Renin: estrutura, produção, secreção, funções - Ciência - 2023

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o renin, também conhecida como angiotensinogenase, é uma aspartil-protease que tem implicações importantes para a homeostase eletrolítica e o controle da pressão arterial em mamíferos.

Essa proteína é secretada do rim para a corrente sanguínea e é responsável pelo aumento da pressão arterial em animais experimentais quando os extratos renais são injetados.

Por ser uma substância produzida por um tecido e secretada na circulação com um alvo longe de seu local de produção, a renina é considerada um hormônio.

Os hormônios podem ser proteínas ou polipeptídeos, ter origem esteroidal ou derivados do aminoácido tirosina. A renina é um hormônio protéico de natureza e sua ação catalítica envolve a clivagem enzimática de outras proteínas (é uma protease).

Esse hormônio foi descoberto no final da década de 1890. No entanto, não foi até o final da década de 1990 que sua origem fisiológica e estrutura molecular foram determinadas com precisão.

Estrutura

A renina humana é uma glicoproteína com atividade enzimática e peso molecular de pouco mais de 37 kDa. A molécula é composta por dois domínios separados por uma fenda profunda dentro da qual está localizado seu sítio ativo.

Ambos os domínios da renina são semelhantes em sequência e são compostos principalmente por folhas dobradas em β.

Diferentes análises da sequência dessa proteína revelam que ela possui mais de 30 resíduos de aminoácidos básicos, incluindo várias argininas, lisinas e histidinas.

Além disso, sabe-se que centros hidrofóbicos e grandes superfícies hidrofílicas são encontrados em toda a estrutura que fornecem estabilidade à proteína em diferentes contextos.

O sítio ativo da enzima está localizado na fenda formada pelos dois domínios e os aminoácidos essenciais para a catálise são dois resíduos de ácido aspártico nas posições 38 e 226, razão pela qual esta é uma protease "aspartil".

Produção

A renina é produzida no aparelho justaglomerular do rim, uma estrutura especializada encontrada no local de contato entre o túbulo contorcido distal e seu glomérulo de origem.

Esse aparelho consiste em três componentes: as células granulares, as células mesangiais extraglomerulares e a mácula densa.

Mácula densa

A mácula densa é formada por uma fileira de células epiteliais cúbicas estreitamente unidas que revestem o tubo no local de contato com o glomérulo e é considerada o início do túbulo contorcido distal.

Células mesangiais

As células mesangiais extraglomerulares são encontradas formando uma região triangular entre a arteríola aferente, a arteríola eferente e a mácula densa, sendo consideradas uma extensão das células mesangiais glomerulares. Eles também são chamados de células agranulares.

Células granulares

As células granulares são chamadas de células justaglomerulares e estão localizadas nas paredes das arteríolas aferentes e eferentes e na área das células mesangiais extraglomerulares.

Essas células granulares são chamadas pela presença de grânulos secretores em seu citoplasma. Grânulos contendo renina, bem como um precursor da renina, pró-renina, que é formado a partir da pré-pró-renina.

A pré-pró-renina é um pré-hormônio que possui 406 aminoácidos em humanos. Este pré-hormônio sofre uma clivagem proteolítica pós-tradução, perdendo assim uma sequência de 23 resíduos em sua extremidade amino-terminal.

A clivagem da pré-pró-renina converte-a em pró-renina, com 383 aminoácidos de comprimento. A clivagem subsequente de outra sequência no terminal N da pró-renina é o que direciona a formação da renina, uma protease de 340 aminoácidos ativa.

Tanto a pró-renina quanto a renina podem ser secretadas na circulação, mas muito pouca pró-renina é convertida em renina ativa neste tecido conjuntivo. As enzimas responsáveis pela conversão de pró-renina em renina são conhecidas como calicreínas e catepsinas.

Uma vez que a renina é secretada na circulação, ela tem meia-vida de no máximo 80 minutos e a secreção é altamente regulada.

Além do rim, a renina pode ser produzida por outros tecidos ou órgãos, como testículos, ovários, paredes das arteríolas, córtex adrenal, hipófise, cérebro, líquido amniótico e outros.

Embora aplicável a muitos animais, estudos envolvendo a remoção dos rins mostram que a atividade da renina circulante cai drasticamente para níveis muito próximos de zero.

Secreção

A secreção de renina é aumentada por uma série de estímulos que aparecem quando o volume do líquido extracelular diminui, quando a pressão arterial diminui ou quando a atividade simpática nos nervos renais aumenta.

Vários fatores relacionados à regulação da secreção de renina foram descritos:

- A pressão de perfusão renal detectada pelos barorreceptores (receptores de estiramento) da arteríola aferente

- Mudanças no volume e composição do fluido que atinge a mácula densa

- Atividade dos nervos simpáticos renais

- Prostaglandinas

- Peptídeo natriurético atrial.

O mecanismo barorreceptor da arteríola aferente causa diminuição da secreção de renina quando há aumento da pressão da arteríola aferente ao nível do aparelho justaglomerular. Sua secreção aumenta quando a atividade dos barorreceptores diminui conforme a pressão cai.

Outro sensor relacionado à regulação da secreção de renina é encontrado na mácula densa. Quanto maior a taxa de reabsorção de Na + e Cl- e a concentração desses eletrólitos no fluido que atinge a mácula densa, menor a secreção de renina e vice-versa.

O aumento da atividade dos nervos simpáticos renais, bem como das catecolaminas circulantes através da norepinefrina liberada nas terminações simpáticas nas células justaglomerulares, aumenta a secreção de renina.

As prostaglandinas, especificamente as prostaciclinas, estimulam a secreção de renina por efeito direto nas células granulares do aparelho justaglomerular.

A angiotensina II, por meio de um efeito de feedback negativo, inibe a secreção de renina por efeito direto nas células granulares. Outro hormônio, como a vasopressina, inibe a secreção de renina.

O peptídeo natriurético atrial (ANP), que é produzido no músculo atrial do coração, inibe a secreção de renina.

O efeito combinado de todos os fatores estimuladores e inibitórios é o que determina a taxa de secreção de renina. A renina é secretada no sangue renal e depois deixa os rins para circular por todo o corpo. No entanto, uma pequena quantidade de renina permanece nos fluidos renais.

Características

A renina é uma enzima que por si só não tem funções vasoativas. A única função conhecida da renina é cortar o angiotensinogênio no terminal amino, gerando um decapeptídeo denominado angiotensina I.

O angiotensinogênio é uma glicoproteína do grupo das α2 globulinas sintetizadas pelo fígado e está presente na circulação sanguínea.

Como a angiotensina I tem atividade vasopressora muito pobre e deve ser processada "a jusante" por outra protease, a renina participa das etapas iniciais da regulação da pressão arterial, em um sistema conhecido como renina-angiotensina.

A angiotensina II tem meia-vida muito curta (entre 1 e 2 minutos). É rapidamente metabolizado por várias peptidases que o fragmentam e alguns desses fragmentos, como a angiotensina III, retêm alguma atividade vasopressora.

As funções gerais do sistema renina -angiotensina são múltiplas e podem ser resumidas da seguinte forma:

- Constrição arteriolar e aumento da pressão sistólica e diastólica. A angiotensina II é quatro a oito vezes mais potente do que a norepinefrina para essa função.

- Aumento da secreção de aldosterona por efeito direto da Angiotensina II no córtex adrenal. O sistema renina-angiotensina é o principal regulador da secreção de aldosterona.

- Facilita a secreção de norepinefrina por efeito direto nos neurônios simpáticos pós-ganglionares.

- Influencia a contração das células mesangiais, o que diminui a taxa de filtração glomerular e, por efeito direto nos túbulos renais, aumenta a reabsorção de sódio.

- Ao nível do cérebro, este sistema reduz a sensibilidade do reflexo barorreceptor, que aumenta o efeito vasopressor da Angiotensina II.

- A angiotensina II estimula a ingestão de água, promovendo os mecanismos da sede. Aumenta a secreção de vasopressina e do hormônio ACTH.

Patologias relacionadas

O sistema renina-angiotensina, portanto, tem um papel importante nas patologias hipertensivas, especialmente aquelas de origem renal.

É assim que a constrição de uma das artérias renais gera hipertensão sustentada que pode ser revertida se o rim isquêmico (defeituoso) for removido ou a constrição arterial renal for liberada a tempo.

Um aumento na produção de renina está geralmente associado à constrição unilateral da artéria renal que conecta um dos rins, resultando em hipertensão. Essa condição clínica pode ser causada por defeitos de nascença ou outras anormalidades da circulação renal.

A manipulação farmacológica desse sistema, além da utilização de bloqueadores dos receptores da angiotensina II, são ferramentas fundamentais para o tratamento da hipertensão arterial.

A hipertensão é uma doença silenciosa e progressiva que atinge grande parte da população mundial, principalmente adultos com mais de 50 anos.

Referências

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