レニンもangiotensinogenasaとしても知られているが、電解質の恒常性および哺乳動物における血圧の制御において重要な意味を有するアスパルチルプロテアーゼです。
このタンパク質は腎臓から血流に分泌され、腎臓抽出物を注入すると実験動物の血圧が上昇します。
人体におけるレニン-アンギオテンシン系の代表的な模式図（出典：MikaelHäggströmウィキメディア・コモンズ経由）
レニンは、組織によって生成され、その生成場所から遠く離れたターゲットを持つ循環系に分泌される物質であるため、ホルモンと見なされます。
ホルモンはタンパク質またはポリペプチドであるか、ステロイド起源であるか、またはアミノ酸チロシンに由来することができます。レニンは本来タンパク質ホルモンであり、その触媒作用には他のタンパク質の酵素による切断が含まれます（プロテアーゼです）。
このホルモンは1890年代後半に発見されましたが、生理学的な起源と分子構造が正確に決定されたのは1990年代後半になってからです。
構造
ヒトのレニンは、酵素活性と37 kDaを少し超える分子量を持つ糖タンパク質です。この分子は、深い裂け目で区切られた2つのドメインで構成されており、その中に活性部位が配置されています。
レニンの両方のドメインは配列が類似しており、主にβ折りたたまれたシートで構成されています。
このタンパク質の配列のさまざまな分析により、さまざまなアルギニン、リジン、ヒスチジンなど、30を超える基本的なアミノ酸残基があることがわかります。
さらに、さまざまな状況でタンパク質に安定性を提供する構造全体に、疎水性の中心と大きな親水性の表面が見られることが知られています。
酵素の活性部位は2つのドメインによって形成されるクレフトにあり、触媒作用に必須のアミノ酸は38と226の位置にある2つのアスパラギン酸残基です。これが「アスパルチル」プロテアーゼである理由です。
製造
レニンは、腎臓の傍糸球体装置で生成されます。これは、遠位回旋尿細管とその起源の糸球体との接触部位に見られる特殊な構造です。
この装置は、顆粒細胞、糸球体外メサンギウム細胞、および黄斑の3つのコンポーネントで構成されています。
濃い黄斑
黄斑部は、糸球体との接触部位で管を裏打ちする密に編まれた立方上皮細胞の列で構成され、遠位の複雑な尿細管の始まりと見なされます。
メサンギウム細胞
糸球体外のメサンギウム細胞は、求心性細動脈、遠心性細動脈、および黄斑部の間に三角形の領域を形成しており、糸球体メサンギウム細胞の延長と考えられています。それらは無顆粒細胞とも呼ばれます。
顆粒細胞
顆粒細胞は傍糸球体細胞と呼ばれ、求心性および遠心性細動脈の壁と糸球体外メサンギウム細胞の領域に位置しています。
これらの顆粒細胞は、それらの細胞質に分泌顆粒が存在することにより呼び出されます。レニン、およびプレプロレニンから形成されるレニン前駆体、プロレニンを含む顆粒。
プレプロレニンは、ヒトで406アミノ酸を持つプレホルモンです。このプレホルモンは翻訳後のタンパク質分解性切断を受け、そのアミノ末端で23残基の配列が失われます。
プレプロレニンが切断されると、383アミノ酸長のプロレニンに変換されます。プロレニンのN末端での別の配列のその後の切断は、活性な340アミノ酸プロテアーゼであるレニンの形成を指示するものです。
プロレニンとレニンの両方が循環系に分泌されますが、この結合組織ではプロレニンが活性レニンに変換されることはほとんどありません。プロレニンからレニンへの変換に関与する酵素は、カリクレインおよびカテプシンとして知られています。
レニンが循環に分泌されると、半減期は80分以下になり、分泌は高度に制御されます。
腎臓に加えて、レニンは、精巣、卵巣、細動脈の壁、副腎皮質、下垂体、脳、羊水など、他の組織や臓器からも産生されます。
多くの動物に適用できますが、腎臓の除去を含む研究は、循環レニン活性がゼロに非常に近いレベルに劇的に低下することを示しています。
分泌
細胞外液の量が減少したとき、動脈圧が減少したとき、または腎神経の交感神経活動が増加したときに現れる一連の刺激によって、レニン分泌が増加します。
レニン分泌の調節に関連するいくつかの要因が説明されています：
-求心性細動脈の圧受容器（伸張受容器）によって検出された腎灌流圧
-黄斑に達する体液の量と組成の変化
-腎交感神経の活動
-プロスタグランジン
-心房性ナトリウム利尿ペプチド。
求心細動脈の圧受容器メカニズムは、傍糸球体装置のレベルで求心性細動脈の圧力が増加すると、レニン分泌の減少を引き起こします。圧力が低下して圧受容器の活動が低下すると、分泌が増加します。
レニン分泌の調節に関連する別のセンサーは、黄斑に見られます。Na +およびCl-の再吸収率が高く、黄斑部に達する液体中のこれらの電解質の濃度が高いほど、レニンの分泌量は低くなり、その逆も同様です。
腎交感神経の活動、および傍糸球体細胞の交感神経終末で放出されるノルエピネフリンを介した循環カテコールアミンの活動の増加は、レニン分泌を増加させます。
プロスタグランジン、特にプロスタサイクリンは、傍糸球体装置の顆粒細胞に直接作用することにより、レニン分泌を刺激します。
アンジオテンシンIIは、負のフィードバック効果を通じて、顆粒細胞への直接的な影響によってレニン分泌を阻害します。バソプレシンなどの別のホルモンはレニン分泌を阻害します。
心房筋で生成される心房性ナトリウム利尿ペプチド（ANP）は、レニン分泌を阻害します。
すべての刺激因子と阻害因子の複合効果が、レニン分泌の速度を決定します。レニンは腎臓の血液に分泌され、腎臓を離れて全身に循環します。ただし、腎臓液には少量のレニンが残っています。
特徴
レニンは、それ自体が血管作用機能を持たない酵素です。レニンの唯一知られている機能は、アミノ末端でアンギオテンシノーゲンを切断して、アンギオテンシンIと呼ばれるデカペプチドを生成することです。
アンギオテンシノーゲンは、肝臓で合成されるα2グロブリンのグループからの糖タンパク質であり、循環血液中に存在します。
アンジオテンシンIは非常に悪い昇圧剤活性を持ち、別のプロテアーゼによって「下流」で処理される必要があるため、レニンはレニンアンジオテンシンとして知られているシステムで、血圧調節の初期段階に参加します。
アンジオテンシンIIの半減期は非常に短い（1〜2分）。それは、それを断片化するさまざまなペプチダーゼによって急速に代謝され、アンジオテンシンIIIなどのこれらの断片のいくつかは、いくつかの昇圧剤活性を保持します。
レニン-アンジオテンシン系の一般的な機能は複数あり、次のように要約できます。
-細動脈の収縮と収縮期および拡張期圧の増加。アンジオテンシンIIは、ノルエピネフリンよりも4〜8倍強力です。
-副腎皮質に対するアンジオテンシンIIの直接的な影響によるアルドステロンの分泌の増加。レニン-アンジオテンシン系は、アルドステロン分泌の主要な調節因子です。
-節後交感神経ニューロンに直接作用することにより、ノルエピネフリンの分泌を促進します。
-メサンギウム細胞の収縮に影響を及ぼし、糸球体濾過率を低下させ、尿細管への直接的な影響により、ナトリウムの再吸収を増加させます。
-脳レベルでは、このシステムは圧受容器反射の感度を低下させ、アンジオテンシンIIの昇圧効果を高めます。
-アンジオテンシンIIは喉の渇きのメカニズムを促進することにより、水の摂取を刺激します。それはバソプレシンとホルモンACTHの分泌を増やします。
関連する病理
したがって、レニン-アンジオテンシン系は、高血圧の病状、特に腎起源のものに重要な役割を果たします。
これは、腎動脈の1つの狭窄が持続的な高血圧を生成する方法であり、虚血性（欠陥のある）腎臓が取り除かれるか、腎動脈狭窄が時間内に解放されると、これを元に戻すことができます。
レニン産生の増加は、一般的に、腎臓の1つを接続する腎動脈の一方的な収縮に関連し、高血圧を引き起こします。この臨床症状は、先天性異常または他の腎循環異常が原因である可能性があります。
アンジオテンシンII受容体遮断薬の使用に加えて、このシステムの薬理学的操作は、動脈性高血圧の治療のための基本的なツールです。
高血圧は、世界の人口の大部分、特に50歳以上の成人に影響を与えるサイレントで進行性の病気です。
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