레닌 (효소)

3. 레닌-안지오텐신 시스템 (RAAS)

레닌-안지오텐신계(RAAS)는 혈압과 체액 균형을 조절하는 데 핵심적인 역할을 하는 호르몬 시스템이다.^[4] 이 시스템은 신장의 사구체곁 세포에서 분비되는 효소인 레닌으로부터 시작된다. 레닌은 혈류를 순환하며 간에서 만들어진 안지오텐시노겐을 안지오텐신 I이라는 펩타이드로 전환시킨다.

생성된 안지오텐신 I은 주로 폐의 혈관 내피에 있는 안지오텐신 전환 효소(ACE)에 의해 다시 안지오텐신 II로 변환된다.^[5][6] 안지오텐신 II는 강력한 혈관 수축 작용을 통해 혈압을 상승시키고, 부신을 자극하여 알도스테론이라는 호르몬 분비를 촉진한다. 알도스테론은 신장에서 나트륨과 물의 재흡수를 늘려 혈액량과 혈압을 유지하는 데 기여한다.

RAAS는 신장 혈류량 감소 등에 반응하여 활성화되며, 알도스테론 등에 의한 음성 피드백 기전을 통해 조절된다. 이 시스템은 생물이 해양 환경에서 육상 환경으로 이동하면서 겪게 되는 염분과 수분 손실에 대응하여 순환 혈류량을 유지하기 위해 진화한 중요한 생리적 기전으로 이해된다.

성인 혈장에서 레닌의 정상 농도는 서 있을 때(직립 시) 1.98–24.6 ng/L 수준이다.^[7]

3. 1. 작동 기전

3. 2. 음성 피드백

3. 3. 진화적 관점

4. 기능

레닌은 엔도펩티다제 활성을 이용하여 간에서 만들어진 안지오텐시노겐의 류신과 발린 잔기 사이의 펩타이드 결합을 절단하여 안지오텐신 I을 생성한다. 이 과정은 레닌-안지오텐신 시스템을 활성화하는 시작점이다.^[8] 생성된 안지오텐신 I은 주로 폐의 모세혈관 내에 존재하는 안지오텐신 전환 효소(ACE)에 의해 안지오텐신 II로 추가 전환된다. 안지오텐신 II는 여러 작용을 통해 혈압을 상승시킨다. 즉, 혈관을 수축시키고, 항이뇨 호르몬(ADH) 및 알도스테론의 분비를 증가시키며, 뇌의 시상 하부를 자극하여 갈증 반사를 활성화한다. 따라서 레닌의 주요 기능은 궁극적으로 혈압을 상승시켜 신장의 관류 압력(신장으로 혈액이 공급되는 압력)을 회복시키는 것이다.

레닌은 신장 사구체 근처의 세포(사구체 근접 세포)에서 분비된다. 이 세포들은 혈관벽의 신장 수용체를 통해 신장 관류 압력의 변화를 감지한다. 또한, 사구체 근접 세포는 황반 밀도로부터 오는 신호에 의해서도 레닌을 방출하도록 자극받는다. 황반 밀도는 원위 세뇨관으로 들어가는 나트륨 양의 변화를 감지하며, 세뇨관 내 나트륨 양이 감소하면 이에 반응하여 사구체 근접 세포에서 레닌 방출을 자극한다. 황반 밀도와 사구체 근접 세포는 함께 사구체 근접 복합체를 구성한다.

레닌 분비는 교감 신경계의 자극에 의해서도 촉진되는데, 이는 주로 베타-1 아드레날린 수용체(β₁ 아드레날린 수용체)의 활성화를 통해 이루어진다.^[9]

레닌과 그 전구체인 프로레닌이 결합하는 (프로)레닌 수용체는 ATP6ap2 유전자에 의해 암호화된다. 이 수용체는 레닌이 안지오텐시노겐을 안지오텐신 I으로 전환하는 효율을 4배 증가시킨다. 또한, 프로레닌이 이 수용체에 결합하면 프로레닌의 구조가 변하여 안지오텐시노겐 기질에 작용할 수 있게 되는 비가수분해적 활성화가 일어난다. 레닌과 프로레닌이 수용체에 결합하면 ATP6AP2 단백질의 세린 및 티로신 잔기에 인산화가 일어난다.^[10]

레닌 mRNA의 수준은 HADHB, HuR, CP1과 같은 단백질들이 레닌 mRNA의 3' 비번역 영역에 위치한 레닌 안정성 조절 요소(REN-SRE)에 결합함으로써 조절되는 것으로 보인다.^[11]

5. 유전학

레닌(''REN'') 유전자는 12kb의 DNA에 걸쳐 있으며 8개의 인트론을 포함한다.^[12] 이 유전자는 다양한 ''REN'' 이성질체를 암호화하는 여러 mRNA를 생성한다.

5. 1. 유전 질환

6. 임상적 응용

레닌은 임상적으로 고혈압의 진단 및 치료 전략 수립, 그리고 특정 신장암의 감별 진단에 중요한 역할을 한다. 과도하게 활성화된 레닌-안지오텐신 시스템은 고혈압의 주요 원인 중 하나로 지목되며, 이를 조절하기 위한 약물 개발로 이어졌다.^[14][15] 대표적으로 레닌 억제제가 있지만, 실제 임상에서는 다른 기전의 약물들이 더 널리 사용된다. 또한, 일부 신장 관련 종양은 레닌을 비정상적으로 많이 생성할 수 있어, 고혈압 환자의 진단 과정에서 고려 대상이 된다.^[16] 레닌 수치 측정은 이러한 질환들의 진단 및 경과 관찰에 활용된다.

6. 1. 레닌 억제제

6. 2. 측정

6. 3. 감별 진단

7. 역사

레닌(renin)의 이름은 "신장"을 뜻하는 라틴어 ''ren''에 "화합물"을 의미하는 접미사 ''-in''을 붙여 만들어졌다. 레닌은 1898년, 스톡홀름에 있는 카롤린스카 연구소의 생리학 교수인 로버트 티게르스테트와 그의 제자인 페르 베리만에 의해 발견되고 그 특성이 밝혀졌으며 명명되었다.^[18][19] 이후 1983년에는 쓰쿠바 대학의 무라카미 가즈오 교수가 '사람 레닌'의 유전자 해독에 성공했다.

참조

_[1] 논문 Renin, (pro)renin and receptor: an update 2011-03
_[2] 논문 Cloning and sequence analysis of cDNA for human renin precursor 1983-12
_[3] 논문 Different secretory pathways of renin from mouse cells transfected with the human renin gene http://www.jbc.org/c[...] 1988-03
_[4] 서적 Medical physiology: a cellular and molecular approach Elsevier Saunders
_[5] 논문 Decreased susceptibility to renovascular hypertension in mice lacking the prostaglandin I2 receptor IP 2004-09
_[6] 서적 Brenner & Rector's The Kidney http://home.mdconsul[...] Saunders
_[7] 웹사이트 Laboratory Reference Centre Manual http://lrc.stjoes.ca[...] Hamilton Regional Laboratory Medicine Program
_[8] 논문 Link between the renin-angiotensin system and insulin resistance: implications for cardiovascular disease 2012-10
_[9] 논문 The role of beta-1-adrenoceptors in the renin release response to graded renal sympathetic nerve stimulation 1980-09
_[10] 논문 Pivotal role of the renin/prorenin receptor in angiotensin II production and cellular responses to renin 2002-06
_[11] 논문 HADHB, HuR, and CP1 bind to the distal 3'-untranslated region of human renin mRNA and differentially modulate renin expression 2003-11
_[12] 논문 Human renin gene: structure and sequence analysis 1984-08
_[13] 논문 Dominant renin gene mutations associated with early-onset hyperuricemia, anemia, and chronic kidney failure
_[14] 간행물 Presentation on Direct Renin Inhibitors as Antihypertensive Drugs http://pharmaxchange[...]
_[15] 논문 Direct inhibition of renin: a physiological approach to treat hypertension and cardiovascular disease 2009-09
_[16] 논문 Juxtaglomerular cell tumor of the kidney: case report and differential diagnosis with emphasis on pathologic and cytopathologic features 2011-02
_[17] 문서 Hamilton Regional Laboratory Medicine Program - Laboratory Reference Centre Manual. Renin Direct.
_[18] 논문 The Discovery of Renin 100 Years Ago 1999-12
_[19] 논문 Niere und Kreislauf