Асташкин Евгений Иванович

1. Возраст зависимое изменение артериального давления, связанное с внутриклеточной ренин-ангиотензиновой системой Асташкин Евгений Иванович Заведующий лабораторией экстремальных состояний Научно-исследовательского центра, профессор кафедры патологии Первого МГМУ им. И.М.Сеченова Москва 8.10.2013

2. Ингибиторы ренина АПФингибиторы Блокаторы рецепторов к Aн-II Ренин-ангиотензиновая система ГормональнаяРАС Тканевые РАС Ангиотензиноген • Ренин-независимый путь: • t-PA • Катепсин G • Тонин Ренин Ангиотензин I АПФ • АПФ-независ • путь: • Химазы • CAGE • Катепсин G Ангиотензин II АТ1 рецептор АТ2 рецептор

3. Два вида РАС: гормональная и тканевая, Критерии отбора: 1. В зависимости от места образования АнII 2. Из какого субстрата и под влиянием какого фермента 3. Какой пептид образуется и на что действует 4. Какой оказывает эффект • В гормональной РАС АнII образуется в крови из АТГ(из печени) под влиянием ренина (из почек) и АПФ на эндотелиальных клетках сосудов. • В тканевом РАС синтез АнII происходит на поврехности клетки в интерстициальном пространстве из компонентов, как правило, продуцируемых клетками этой же ткани. АнII действует локально(аутокринно /паракринно)

4. Защитные эффекты ингибиторов АПФ Брадикинин Ангиотензин I АПФ/кининаза II Неактивные продукты Ангиотензин II Ингибиторы АПФ Брадикинин АнгиотензинII Давление крови окислительный стресс Дисфункция эндотелия Метаболизм глюкозы Рост бляшки Стабильность шапочки Металлопротеазы матрикса Оксид азота Защитные эффекты

5. Влияние ингибиторов АПФ на брадикинини его защитные эффекты • иАПФ увеличивают уровень брадикинина, который вызывает вазодилатацию в результате синтеза NO, стимулирующего гуанилатциклазу, продуцирующую сGMP • Брадикинин оказывает эффекты, противоположные АнгII • Увеличение уровней брадикинина тормозит развитие атеросклероза • Брадикинин восстанавливает функциональную активность эндотелия сосудов • Брадикинин подавляет развитие ремоделирования в сердечно-сосудистой системе • Брадикини оказывает опосредуемый антиоксидазный эффект • Увеличивает активатор плазминогена в тканях и индуцирует фибринолиз • Подавляет адгезию моноцитов • Увеличивает экспрессию в эндотелии NO-синтазы

6. -сартаны Ангиотензин II Влияние ангиотензина II на AT1и AT2рецепторы, механизм действия сартанов AT1рецептор AT2рецептор Вазоконстрикция Активация симпатической системы Увеличение задержки натрия Увеличение высвобождения вазопрессина Усиление гипертрофии и пролиферациии миоцитов Стимуляция фиброза сосудов и миокарда Стимуляция ингибитора активатора плазминогена-1 Стимуляция образования супероксида Антипролиферативный эффект Апоптоз Рост эндотелиальных клеток Вазодилатация ( через NO) Стимуляция брадикинина и NO в почках Адаптировано по McConnaughey et al. J Clin Phamacol 1999;39: 547–59.

8. Пептиды, которые образуются из ангиотензинаI АнгиотензинI(1-10) Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu АнгиотензинII(1-8)Ангиотензин (1-7) Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro АнгиотензинIII (2-8)Ангиотензин (1-5) Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-PheAsp-Arg-Val-Tyr-Ile АнгиотензинIV(3-8)Ангиотензин (1-4) Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe Asp-Arg-Val-Tyr

9. Новая информация • В организме человека гормональная РАС организована значительно сложнее: • Открыты новые разновидности АПФ (АПФ2) и другие ферменты (химазы, катепсины, танины), которые вызывают эффект «ускользания» • Описаны новые пропептиды-ПроАн-12,Ан-(1-9) и биологически активные пептиды АнIII, АнIV, Ан-(1-7) • Ваявлены новые виды рецепторов и новые виды активности

10. Новые компоненты гормональной РАС: АнIII • Биологически активный пептид АнIII • Образуется в крови из АнII под влиянием аминопептидазы А(АPА) • Действует на АТ1 и АТ2 рецепторы • Оказывает эффекты, аналогичные АнII

11. Новые компоненты гормональной РАС: Ан IV • Пептид АнIV обладает биологической активностью • Образуется из АнIII под влиянием аминопептидазы N (АPN) и аминопептидазы В (АPB) • Действует на инсулин регулируемую аминопептидазу (IRAP) • Влияет на память и воспаление

12. Новые компоненты гормональной РАС: Ан-(1-7) • Ан-(1-7) образуется в крови из АнII под влиянием АПФ2 или из Ан-(1-9) под влиянием АПФ • Ан-(1-7) действует на Mas-рецепторы наружных мембран клеток-мишеней • Вызавает эффекты, противоположные действию АнII:вазодилатацию, снижает АД, подавляет пролиферацию клеток

13. АнгиотензинI (1-10) АПФ АПФ2 АПФ2 Ангиотензин II (1-8) Ангиотезин (1-9) АПФ АПФ2 Ангиотензин (1-7) Кардио- и нефропротективное действие Некротическое повреждение сердца, почек, артерий Асташкин Е.И., Глезер М.Г., 2009

14. Свойства АПФ2 • АПФ2 на 42% идентичен АПФ, кодируется другим геном, экспрессируется, в основном, в эндотелиальных клетках сосудов сердца и почек • Снижает уровень АнII в крови и тканях, одновременно увеличивает Ан-(1-7). • АПФ2 не чувствителен к действию иАПФ • Между экспрессией АПФ и АПФ2 существует обратная зависимость • Смена парадигмы: увеличение уровня АнII детерминируется снижением экспрессии и активности АПФ2

16. Различные эффекты иАПФ и блокаторов АТ1 рецепторов на образование разных компонентов ренин ангиотензиновой системы

17. Таким образом, помимо брадикинина, в гормональной РАС обнаружен новый защитный путь, связанный с экспрессией АПФ2, а также образованием и действием Ан(1-7) и именно этот путь изменяется под влиянием иАПФ и сартанов

18. Влияние АнгII на клетки сосудов Повреждение эндотелия Агрегация и Адгезия тромбоцитов Адгезия моноцитов Давление Ангиотензин II Вазопрессин Цитокины oxLDL Ангиотензин II Тромбоз АТ1 Рецептор !!!

19. Нарушение функции сосудов и эндотелия при действии АнгII на АТ1 рецепторы • Вызывает экспрессию на эндотелии молекул адгезии, синтез и секрецию хемоаттрактантов • Приводит к инфильтрации фагоцитов в сосудистую стенку • Индуцирует окислительный стресс • Вызывает продукцию радикалов кислорода (НАДФН-оксидазы и еNOS) • Увеличивает образование соединительной ткани и ЛПНП и их накопление в media сосудов • Вызывает окисление ЛПНП и их поглощение макрофагами (пенистые клетки) • Активирует металлопротеиназы матрикса и его деградацию • Вызывает синтез и секрецию цитокинов воспаления (IL-6 и TNF-α)

20. Цепь переноса электронов в МХ АФК Б А Δψ Н2О ΔpН H+ H+ H+ H+ H+ МП + О2 О2 III Q V V IV I I - II НАДН АДФ АТФ АТФ АДФ ФАДН2 +Фн + Фн Сукцинат +H+ + H+ - белок

21. Прорениновые рецепторы Ренин М6Р рецептор Прорениновый рецептор (PRR) Просегмент М6Р хвост Ан I АТГ Активация (ERK)1/2 и MAPK. Активация генов белков PAI-1, TGF-β,фибронектина, коллагенов Активация пролиферации клеток.Фиброз тканей Эндоцитоз

22. АПФ, связанный с мембраной АПФ Места связывания ингибиторов Наружная сторона Цитозоль

24. АПФ АПФ АПФ Три механизма действия тканевого АнII на клетки ПАРАКРИННОЕ ВЛИЯНИЕ АТГ АнI АнII ИНТРАКРИННОЕ ВЛИЯНИЕ Рен Активация генов АПФ АТГ Рен АУТОКРИННОЕ ВЛИЯНИЕ АТГ Ан I  Ан II[Ca2+]i

25. Клетки, имеющие внутриклеточную РАС • Клетки сердечно сосудистой системы- миоциты и фибробласты сердца; гладкомышечные и эпителиальные клетки сосудов; • Эпителиальные клетки проксимальных канальцев почек • Гепатоциты • Адипоциты • Мышечные клетки миометрия

26. Внутриклеточная РАС • Синтез АнII происходит внутри клетки по двум путям: «секреторному» в везикулах или «несекреторному» в цитоплазме • В клетках были выявлены АТГ, ренин, АнI, АПФ (химазы), Ан-(1-7), АПФ2, • Внутриклеточный АнII локализуется в цитоплазме и концентрируется на митохондриях (МХ) или ядре. • МХи ядра содержат АТ1-, АТ2- подобные рецепторы для АнII и рецептор для Ан-(1-7). • Действие АнII внутри клетки обозначают как интракринныое

27. Ядро Цитоплазма С Секреторный РАС Несекреторный РАС Наружная мембрана Kumar et al., 2007

28. Эндосома • Закисление • Трафик в ядро • Трафик в МХ • Фрагмент Rp • Связывает белки • Образует комплекс • Трафик в ядро • Сигнальный комплекс • Образование АнгII

29. Рецепторы на ядрах кардиомиоцитов • В кардиомиоцитах на ядерных мембранах есть Анг-(1-7)-, АТ1- и АТ2- подобные рецепторы, которые ответственны за ядерную сигнализацию и транскрипцию генов • Внутриклеточный Ан II влияет через NF-kB на экспрессию генов, продукты которых участвуют в сокращении сердца, гипертрофии миокарда, оксидативном стрессе • Активация ядерных АТ1-подобных рецепторов вызывает увеличение [Ca2+ ]iв результате выхода из SR-депо через IP3 рецепторы Ca2+ и стимулирует активность Ca2+зависимых генов • Ядерные АТ1-рецепторы блокируются сартанами (например, валсартаном) Ca2+

32. Вне клеток Ангиотензин и митохондрии НАДФН оксидаза активация Цитозоль митохондрия разобщение Энергет обмен Редокс сигнализация ядро Модификация экспрессии генов ДЦМ, Цикла Кребса, мол адгезии Болезнь

33. Хроническая активация РАС и старение Старение Митохондрии дисфункция Почки Гипертрофия Воспаление Фиброз РАС АФК Сердце Мозг

34. Рецепторы для АнгII в митохондриях и старение mtAT2-mtNO системаАТ1-АФК Молодые мышиmtAT2mtNONOmtAT1АФК (20 недель) Старые мыши mtAT2mtNONOmtAT1АФК (70 недель) Старые мышиmtAT2mtNONOmtAT1АФК (70 недель) + сартан

35. Митохондрии и старение Inagami T. Mitochondrial Angiotensin Receptors and Aging// Circ Res., 2011,December 9; 109(12): 1323-1324 • Образование больших количеств NO с участием АТ2 митохондрий заметно снижается с возрастом. • Старение уменьшает кол-во mtAT2 и увеличивает экспрессию mtAT1. • Длительная фармакологическая блокада АТ1 предупреждает нежелательные эффекты старения

37. Экспрессия различных компонентов РАС в цитоплазме клеток почек

39. Благодарю за внимание!