Annals of Clinical Hypertension

Njurarnas roll i regleringen av det intra- och extra renala blodtrycket

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

1Avdelningen för humanfysiologi, College of Medicine, Bingham University, Karu, Nigeria
2Avdelningen för humanfysiologi, Medicinska fakulteten, Nnamdi Azikiwe University, Awka, Nigeria

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

Datum: Inskickad: 05 juli 2018; Godkänd:

16 juli 2018; Publicerad: 17 juli 2018

Hur man citerar den här artikeln: Samuel SA, Francis AO, Anthony OO. Njurarnas roll i regleringen av det intra- och extrarenala blodtrycket. Ann Clin Hypertens. 2018; 2: 048-058. DOI: 10.29328/journal.ach.1001011

Copyright: © 2018 Samuel SA, et al. Detta är en open access-artikel som distribueras under Creative Commons Attribution License, som tillåter obegränsad användning, distribution och reproduktion i vilket medium som helst, under förutsättning att originalarbetet citeras korrekt.

Nyckelord: Hypertoni; Renin Angiotensin System; Natriuresis; Sodium balance homeostasis

Abstract

Hypertoni är en av de vanligaste kroniska sjukdomarna hos människan och drabbar mer än en miljard människor världen över. När den blir kronisk lämnar hypertoni efter sig hjärthypertrofi, hjärtsvikt, stroke och njursjukdom, vilket leder till betydande sjuklighet och dödlighet. Behandlingar som effektivt sänker blodtrycket kan förebygga dessa komplikationer. Avvikelser i njurarnas produktion av urin har varit inblandade i ökat kärlmotstånd, vilket leder till högt blodtryck och ökad hjärtmassa. Genom att anpassa urinutsöndringen av salt och vatten till kostintaget uppnås vanligen balans, vilket gör att en konstant extracellulär vätskevolym och ett konstant blodtryck upprätthålls. Med utgångspunkt i njurarnas förmåga att utsöndra natrium bör denna blodtrycksförändrande mekanism ha tillräcklig fördel för att begränsa den intravaskulära volymen och följaktligen sänka blodtrycket som svar på en rad olika stimuli, från förhöjd hjärtfrekvens till ökat perifert kärlmotstånd. En viktig faktor som bestämmer nivån på det intra- och extra renala blodtrycket är därför natriumhanteringen, och den styrs genom en komplex fysiologisk mekanism av hormoner, inflammatoriska mediatorer och det sympatiska nervsystemet. Homoeostas och gynnsamt inflytande på natriumbalansen är en grundläggande mekanism för effektiviteten av diuretika och natriumrestriktion i kosten vid hypertoni. Hämmare av renin-angiotensin-systemet (RAS), vasodilatatorer och β-blockerare verkar för att underlätta tryck-natriuresis. Även WNK-signalvägar, lösliga inflammatoriska mediatorer och vägar som reglerar extrarenal natriumdisposition kan vara i fokus mot eliminering av natrium och sänkning av blodtrycket vid hypertoni.

Introduktion

Att njuren spelar en roll vid högt blodtryck är en kunskap som går tillbaka nästan 200 år tillbaka vissa en forskare postulerade att avvikelser i njurens urinproduktion förändrade blodet på ett sådant sätt att det tenderar att öka det vaskulära motståndet, vilket leder till högt blodtryck och ökad hjärtmassa. Många år senare framkallade Harry Goldblatt malignt högt blodtryck hos hundar genom att blockera en av njurartärerna . Arthur Guyton och kollegor framförde också 1970 en hypotes om att njuren styr blodtrycksnivån genom att reglera volymen av extracellulär vätska. De hävdade att balansen normalt uppnås genom att urinutsöndringen av salt och vatten anpassas till intaget via kosten, vilket gör att den extracellulära vätskevolymen och blodtrycket hålls konstant. De förklarade att när blodtrycket ökar av någon anledning, ökar också njurperfusionstrycket, vilket ökar natrium- och vattenutsöndringen, vilket Guyton kallade trycknatriuresis.

Baserat på njurens förmåga att utsöndra natrium borde denna blodtrycksförändrande mekanism ha tillräcklig fördel för att begränsa den intravaskulära volymen och därmed sänka blodtrycket som svar på en rad olika stimuli, från förhöjd hjärtfrekvens till ökat perifert kärlmotstånd . Dessutom har en tillåtande modifiering av tryck-natriuresis-svaret varit förutsägbart nödvändig för att upprätthålla en kronisk förhöjning av det intraarteriella trycket, varigenom jämviktspunkten för salt- och vattenutsöndring förskjuts till en högre nivå av det arteriella blodtrycket . Dessutom har en rad studier av korstransplantationer av njurar gett stöd för att njurens inneboende funktioner spelar en nyckelroll i hypertonins patogenes. Genetiskt kompatibla donator- och mottagarstammar användes för att kringgå avstötning, där båda de ursprungliga njurarna avlägsnades så att den transplanterade njurens utsöndringsfunktion till fullo tillhandahålls av den transplanterade njuren .

På samma sätt har studier på spontant hypertensiva råttor och Milan hypertensiva råttor återgivit dessa resultat. Samma princip tycks gälla även hos människor där resistent hypertoni kan lindras efter framgångsrik njurtransplantation . Sammantaget pekar dessa studier på att en defekt i natriumutsöndringen från njurarna ger känslighet för förhöjt blodtryck.

Blodtryck och hypertoni

Hypertoni är en av de vanligaste kroniska sjukdomarna hos människan och drabbar mer än en miljard människor världen över . Även om förhöjt blodtryck vanligtvis inte ger några uppenbara symtom är konsekvenserna av kronisk hypertoni, inklusive hjärthypertrofi, hjärtsvikt, stroke och njursjukdom, ansvariga för en betydande sjuklighet och dödlighet. Behandlingar som effektivt sänker blodtrycket kan förebygga dessa komplikationer . På senare tid har dock blodtrycket sänkts till målnivå hos mindre än 50 % av de patienter som behandlats för högt blodtryck, och denna andel var under 40 % hos personer som också hade kronisk njursjukdom (CKD) .

Rsakerna till dessa dåliga resultat omfattar hälso- och sjukvårdsproblem som rör vårdprocesser, följsamhet och patientutbildning. Dessutom är den exakta orsaken till hypertoni inte uppenbar hos de allra flesta patienter med hypertoni. Begränsningar i förståelsen av hypertonins patogenes hos enskilda patienter är ett hinder för att tillämpa individualiserade tillvägagångssätt för förebyggande och behandling och för att identifiera nya, specifika terapier.

Njurarna och deras inflytande på blodtrycket

Njurarna spelar en central roll i regleringen av det arteriella blodtrycket. Ett stort antal experimentella och fysiologiska bevis tyder på att njurarnas kontroll av den extracellulära volymen och det renala perfusionstrycket är nära involverade i upprätthållandet av den arteriella cirkulationen och blodtrycket. Njurartärens perfusionstryck reglerar direkt natriumutsöndringen, en process som kallas trycknatriuresis, och påverkar aktiviteten hos olika vasoaktiva system, t.ex. renin-angiotensin-aldosteron-systemet (RAS) . Tillsammans med kärlmorfologin är blodets viskositet en av de viktigaste faktorerna som påverkar resistensen och därmed blodtrycket. En viktig regulator av blodets viskositet är renin-angiotensinsystemet (RAS) eller renin-angiotensin-aldosteronsystemet (RAAS), ett hormonsystem som reglerar blodtrycket och vattenbalansen.

Blodtrycket i kroppen beror på:

– Den kraft med vilken hjärtat pumpar ut blod från hjärtats ventriklar – och detta är beroende av hur mycket hjärtmuskeln sträcks av det inströmmande blodet till ventriklarna.

– Graden av sammandragning av artärerna och arteriolerna – ökar motståndet mot blodflödet, vilket kräver ett högre blodtryck.

– Volymen blod som cirkulerar runt kroppen; om volymen är hög fylls kamrarna mer och hjärtmuskeln blir mer utsträckt.

Njuren påverkar blodtrycket genom att:

-Förorsaka att artärerna och venerna drar ihop sig

Öka den cirkulerande blodvolymen

Specialiserade celler som kallas macula densa är belägna i en del av den distala tubulären som är belägen i närheten av och i väggen på den afferenta arteriole. Dessa celler känner av Na i filtratet, medan de arteriella cellerna (juxtaglomerulära cellerna) känner av blodtrycket. När blodtrycket sjunker sjunker också mängden filtrerat Na. De arteriella cellerna känner av blodtrycksfallet, och den minskade Na-koncentrationen vidarebefordras till dem av macula densa-cellerna. De juxtaglomerulära cellerna frigör då ett enzym som kallas renin.

Renin omvandlar angiotensinogen (en peptid, eller ett aminosyraderivat) till angiotensin-1. Angiotensin-1 omvandlas därefter till angiotensin-2 av ett angiotensinkonverterande enzym (ACE) som finns i lungorna. Angiotensin-2 får blodkärlen att dra ihop sig — den ökade sammandragningen av blodkärlen höjer blodtrycket. När blodvolymen är låg utsöndrar artärceller i njurarna renin direkt i cirkulationen. Plasma renin utför sedan omvandlingen av angiotensinogen som frisätts av levern till angiotensin-1. Angiotensin-1 omvandlas därefter till angiotensin-2 av enzymet angiotensinkonverterande enzym som finns i lungorna. Angiotensin-2m en potent vasoaktiv peptid får blodkärlen att dra ihop sig, vilket leder till ökat blodtryck. Angiotensin-2 stimulerar också utsöndringen av hormonet aldosteron från binjurebarken .

Aldosteron får njurarnas tubuli att öka återabsorptionen av natrium och vatten i blodet. Detta ökar vätskemängden i kroppen, vilket också ökar blodtrycket. Om renin-angiotensin-aldosteronsystemet är för aktivt blir blodtrycket för högt. Många läkemedel avbryter olika steg i detta system för att sänka blodtrycket. Dessa läkemedel är ett av de viktigaste sätten att kontrollera högt blodtryck (hypertoni), hjärtsvikt, njursvikt och skadliga effekter av diabetes. Man tror att angiotensin-1 kan ha en viss mindre aktivitet, men angiotensin-2 är den viktigaste bioaktiva produkten. Angiotensin-2 har en mängd olika effekter på kroppen: i hela kroppen är det en potent vasokonstriktor av arterioler .

Hur njurarna ökar den cirkulerande blodvolymen

Angiotensin-2 stimulerar också binjuren att utsöndra ett hormon som kallas aldosteron. Aldosteron stimulerar mer Na-reabsorption i den distala tubuli, och vatten återabsorberas tillsammans med Na. Den ökade Na- och vattenreabsorptionen från den distala tubuli minskar urinproduktionen och ökar den cirkulerande blodvolymen. Den ökade blodvolymen bidrar till att sträcka ut hjärtmuskeln och får den att generera mer tryck med varje slag, vilket ökar blodtrycket. Den cirkulerande blodvolymen är direkt proportionell mot hur hjärtmuskeln sträcks ut.

De åtgärder som njuren vidtar för att reglera blodtrycket är särskilt viktiga vid traumatiska skador, då de är nödvändiga för att upprätthålla blodtrycket och bevara vätskeförlusten. Kroppen lagrar kalcium i benen, men upprätthåller också en konstant nivå av kalcium i blodet. Om kalciumnivån i blodet sjunker frisätter bisköldkörtlarna i halsen ett hormon som kallas bisköldkörtelhormon. Parathormonet ökar återabsorptionen av kalcium från nefrons distala tubuli för att återställa kalciumnivån i blodet. Bisköldkörtelhormonet stimulerar inte bara kalciumfrisättning från benet utan orsakar också kalciumabsorption från tarmen.

Vitamin D behövs också av kroppen för att stimulera kalciumabsorptionen från njurarna och tarmen. D-vitamin finns i mjölkprodukter. En föregångare till D-vitamin (kolekalciferol) tillverkas i huden och bearbetas i levern. Den sista fasen i omvandlingen av en inaktiv form av kolekalciferol till aktivt D-vitamin sker i nefronets proximala tubuli. När D-vitaminet är aktiverat stimulerar det kalciumabsorptionen från den proximala tubuli och från tarmen, vilket ökar kalciumnivåerna i blodet.

Njursten är abnormiteter som vanligen orsakas av problem i njurens förmåga att hantera kalcium. Dessutom är njurens roll när det gäller att upprätthålla kalcium i blodet viktig vid skelettsjukdomen osteoporos som drabbar många äldre människor, särskilt kvinnor.

Njurarna fungerar därför i kroppen för att:

Kontrollera blodets sammansättning och eliminera avfall genom filtrering/reabsorption/sekretion

Influera blodtrycket genom reninsekretion

Hjälpa till att reglera kroppens kalcium genom aktivering av D-vitamin

Om njurarna av någon anledning inte fungerar blir njurdialysmetoderna (konstgjorda filtrationsmetoder) det enda alternativet för att hjälpa patienten att överleva genom att rensa blodet. Detta är särskilt nödvändigt när båda njurarna sviktar.

Mekanismer för blodtryckskontroll genom njurarna

1.Renin-angiotensinsystemets intra-renala verkan vid blodtryckskontroll

Renin-angiotensinsystemet (RAS) är en potent reglerare av blodtrycket, och en dysreglering av RAS leder till hypertoni. Farmakologisk blockering av RAS med reninhämmare, ACE-hämmare (angiotensinkonverterande enzym) eller angiotensinreceptorblockerare sänker effektivt blodtrycket hos en betydande del av patienterna med hypertoni , vilket återspeglar den viktiga roll som aktivering av RAS spelar som orsak till hypertoni hos människor. Hos gnagare sänker deletion av RAS-gener blodtrycket, medan överuttryck orsakar hypertoni.

Men de distala tubulära cellerna (macula densa) känner av Na i filtratet och de arteriella cellerna (juxtaglomerulära cellerna) känner av blodtrycket. Studier har visat att kronisk infusion av låga doser angiotensin II direkt i njuren orsakade hypertoni med försämrad natriuresis på grund av en förskjutning av förhållandet tryck-natriuresis . Man tror också att det finns en lokal och oberoende kontroll av RAS-aktiviteten i njurarna som påverkar natriumutsöndringen och regleringen av blodtrycket. Enligt denna hypotes är ökade cirkulerande nivåer av angiotensin II förknippade med ackumulering av angiotensinpeptider i njuren, uppreglerat uttryck av angiotensinogen, det primära RAS-substratet, i proximala tubulärepitelet och ökad utsöndring av angiotensinogen och angiotensinpeptider i urinen . I denna feed-forward-väg verkar angiotensin II via angiotensinreceptorer av typ 1 (AT1) i njuren och inducerar lokal aktivering av RAS i njuren och ökar genereringen av angiotensin II i njurtubuliens lumen, vilket resulterar i autokrin och parakrin stimulering av epiteliska transportörer .

Renoverade studier till stöd för denna idé har verifierat det kritiska kravet på ACE i njuren för att fullt ut manifestera stimulering av uttrycket av natriumtransportörer, natriumreabsorption i njuren och hypertoni i samband med RAS-aktivering (figurerna 1 och 2).

Figur 1: Renal mekanism där aktivering av renin-angiotensin-systemet minskar relationen mellan tryck och natriuresis och leder till hypertoni .

Figur 2: En modell för lokal kontroll av RAS-aktiviteten i njurarna – Höga nivåer av angiotensin II (ANGII) i cirkulationen, som härrör från angiotensinogen (AGT) som främst genereras av levern, är förknippade med; ökat ANGII i njuren, uppreglering av AGT i epitelet i proximala tubuli, ökade nivåer av AGT i tubulärt lumen, generering av ANGII som kräver uttryck av angiotensinkonverterande enzym (ACE) i borstkanten av proximala tubuli (PT) och ökad utsöndring av AGT- och ANG-peptider i urinen.

2.Nya kontrollmekanismer och verkningsställen för aldosteron vid hypertoni

AT1-receptorer i zona glomerulosa i binjuren stimulerar frisättning av aldosteron, vilket gör aldosteron till en nedströms effektor i RAS. Aktivering av mineralokortikoidreceptorn (MR) i aldosteronkänsliga nefronsegment stimulerar sammansättning och translokation av ENaC-underenheterna. Mutationer i ENaC-underenheter som försämrar nedbrytningen leder till ökad membrantäthet och ökad sannolikhet för öppning av kanalerna, vilket resulterar i Liddles syndrom, som kännetecknas av allvarlig, tidigt uppkommen hypertoni som liknar hyperaldosteronism, men med låga nivåer av aldosteron . På samma sätt orsakar aktiverande mutationer i den gen som kodar för MR också hypertoni som förvärras av steroidhormonförändringar under graviditeten . Dessa syndrom kan belysa förmågan för dysreglering av MR/ENaC-signalvägen i njuren att främja hypertoni.

Aldosteron främjar förutom stimulering av natriumreabsorptionen även utsöndring av kalium i urinen. Shibata et al har i sina studier visat att reglerad fosforylering av MR modulerar aldosteronsvaret i njuren. De visade att fosforylering av S843 på MR förhindrar ligandbindning. Denna form av MR finns endast i interkalerade celler i njurens samlingsrör där dess fosforylering regleras differentiellt av volymdepletion och hyperkalemi. Vid volymdepletion avfosforyleras till exempel MR i interkalerade celler, vilket resulterar i en potentiering av klorid- och natriumreabsorptionen, vilket möjliggör ett distinkt svar på volymdepletion . Även om MR klassiskt sett aktiveras av aldosteron tyder nya studier på att det lilla GTPaset Rac1 kan främja hypertoni genom en MR-beroende väg, även vid undertryckta aldosteronnivåer (figur 3).

Figur 3: Representation av en aldosteronresponsiv epitelcell. De proteiner som kodas av aldosteroninducerade gener diskuteras i texten: ENAC α, β och γ, CHIF, sgk och RAS anges är deras kända eller förmodade funktioner .

3.WNKs: Nya vägar som reglerar renal lösningstransport

Trovärdiga bevis som innebär att njuren har en dominerande roll i regleringen av blodtrycket har definierat den genetiska grunden för praktiskt taget alla kända mendelska sjukdomar som är förknippade med onormala blodtrycksfenotyper hos människor . I samtliga fall påverkar dessa mutationer natrium- och vätskeåterupptagningen längs nefronet. En av dessa sjukdomar är pseudo-hypo-aldosteronism typ II (PHAII), ett mendelskt syndrom som kännetecknas av den ovanliga kombinationen av högt blodtryck och hyperkalemi, och som visat sig orsakas av mutationer i generna som kodar för WNK1 (utan lysin)-kinas och WNK4 . Denna upptäckt utlöste intensiva studier av dessa unika kinaser och identifierade roller för WNK1 och WNK4 i regleringen av natrium- och kaliumflödet i det distala nefronet. Dessa åtgärder förmedlas främst genom kontroll av de relativa nivåerna och aktiviteterna hos den thiazidkänsliga natrium(Na)klorid-kotransportern (NCC) och/eller den renala yttre medullära kalium(K)-kanalen (ROMK) . NCC utgör en viktig väg för natriumreabsorption i det distala nefronet och är målet för tiaziddiuretika, som är effektiva och allmänt använda antihypertensiva medel . Thiazider är en viktig del av behandlingen av PHAII, vilket stämmer överens med resultaten att överaktivitet i NCC är ett huvuddrag i sjukdomen . Det är värt att notera att medan WNK4:s åtgärder för att undertrycka ROMK-aktiviteten har varit konsekventa i dessa studier har varierande effekter av WNK4 på NCC-aktiviteten observerats, vilket kanske har att göra med de relativa nivåerna av WNK4 i de experimentella systemen. I detta avseende ökar mutationer som orsakar ackumulering av endogent WNK4 NCC-aktiviteten möjligen genom fosforylering av STE20/SPS-1-relaterat prolin-alaninrikt proteinkinas (SPAK), medan avsiktlig överexpression av WNK4 tycks rikta in NCC för lysosomal nedbrytning (figur 4).

Figur 4: Mekanismer som reglerar natrium- och kaliumflödet i distala nefron

WNK-familjens kinaser kontrollerar aktiviteten hos natriumkloridkotransportern (NCC) och den renala yttre medullära kaliumkanalen (ROMK) i distala konvoluterade tubuli (DCT) i njuren. WNK1 fosforylerar och stimulerar proteinkinaserna SPS1-relaterat prolin/alaninrikt kinas (SPAK) och oxidativt stressresponsivt kinas 1 (OSR1), vilket i sin tur främjar NCC-beroende natriumtransport. WNK1 kan också hämma ROMK. WNK4 hämmar ROMK men har rapporterats ha både stimulerande och hämmande verkan på NCC beroende på vilket experimentellt system som används. Nivåerna av WNK4 regleras av aktiviteten hos ubiquitinligaset cullin 3-KLHL3, som också har föreslagits modulera WNK1.

4.Hur natrium- och kaliumflödet i det distala nefronet regleras.

Förstärkt aktivitet av NCC genom modulering av WNKs verkar vara en sista gemensam väg för utveckling av hypertoni i ett antal scenarier. Till exempel ökar β-adrenerg stimulering blodtrycket genom att undertrycka WNK4 och i sin tur öka NCC-aktiviteten . Dessutom orsakar kalcineurinhämmare som vanligen används för att behandla autoimmuna sjukdomar och förhindra avstötning av transplantat ofta hypertoni. Nya studier av Ellison et al tyder på att mekanismen för hypertoni i samband med användning av kalcineurinhämmare innefattar stimulering av NCC genom uppreglering av WNK3 .

Men medan den pågående beskrivningen av WNK-funktioner har gett betydande insikter i njurfysiologin är det bara en liten delmängd av patienter med PHAII som har mutationer i WNK-generna. Med hjälp av exomsekvensering avslöjade Liftons grupp mutationer i kelch-like 3 (KLHL3) och cullin 3 (CUL3) generna hos patienter med PHAII . Mutationer i dessa två gener var dessutom orsaken till sjukdomen hos cirka 80 % av de individer som drabbats av PHAII . KLHL3 ingår i en familj av mer än 50 bredkomplexa, spårbundna, bric-a-brac-komplex-innehållande (BTB-innehållande) kelchproteiner, som kännetecknas av sexbladiga β-propellerdomäner för att binda specifika målproteiner. CUL3 utgör ställningen för komplexet, som omfattar BTB-domänproteiner som KLHL3 och ett RING-domänprotein som fungerar som ett E3 ubiquitinligas och riktar in sig på specifika proteinsubstrat för ubiquitinering (figur 5).

Figur 5: Effekten av förändringar i genomsnittligt arteriellt tryck vid kroniska förändringar av natriumintag efter hämning av angiotensin-konverterande enzym (ACE) eller när angiotensin II infunderades i en konstant låg dos (5 ng/ kg/min) för att förhindra att angiotensin II undertrycks när natriumintaget höjs. (Återberäknat från data i Hall et al, 1980) .

5.Salthomeostas

Saltkänslighet, definierad som en överdriven förändring av blodtrycket som svar på extrema intag av salt i kosten, är relativt vanlig och är förknippad med en ökad risk för utveckling av hypertoni. Klassiska guytoniska modeller tyder på att en defekt i natriumutsöndringen genom njurarna ligger till grund för saltkänslighet, där försämrad eliminering av natrium vid saltrik matning leder direkt till utökad extracellulär vätskevolym, vilket främjar ett ökat blodtryck . Denna modell förutsätter att de två huvudkomponenterna i den extracellulära volymen i de intravaskulära och interstitiella utrymmena är i jämvikt. En ackumulering av natrium skulle därför åtföljas av en motsvarande retention av vatten för att bibehålla iso-osmolaliteten och därmed öka den intravaskulära volymen proportionellt.

Studier av Titze et al. visade dock nyligen att natriumhanteringen är mer komplicerad än denna klassiska tvåkompartmentmodell; hudens interstitium kan fungera som en natriumreservoar, vilket dämpar natriumackumuleringens inverkan på den intravaskulära volymen och blodtrycket . Under saltrik matning ackumuleras natrium i det subdermala interstitiet i hypertoniska koncentrationer i komplex med proteoglykaner . Makrofager som infiltrerar det interstitiella utrymmet känner av den hypertonicitet som orsakas av denna ackumulering av natrium i överskott av vatten och utlöser uttryck av TonEBP, en transkriptionsfaktor som reglerar uttrycket av osmoskyddande gener. En av de gener som induceras nedströms från TonEBP är vascular endothelial growth factor-C (VEGF-C) , en potent inducerare av lymfkärlens angiogenes.

Som svar på saltrik matning fann Titzes grupp en kraftig hyperplasi av lymfkärl i det dermala interstitium. Utarmning av makrofager, cellspecifik borttagning av TonEBP från makrofager eller specifik blockering av VEGF-C förhindrade hyperplasi av lymfatiska kärl och ökade nivån av natriumberoende hypertoni, vilket visar att denna väg har en nyckelroll i den extrarenala kontrollen av natrium- och vätskevolymer. Förhöjda plasmanivåer av VEGF-C hos patienter med refraktär hypertoni observerades, vilket tyder på att detta system kan vara stört i den mänskliga sjukdomen. Prekliniska modeller förutsäger dock att minskade nivåer av VEGF-C skulle främja hypertoni . Det är möjligt att den observerade ökningen av VEGF-C-nivåerna kan återspegla vävnadsmotstånd mot VEGF-C eller till och med ett kompensatoriskt svar.

Hypertensiv njurskada och utvecklingen av kronisk njursjukdom

Njuren förblir en viktig plats för hypertensiva skador på målorganen, vilket är den näst viktigaste orsaken till end-stage renal disease (ESRD), efter diabetisk nefropati. Dessutom har förekomsten av kronisk njursjukdom (CKD), inklusive den som orsakas av hypertoni, visat sig vara en stark oberoende riskfaktor för negativa kardiovaskulära utfall. Trots detta är viktiga aspekter av klinisk hypertensiv njursjukdom fortfarande dåligt förstådda, t.ex. de markanta skillnaderna i individuell känslighet för hypertensiv njurskada och den uppenbart varierande njurskyddande effekten av blodtryckssänkande klasser .

Studier har visat att tidsmässigt varierande SBP var förknippat med inträffad CKD, med en stadig ökning av risken för inträffad CKD över ett SBP på 120 mmHg. Tidsviktad SBP var förknippad med en snabbare försämring av njurfunktionen. Diabetes var den starkaste prediktoren för incident CKD, och snabbare försämring av njurfunktionen och sämre glykemisk kontroll var förknippade med större risk, vilket stödjer BP:s och andra traditionella riskfaktorers, som diabetes, roll i inledningen och utvecklingen av försämring av njurfunktionen hos hypertonipatienter med normal njurfunktion vid baslinjen .

Diskussion

Natriumhanteringen i njurarna är en viktig faktor som bestämmer nivån på det intra- och extranjurala blodtrycket och står under komplex fysiologisk kontroll av hormoner, inflammatoriska mediatorer och det sympatiska nervsystemet. Det är självklart att en grundläggande verkningsmekanism för diuretika och natriumrestriktion i kosten vid hypertoni är att gynnsamt påverka natriumbalansen och homeostasen. Andra antihypertensiva medel, t.ex. RAS-hämmare, vasodilatatorer och β-blockerare, verkar genom en liknande mekanism genom att underlätta tryck-natriuresis. Nya studier har också föreslagit att WNK-signalvägar, lösliga inflammatoriska mediatorer och vägar som reglerar natriumdispositionen utanför njurarna också kan vara användbara mål för att förbättra elimineringen av natrium och sänka blodtrycket vid hypertoni.

Renin-angiotensin-systemet (RAS) är en kraftfull modulerare av blodtrycket, och dysreglering av RAS orsakar hypertoni. Farmakologisk blockering av RAS med reninhämmare, ACE-hämmare (angiotensinkonverterande enzym) eller angiotensinreceptorblockerare sänker effektivt blodtrycket hos en betydande del av patienterna med hypertoni , vilket återspeglar den viktiga roll som aktivering av RAS spelar som orsak till hypertoni hos människor. I gnagarmodeller sänker borttagning av RAS-gener blodtrycket medan överuttryckning orsakar hypertoni.

Slutsats

Det finns en viktig koppling mellan njuren och kontroll av blodtrycket. En nedsatt förmåga hos njurarna att utsöndra natrium vid förhöjt blodtryck är en viktig orsak till hypertoni, oberoende av den initierande orsaken. I detta avseende har nya vägar som kontrollerar viktiga natriumtransportörer i njurens epitelceller en kritisk inverkan på hypertonins patogenes, vilket stöder en modell där nedsatt natriumutsöndring i njurarna är en sista gemensam väg genom vilken vaskulära, neurala och inflammatoriska reaktioner höjer blodtrycket. Förhållandet mellan natriumintag och förändringar i kroppsvätskans volym avslöjar mekanismen.

Rekommendation

En utökad förståelse av njurens roll som både orsak till och måltavla för högt blodtryck för att öka kunskapen om viktiga aspekter av patofysiologin kan bidra till att identifiera nya strategier för att reglera både intra- och extrarenalt blodtryck för att bidra till förebyggande och behandling av högt blodtryck.

  1. Osborn JW, Fink GD, Kuroki MT. Neurala mekanismer för angiotensin II-salt hypertoni: implikationer för terapier som riktar in sig på neural kontroll av den splanchniska cirkulationen. 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. Direkt reglering av blodtrycket genom mineralokortikoidreceptorer i glatta muskelceller. Nat Med. 2012; 18: 1429-1433. Ref: https://tinyurl.com/ybqzj4mf
  4. Dahl LK, Heine M, Thompson K. Njurarnas genetiska påverkan på blodtrycket. Bevis från kroniska njurhomografts hos råttor med motsatta anlag för högt blodtryck. 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 Hypertoni. Den globala bördan av blodtrycksrelaterade sjukdomar, 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 till 2010. Circulation. 2012; 126: 2105-2114. Ref.: https://tinyurl.com/yb6cmatp
  9. Hani MW, Stephen CT. Njurens roll i regleringen av det arteriella blodtrycket. 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. Målinriktade gener i renin-angiotensinsystemet. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2008; 17: 57-63. Ref: https://tinyurl.com/ycprl2fd
  12. Hall JE. Kontroll av natriumutsöndring genom angiotensin II: intrarenala mekanismer och blodtrycksreglering. 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. Koncentrationer av tubulär vätska och njurarnas innehåll av angiotensiner I och II hos bedövade råttor. 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. Koncentrationer och verkan av intraluminalt angiotensin II. 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. Intrarenal 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. Avsaknad av intrarenalt ACE skyddar mot hypertoni. 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. Liddle disease caused by a missense mutation of beta subunit of the epithelial sodium channel gene. 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. Kelch-like 3 och Cullin 3 reglerar elektrolyt homeostas via ubiquitinering och nedbrytning av WNK4. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013; 110: 7838-7843. Ref: https://tinyurl.com/yc2edjda
  21. Lifton RP, Gharavi AG, Geller DS. Molekylära mekanismer för högt blodtryck hos människor. 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. WNK-kinasernas molekylära fysiologi. Annu Rev Physiol. 2008; 70: 329-355. Ref: https://tinyurl.com/yaqqkxyw
  24. McCormick JA, Ellison DH. WNK: atypiska proteinkinaser med pleotropa effekter. 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 kontrollerar blodtrycket och kaliumhomeostasen via reglering av massan och aktiviteten hos den distala konvoluterade tubuli. Nat Genet. 2006; 38: 1124-1132. Ref: https://tinyurl.com/y9j66zwp
  27. Ahlstrom R, Yu AS. Karaktärisering av kinasaktiviteten hos ett WNK4-proteinkomplex. 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 kinas reglerar ytuttrycket av den humana kotransporten av natriumklorid i däggdjursceller. Kidney Int. 2006; 69: 2162-2170. Ref: https://tinyurl.com/ybhd526t
  29. Mu S, Shimosawa T, Ogura S, Wang H, Uetake Y, et al. Epigenetisk modulering av den renala beta-adrenerga-WNK4-vägen vid saltkänslig hypertoni. Nat Med. 2011; 17: 573-580. Ref: https://tinyurl.com/ycz7lqzd
  30. Hoorn EJ, Walsh SB, McCormick JA, Fürstenberg A, Yang CL, et al. Calcineurinhämmaren tacrolimus aktiverar den renala natriumkloridkotransportern för att orsaka hypertoni. 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. Mutationer i kelch-like 3 och cullin 3 orsakar högt blodtryck och elektrolytavvikelser. Nature. 2012; 482: 98-102. Ref: https://tinyurl.com/y9e4opta
  32. Prag S, Adams JC. Molekylär fylogeni av kelch-repeat-superfamiljen avslöjar en expansion av BTB/kelch-proteiner hos djur. BMC Bioinformatics. 2003; 4: 42. Ref: https://tinyurl.com/yakupc8a
  33. Hall JE, Guyton AC, Smith MJ Jr, Coleman TG. Blodtryck och njurfunktion vid kroniska förändringar i natriumintag: Angiotensinets roll. Am J Physiol. 1980; 239: F271-F280. Ref: https://tinyurl.com/y7rglkbd
  34. Murphy TJ, Alexander RW, Griendling KK, Runge MS, Bernstein KE. Isolering av ett cDNA som kodar för den vaskulära typ-1 angiotensin II-receptorn. Nature. 1991; 351: 233-236. Ref: https://tinyurl.com/y9o4xx77
  35. Machnik A, Neuhofer W, Jantsch J, Dahlmann A, Tammela T, et al. Makrofager reglerar saltberoende volym och blodtryck med hjälp av en vaskulär endotelial tillväxtfaktor-C-beroende buffringsmekanism. Nat Med. 2009; 15: 545-552. Ref: https://tinyurl.com/yaabdbdf
  36. Machnik A, Dahlmann A, Kopp C, Goss J, Wagner H, et al. Depletion av mononukleära fagocyter blockerar interstitiellt tonicity-responsive enhancer binding protein/vascular endothelial growth factor C-expression och inducerar saltkänslig hypertoni hos råttor. Hypertension. 2010; 55: 755-761. Ref: https://tinyurl.com/ya4qcfa6
  37. Wiig H, Schröder A, Neuhofer W, Jantsch J, Kopp C, et al. Immunceller kontrollerar hudens lymfatiska elektrolythomeostas och blodtryck. 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. Övexpression av VEGF-C dämpar kroniskt högt saltintag-inducerad maladaptiv remodellering av vänster kammare hos spontant hypertoniska råttor. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2014; 306: H598-H609. Ref: https://tinyurl.com/yc8z2nnt
  39. Granger JP, George EM. Njurens roll vid högt blodtryck. 2012; 1086-1108. Ref.: https://tinyurl.com/y9ruk4af
  40. Griffin KA. Hypertensiva njurskador och utvecklingen av kronisk njursjukdom. 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. Ref.: https://tinyurl.com/y88whgoa