonyítékok a magasvérnyomás-betegségre ellentétes hajlamú patkányok krónikus vese-homograftjaiból. Circ Res. 1974; 40: 94-101. Ref.: https://tinyurl.com/ycvplgse
  5. Matsusaka T, Niimura F, Shimizu A, Pastan I, Saito A, et al. Liver angiotensinogen is the primary source of renal angiotensin II. J Am Soc Nephrol. 2012; 23: 1181-1189. Ref.: https://tinyurl.com/y7g4q6vp
  6. Lawes C M, Vander Hoorn S, Rodgers A, International Society of Hypertension. A vérnyomással összefüggő betegségek globális terhe, 2001. Lancet. 2008; 371: 1513-1518. Ref.: https://tinyurl.com/ycahczth
  7. Wolf-Maier K, Cooper RS, Banegas JR, Giampaoli S, Hense HW, et al. Hypertension prevalence and blood pressure levels in 6 European countries, Canada, and the United States. JAMA. 2003; 289: 2363-2369. Ref.: https://tinyurl.com/yc2wugnx
  8. Gu Q, Burt V L, Dillon C F, Yoon S. Trends in antihypertensive medication use and blood pressure control among United States adults with hypertension: The National Health And Nutrition Examination Survey, 2001 és 2010 között. Circulation. 2012; 126: 2105-2114. Ref.: https://tinyurl.com/yb6cmatp
  9. Hani MW, Stephen CT. A vese szerepe az artériás vérnyomás szabályozásában. Nat Rev Nephrol. 2012; 8: 602-609. Ref.: https://tinyurl.com/y9jfdefu
  10. Matchar DB, McCrory DC, Orlando LA, Patel MR, Patel UD, et al. Systematic review: comparative effectiveness of angiotensin-converting enzyme inhibitors and angiotensin II receptor blockers for treating essential hypertension. Ann Intern Med. 2008; 148: 16-29. Ref.: https://tinyurl.com/y7zxfcr4
  11. Le TH, Coffman TM. Célzott gének a renin-angiotenzin rendszerben. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2008; 17: 57-63. Ref.: https://tinyurl.com/ycprl2fd
  12. Hall JE. A nátriumkiválasztás szabályozása az angiotenzin II által: intrarenális mechanizmusok és vérnyomásszabályozás. Am J Physiol. 1986; 250: R960-R972. Ref.: https://tinyurl.com/y8rhrkfy
  13. Kobori H, Nangaku M, Navar LG, Nishiyama A. The intrarenal renin-angiotensin system: from physiology to the pathobiology of hypertension and kidney disease. Pharmacol Rev. 2007; 59: 251-287. Ref.: https://tinyurl.com/yd4qe48e
  14. Navar LG, Lewis L, Hymel A, Braam B, Mitchell KD. Az angiotenzin I és II tubuláris folyadékkoncentrációi és vesetartalma altatott patkányokban. J Am Soc Nephrol. 1994; 5: 1153-1158. Ref.: https://tinyurl.com/y8zz6bac
  15. Navar LG, Harrison-Bernard LM, Wang CT, Cervenka L, Mitchell KD. Az intraluminális angiotenzin II koncentrációi és hatásai. J Am Soc Nephrol. 1999; 10: S189-S195. Ref.: https://tinyurl.com/ydy6nvlk
  16. Gonzalez-Villalobos RA, Billet S, Kim C, Satou R, Fuchs S, et al. Intrarenalis angiotensin-converting enzyme induces hypertension in response to angiotensin I infusion. J Am Soc Nephrol. 2011; 22: 449-459. Ref.: https://tinyurl.com/y9wvwdm8
  17. Gonzalez-Villalobos RA, Janjoulia T, Fletcher NK, Giani JF, Nguyen MT, et al. The absence of intrarenal ACE protects against hypertension. J Clin Invest. 2013; 123: 2011-2023. Ref.: https://tinyurl.com/y9u87rcm
  18. Tamura H, Schild L, Enomoto N, Matsui N, Marumo F, et al. Az epiteliális nátriumcsatorna gén béta alegységének missense mutációja által okozott Liddle-kór. J Clin Invest. 1996; 97: 1780-1784. Ref.: https://tinyurl.com/y862nz5l
  19. Geller DS, Farhi A, Pinkerton N, Fradley M, Moritz M, et al. Activating mineralocorticoid receptor mutation in hypertension exacerbated by pregnancy. Science. 2000; 289: 119-123. Ref.: https://tinyurl.com/ybklpr83
  20. Shibata S, Zhang J, Puthumana J, Stone KL, Lifton RP. A Kelch-like 3 és a Cullin 3 szabályozza az elektrolit homeosztázist a WNK4 ubikvitinációján és degradációján keresztül. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013; 110: 7838-7843. Ref.: https://tinyurl.com/yc2edjda
  21. Lifton RP, Gharavi AG, Geller DS. Az emberi magas vérnyomás molekuláris mechanizmusai. Cell. 2001; 104: 545-556. Ref.: https://tinyurl.com/ycg9hn6w
  22. Wilson FH, Disse-Nicodème S, Choate KA, Ishikawa K, Nelson-Williams C, et al. Human hypertension caused by mutations in WNK kinases. Science. 2001; 293: 1107-1112. Ref.: https://tinyurl.com/ydf9y4sd
  23. Kahle KT, Ring AM, Lifton RP. A WNK kinázok molekuláris fiziológiája. Annu Rev Physiol. 2008; 70: 329-355. Ref.: https://tinyurl.com/yaqqkxyw
  24. McCormick JA, Ellison DH. A WNK-k: atipikus fehérje kinázok pleiotróp hatásokkal. Physiol Rev. 2011; 911:177-219. Ref.: https://tinyurl.com/ycvbm4ap
  25. JAMA. ALLHAT Officers Coordinators for the ALLHAT Collaborative Research Group the Antihypertensive and Lipid-Lowering Treatment to Prevent Heart Attack Trial. Major outcomes in high-risk hypertensive patients randomized to angiotensin-converting enzyme inhibitor or calcium channel blocker vs diuretic: The Antihypertensive and Lipid-Lowering Treatment to Prevent Heart Attack Trial (ALLHAT). JAMA. 2002; 288: 2981-2997.
  26. Lalioti MD, Zhang J, Volkman HM, Kahle KT, Hoffmann KE, et al. Wnk4 szabályozza a vérnyomást és a kálium homeosztázist a distalis convoluted tubulus tömegének és aktivitásának szabályozásán keresztül. Nat Genet. 2006; 38: 1124-1132. Ref.: https://tinyurl.com/y9j66zwp
  27. Ahlstrom R, Yu AS. A WNK4 fehérje komplex kináz aktivitásának jellemzése. Am J Physiol Renal Physiol. 2009; 297: F685-F692. Ref.: https://tinyurl.com/y7wp9frw
  28. Cai H, Cebotaru V, Wang YH, Zhang XM, Cebotaru L, et al. WNK4 kináz szabályozza a humán nátrium-klorid kotranszporter felszíni expresszióját emlős sejtekben. Kidney Int. 2006; 69: 2162-2170. Ref.: https://tinyurl.com/ybhd526t
  29. Mu S, Shimosawa T, Ogura S, Wang H, Uetake Y, et al. Epigenetic modulation of the renal beta-adrenergic-WNK4 pathway in salt-sensitive hypertension. Nat Med. 2011; 17: 573-580. Ref.: https://tinyurl.com/ycz7lqzd
  30. Hoorn EJ, Walsh SB, McCormick JA, Fürstenberg A, Yang CL, et al. The calcineurin inhibitor tacrolimus activates the renal sodium chloride cotransporter to cause hypertension. Nat Med. 2011; 17: 1304-1309. Ref.: https://tinyurl.com/y9sayeqr
  31. Boyden LM, Choi M, Choate KA, Nelson-Williams CJ, Farhi A, et al. Mutations in kelch-like 3 and cullin 3 cause hypertension and electrolyte abnormalities. Nature. 2012; 482: 98-102. Ref.: https://tinyurl.com/y9e4opta
  32. Prag S, Adams JC. A kelch-repeat szupercsalád molekuláris filogeniája a BTB/kelch fehérjék elterjedését mutatja az állatokban. BMC Bioinformatics. 2003; 4: 42. Ref.: https://tinyurl.com/yakupc8a
  33. Hall JE, Guyton AC, Smith MJ Jr, Coleman TG. Vérnyomás és vesefunkció a nátriumbevitel krónikus változásai során: Az angiotenzin szerepe. Am J Physiol. 1980; 239: F271-F280. Ref.: https://tinyurl.com/y7rglkbd
  34. Murphy TJ, Alexander RW, Griendling KK, Runge MS, Bernstein KE. Az érrendszeri 1-es típusú angiotenzin II receptort kódoló cDNS izolálása. Nature. 1991; 351: 233-236. Ref.: https://tinyurl.com/y9o4xx77
  35. Machnik A, Neuhofer W, Jantsch J, Dahlmann A, Tammela T, et al. Macrophages regulate salt-dependent volume and blood pressure by a vascular endothelial growth factor-C-dependent buffering mechanism. Nat Med. 2009; 15: 545-552. Ref.: https://tinyurl.com/yaabdbdf
  36. Machnik A, Dahlmann A, Kopp C, Goss J, Wagner H, et al. A mononukleáris fagocita rendszer kimerítése blokkolja az intersticiális tonicity-responsive enhancer binding protein/vascular endothelial growth factor C expresszióját és sóérzékeny magas vérnyomást idéz elő patkányokban. Hypertension. 2010; 55: 755-761. Ref.: https://tinyurl.com/ya4qcfa6
  37. Wiig H, Schröder A, Neuhofer W, Jantsch J, Kopp C, et al. Immune cells control skin lymphatic electrolyte homeostasis and blood pressure. J Clin Invest. 2013; 123: 2803-2815. Ref.: https://tinyurl.com/yda6rgqh
  38. Yang GH, Zhou X, Ji WJ, Zeng S, Dong Y, et al. Overexpression of VEGF-C attenuates chronic high salt intake-induated left ventricular maladaptive remodelling in spontaneously hypertensive rats. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2014; 306: H598-H609. Ref.: https://tinyurl.com/yc8z2nnt
  39. Granger JP, George EM. A vese szerepe a magas vérnyomásban. 2012; 1086-1108. Ref.: https://tinyurl.com/y9ruk4af
  40. Griffin KA. Hipertóniás vesesérülés és a krónikus vesebetegség progressziója. Hypertension. 2017; 70: 687-694. Ref.: https://tinyurl.com/yayeuxhb
  41. Rebecca Hanratty, Michel Chonchol, Edward Havranek P, David Powers J, Miriam Dickinson L, et al. Relationship between Blood Pressure and Incident Chronic Kidney Disease in Hypertensive Patients. Clin J Am Soc Nephrol. 2011; 6: 2605-2611. Hivatkozás: https://tinyurl.com/y88whgoa