Renin und Angiotensin-Kaskade
Wie Renin freigesetzt wird, wie es mit ACE aus Angiotensinogen schrittweise Angiotensin II bildet und was dieses Peptidhormon bewirkt.
Das Wichtigste in Kürze
- Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System ist eine Hormonkaskade, die bei sinkendem Blutdruck Druck und Volumen wieder anhebt.
- Renin ist eine Protease aus der Niere. Blutdruckabfall, verminderte Nierendurchblutung und der Sympathikus steigern seine Freisetzung.
- Renin spaltet das Angiotensinogen aus der Leber zu Angiotensin I.
- ACE am Endothel, vor allem der Lunge, wandelt Angiotensin I in Angiotensin II um.
- Angiotensin II ist ein Peptidhormon. Es wirkt vasokonstriktorisch und stimuliert die Aldosteronfreisetzung aus der Nebennierenrinde.
Worum es geht
Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System verknüpft Niere, Leber, Lunge und Nebennierenrinde zu einer Hormonkaskade, die Blutdruck und Volumen stabil hält. Wer verstehen will, wo ACE-Hemmer wie Ramipril und Sartane angreifen, braucht genau diese Kaskade.
Das RAAS im Überblick
Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) springt an, wenn Blutdruck oder Nierendurchblutung sinken. Es hebt den Druck wieder an und hält Natrium und Wasser im Körper. Seine Einordnung in die Blutdruckregulation insgesamt findest du gesondert.
Die Glieder stammen aus verschiedenen Organen. Die Niere liefert das Enzym Renin, die Leber das Substrat Angiotensinogen. Das Endothel, vor allem in der Lunge, trägt das Angiotensin-Konversions-Enzym. Am Ende verengt Angiotensin II die Gefäße und setzt Aldosteron aus der Nebennierenrinde frei.
\[\text{Angiotensinogen}\xrightarrow{\text{Renin}}\text{Angiotensin I}\xrightarrow{\text{ACE}}\text{Angiotensin II}\]
Renin
Renin ist ein Enzym, genauer eine Protease. Es wird in der Niere gebildet und von dort ins Blut abgegeben. Der Bildungsort sind die granulierten Epitheloidzellen des juxtaglomerulären Apparats in der Wand des Vas afferens.
Diese Zellen schütten Renin aus, wenn der Kreislauf Unterstützung braucht:
- Blutdruckabfall
- verminderte Nierendurchblutung
- Aktivierung des Sympathikus (über \(\beta_1\)-Rezeptoren)
Steigen dagegen Blutdruck, Blutvolumen oder das Serum-\(\ce{Na+}\), sinkt die Reninfreisetzung. Das ist folgerichtig, denn in diesen Lagen wäre ein weiterer Druckanstieg schädlich. Renin selbst wirkt nicht auf die Gefäße und erweitert die Widerstandsgefäße also nicht. Erst über die Kaskade steuert die Niere den systemischen Blutdruck.
Angiotensinogen und Angiotensin I
Angiotensinogen ist ein Plasmaprotein aus der Leber. Es zirkuliert ständig in großer Menge im Blut. Ohne Renin bleibt es aber inaktiv.
Renin ist das einzige Enzym, das Angiotensinogen als Substrat nutzt. Es schneidet vom N-Terminus ein Stück aus zehn Aminosäuren ab, das Dekapeptid Angiotensin I. Angiotensin I ist kaum wirksam und dient als Vorstufe. Weil Angiotensinogen im Überschuss vorliegt, bestimmt die Reninmenge das Tempo der ganzen Kaskade.
Wird im Examen gerne gefragt: Renin spaltet das Angiotensinogen aus der Leber zu Angiotensin I. Den Schritt zu Angiotensin II katalysiert erst ACE, Renin und ACE darf man also nicht vertauschen.
ACE und Angiotensin II
Das Angiotensin-Konversions-Enzym (ACE) sitzt membrangebunden auf Endothelzellen. Besonders viel davon trägt das Kapillarbett der Lunge, das das gesamte Blut passiert. ACE spaltet vom C-Terminus des Angiotensin I das Dipeptid His-Leu ab. So entsteht das Oktapeptid Angiotensin II.
Man kann sich die beiden Enzyme wie eine grobe und eine feine Schere vorstellen. Beide schneiden, aber an verschiedenen Stellen:
Protease aus der Niere. Spaltet Angiotensinogen zu Angiotensin I (10 Aminosäuren).
Endothelständiges Enzym, vor allem in der Lunge. Spaltet Angiotensin I zu Angiotensin II (8 Aminosäuren).
ACE greift also erst am zweiten Schritt an. Renin inaktiviert es nicht. Die Aldosteronsekretion hemmt es ebenfalls nicht, über Angiotensin II fördert es sie sogar.
Wirkungen von Angiotensin II
Angiotensin II ist ein Peptidhormon aus acht Aminosäuren. Es entsteht im Blut und am Endothel, nicht in der Nebennierenrinde. Damit unterscheidet es sich von Aldosteron, einem Steroidhormon aus der Nebennierenrinde. Angiotensin II wirkt vor allem über \(\text{AT}_1\)-Rezeptoren.
Zwei Hauptwirkungen solltest du sicher können. Erstens wirkt Angiotensin II stark vasokonstriktorisch: Es verengt die Arteriolen, der periphere Widerstand und damit der Blutdruck steigen. Zweitens stimuliert es die Aldosteronfreisetzung aus der Nebennierenrinde. Aldosteron hält dann Natrium und Wasser zurück, wie bei der Aldosteronwirkung beschrieben.
Angiotensin II hemmt die ADH-Freisetzung aus der Neurohypophyse nicht, es fördert sie eher. Den Einbau von Aquaporinen und damit die Wasserpermeabilität im Sammelrohr steuert direkt nur Adiuretin.
Quiz
Aussage 1
Renin wandelt Angiotensin I in Angiotensin II um.
Renin spaltet Angiotensinogen zu Angiotensin I. Die Umwandlung von Angiotensin I in Angiotensin II katalysiert ACE.
Aussage 2
ACE kommt besonders reichlich am Endothel der Lunge vor und bildet durch Abspaltung eines Dipeptids das Oktapeptid Angiotensin II.
ACE spaltet His-Leu vom Dekapeptid Angiotensin I ab, übrig bleibt Angiotensin II mit acht Aminosäuren.
Aussage 3
Eine Aktivierung des Sympathikus steigert die Reninausschüttung aus der Niere.
Der Sympathikus stimuliert über \(\beta_1\)-Rezeptoren die Epitheloidzellen, ebenso wie Blutdruckabfall und verminderte Nierendurchblutung.
Aussage 4
Angiotensin II ist ein Steroidhormon, das in der Nebennierenrinde gebildet wird.
Angiotensin II ist ein Peptidhormon, das im Blut und am Endothel entsteht. Es stimuliert die Nebennierenrinde zur Freisetzung des Steroidhormons Aldosteron.
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