Blocker wskazujące rasy
Transkrypt
Blocker wskazujące rasy
Folia Medica Lodziensia, 2011, 38/2:245-283 Lokalny układ renina-angiotensyna - nowy łącznik pomiędzy mózgiem a tarczycą? Renin-angiotensin system – new link between brain and thyroid? MARIUSZ STASIOŁEK i ANDRZEJ LEWIŃSKI Klinika Endokrynologii i Chorób Metabolicznych Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki w Łodzi Streszczenie Układ renina-angiotensyna (ang. renin-angiotensin system, RAS) jest jednym z najbardziej efektywnych systemów regulacyjnych ludzkiego organizmu. Badania ostatnich lat znacznie poszerzyły wiedzę na temat struktury i funkcji RAS. Opisane zostały alternatywne szlaki enzymatyczne i nowe aktywne metabolity angiotensyny oraz specyficzne dla nich receptory. Powstała również koncepcja swoistych dla poszczególnych tkanek i narządów lokalnych układów RAS. Niniejsza praca skoncentrowana została na przedstawieniu lokalnego układu RAS ośrodkowego układu nerwowego i jego roli w rozwoju zaburzeń poznawczych oraz patogenezie demencji. Przedyskutowano również potencjalne znaczenie interakcji lokalnych układów RAS z hormonami tarczycy. Słowa kluczowe: układ renina-angiotensyna; ośrodkowy układ nerwowy; tarczyca; demencja; choroba Alzheimera Abstract Renin-angiotensin system (RAS) belongs to the most effective regulatory circuits in human biology. Research-data generated in the last years considerably improved the understanding of RAS structure and function. Alternative enzymatic pathways have been described as well as new angiotensin-metabolites reacting with their specific receptors. An existence of local – tissue and organ specific RAS has been suggested in opposition to the classical hormonal system. This review has been focused on the local RAS of the central nervous system and its role in the development of cognitive dysfunction and in the pathogenesis Adres do korespondencji: Dr hab. n.med. Mariusz Stasiołek. Klinika Endokrynologii i Chorób Metabolicznych, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki; ul. Rzgowska 281/289, 93-338 Łódź, Polska; tel.: +48 42 2711715; fax: +48 42 2711343; e-mail: [email protected] 246 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu of dementia. A potential interaction of local RAS and thyroid hormones was also discussed. Key words: renin-angiotensin system; central nervous system; thyroid; dementia; Alzheimer’s disease Wstęp W ostatnich latach wiele uwagi poświęca się układowi renina-angiotensyna (ang. renin-angiotensin-system; RAS) jako jednemu z najbardziej efektywnych układów regulacyjnych ludzkiego organizmu. W kaskadzie hormonalnej RAS angiotensynogen produkowany w wątrobie i wydzielany do krwi obwodowej jest przekształcany enzymatycznie przez reninę do dekapeptydu angiotensyny I. Angiotensyna I (ang. angiotensin - Ang) jest substratem dla związanej ze śródbłonkiem błonowej metalloproteazy – enzymu konwertującego angiotensynę (ang. angiotensin converting enzyme, ACE), który usuwa 2 aminokwasy z końca karboksylowego cząsteczki, powodując powstanie oktapeptydu Ang II – molekuły uważanej za najbardziej aktywną składową RAS. Angiotensyna II wywiera swoje efekty w różnych tkankach i organach poprzez interakcję z dwoma głównymi podtypami receptorów związanych z cząsteczką G: receptorem angiotensyny typu 1 i 2 (odpowiednio: AT1R i AT2R) [1]. Przeprowadzone do tej pory badania sugerują, że większość z „klasycznych” fizjologicznych efektów działania Ang II (regulacja ciśnienia tętniczego krwi i czynności serca oraz kontrola gospodarki wodnoelektrolitowej) odbywa się za pośrednictwem AT1R [2]. AT1R ze względu na swoją dobrze opisaną zdolność do stymulowania proliferacji komórkowej, oraz właściwości wazokonstryktywne, pro-zapalne, pro-apoptotyczne i oksydacyjne, został zaproponowany również jako główny mediator niekorzystnych efektów działania Ang II w warunkach patologicznych związanych z miażdżycą naczyń tętniczych, przerostem lewej komory serca, nefropatią, retinopatią i innymi chorobami [1, 3]. W zgodzie z danymi pochodzącymi z prac eksperymentalnych, M. Stasiołek i A. Lewiński 247 farmakologiczna modulacja aktywności Ang II za pomocą inhibitorów ACE (ang. ACE-inhibitors, ACE-I) lub antagonistów AT1R (ang. Angiotensin Receptor Blocker, ARB) okazała się bardzo skutecznym środkiem terapii w poważnych schorzeniach, takich jak nadciśnienie tętnicze, choroba niedokrwienna serca, niewydolność serca i nerek [4]. W odróżnieniu od AT1R, drugi z podstawowych receptorów Ang II – AT2R ulega wysokiej ekspresji w tkankach płodowych, podczas gdy jego ekspresja w dorosłym organizmie osiąga znacznie niższy poziom [5]. Jednakże wykazano, iż gęstość ekspresji AT2R wzrasta w przebiegu licznych procesów patologicznych, a aktywacja tego receptora wywiera przeciwne do AT1R działanie anty-proliferacyjne, wazorelaksacyjne, anty-oksydacyjne, przeciwzapalne i anty-apoptotyczne, bez istotnego wpływu na regulację ciśnienia tętniczego [6]. Przeciwstawna funkcja AT1R i AT2R została potwierdzona również poprzez charakteryzację zwierząt laboratoryjnych pozbawionych w wyniku manipulacji genetycznej ekspresji odpowiednich receptorów [7, 8]. Zrozumienie funkcji regulacyjnej RAS zostało w ostatnich latach znacznie skomplikowane poprzez odkrycie alternatywnych szlaków enzymatycznych i nowych metabolitów angiotensyny ze specyficznymi właściwościami biologicznymi, jak również nowych składników RAS pełniących funkcję receptorową. Niedawno opisany enzym homologiczny do ACE – ACE2 [9] może metabolizować Ang I do nonapetydu Ang (1-9), ale jego główną aktywnością jest bardzo wydajna przemiana enzymatyczna cząsteczki Ang II prowadząca do powstawania cząsteczki Ang (1-7) [10]. Wykazano, że Ang-(1-7) wiąże się ze specyficznym dla siebie receptorem - nazywanym Mas i wywiera efekty przeciwne do zależnych od aktywacji osi ACE - Ang II - AT1R [11]. Kolejny szlak metaboliczny - związany z aminopeptydazą A i aminopeptydazą N przekształca Ang I do Ang (2-8) a następnie do Ang (3-8), cząsteczek określanych odpowiednio jako Ang III i Ang IV [12]. Ostatni z tych krótkich peptydów angiotensyny posiada zdolność interakcji z AT1R i AT2R, ale wykazuje również wysokie powinowactwo wiązania do nowego receptora angiotensyny typu 4 (AT4R), który został ostatnio zidentyfikowany jako regulowana insuliną aminopeptydaza (ang. insulin-regulated aminopeptidase, 248 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu IRAP) [13, 14]. Rosnące spektrum aktywnych biologicznie składowych RAS obejmuje również receptor reniny i proreniny (ang. (pro)renin receptor, PRR) – molekułę błonową, która po związaniu reniny lub proreniny nie tylko zwiększa aktywność katalityczną enzymu, ale również inicjuje kaskadę przekaźnictwa wewnątrzkomórkowego [15]. Konstytutywna nadekspresja ludzkiego PRR w modelu zwierzęcym wiązała się z patologią nerek i mięśnia sercowego w mechanizmie niezależnym od działania Ang II [16, 17]. Sugeruje się, że również związana z błoną komórkową ACE inicjuje przekaźnictwo wewnątrzkomórkowe po związaniu specyficznych dla siebie inhibitorów [18]. Poza rosnącą złożonością struktury RAS, dane badawcze uzyskane w ciągu ostatnich dekad świadczą o bardzo szerokim rozpowszechnieniu ekspresji poszczególnych składników RAS w organizmie [19, 20]. Wzorzec ten wykracza znacznie poza klasyczny schemat układu hormonalnego. Na podstawie tych obserwacji zaproponowano istnienie „tkankowych” czy też „lokalnych” układów RAS, początkowo w układzie krążenia i ośrodkowym układzie nerwowym [21, 22], a następnie w wielu innych tkankach i narządach włączając w to: serce, skórę, układ trawienny, organy rozrodcze, tkankę tłuszczową, narządy zmysłów, a także układ odpornościowy [1]. Właściwości funkcjonalne takich lokalnych układów RAS zależą w dużej mierze od wzorca i nasilenia ekspresji składników receptorowych i enzymatycznych oraz aktywnych metabolitów RAS w poszczególnych tkankach. Lokalny układ RAS w ośrodkowym układzie nerwowym Zaangażowanie hormonalnego układu RAS oraz jego głównego mediatora Ang II w regulację ciśnienia tętniczego oraz gospodarki wodno-elektrolitowej stało się podłożem badań nad rolą składników RAS w ośrodkowej kontroli funkcji układu sercowo-naczyniowego [23, 24]. Badania te, prowadzone zarówno na zróżnicowanych modelach zwierzęcych jak i na ludzkich tkankach, doprowadziły do charakteryzacji lokalnego układu RAS w OUN oraz do przybliżenia mechanizmów jego udziału w fizjologii i procesach patologicznych M. Stasiołek i A. Lewiński 249 układu krążenia i innych narządów [25]. Ekspresja obu podstawowych typów receptora Ang II – AT1R i AT2R jak również receptora AT4R została dobrze udokumentowana na komórkach nerwowych w wielu regionach OUN zwierząt doświadczalnych i człowieka. Co istotne, poszczególne obszary mózgu takie jak kora czy też wybrane jądra wzgórza charakteryzują się specyficznym wzorcem ekspresji tych receptorów, a wzorzec ten ulega modyfikacji w odpowiedzi na różnego rodzaju bodźce patologiczne [25]. Również specyficzny dla Ang (1-7) receptor Mas ulega ekspresji neuronalnej w licznych regionach OUN obejmujących m.in. korę mózgu, wzgórze, ciało migdałowate i obszary pnia mózgu związane z regulacją krążenia [26]. Pomimo potencjalnie ogólnoustrojowego znaczenia aktywności neuronalnego układu RAS, również ekspresja receptorów angiotensyny na komórkach glejowych [27, 28] może spełniać bardzo istotną rolę w procesach regulacyjnych OUN na poziomie lokalnym [29]. Poza obecnością składników receptorowych, idea w pełni funkcjonalnego lokalnego układu RAS, jest warunkowana możliwością niezależnej miejscowej syntezy aktywnych mediatorów tego systemu. Jest to warunek istotny zwłaszcza w przypadku OUN, gdzie obecność bariery krew-mózg w znacznym stopniu ogranicza dostępność obwodowych produktów przemiany angiotensynogenu [30]. Należy jednak pamiętać, iż w zlokalizowanych w bezpośrednim sąsiedztwie trzeciej i czwartej komory mózgu tzw. narządach okołokomorowych (ang. circumventricular organs), do których zaliczane są m.in.: część nerwowa przysadki, narząd naczyniowy blaszki końcowej, szyszynka, pole najdalsze oraz narząd podsklepieniowy i podspoidłowy, bariera krew-mózg w jej ścisłym rozumieniu nie występuje [31]. Wymienione obszary OUN są potencjalnym miejscem „nakładania się” aktywności ogólnoustrojowego - hormonalnego układu RAS na efekty regulacyjne związane z auto- i para-krynnym działaniem produkowanych miejscowo mediatorów. Synteza głównego substratu wszystkich łańcuchów enzymatycznych związanych z RAS – angiotensynogenu została stwierdzona w OUN zarówno w przypadku komórek glejowych, jak i neuronów [32, 33]. W badaniach 250 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu doświadczalnych wykazano, iż miejscowa produkcja angiotensynogenu ma znaczenie w regulacji gospodarki wodno-elektrolitowej i ciśnienia tętniczego częściowo w mechanizmie związanym z modulacją wydzielania wazopresyny [34], który to efekt z kolei może być wynikiem zmiany ekspresji receptorów Ang II (AT1R i AT2R) w OUN zarówno w narządach okołokomorowych, jak i w ośrodkach znajdujących się w chronionej barierą krew-mózg wewnętrznej strefie OUN [35]. Istnieją również dane pozwalające sądzić, że OUN jest miejscem lokalnej produkcji reniny. Obok reniny uwalnianej do krwi obwodowej i przestrzeni zewnątrzkomórkowej, w mózgu człowieka zidentyfikowano izoformę reniny, która – ze względu na różnice w procesie transkrypcji – nie posiada cząsteczki sygnałowej oraz części tzw. prosegmentu. Zmiany te powodują odpowiednio: zablokowanie sekrecji i wyłącznie wewnątrzkomórkową lokalizację cząsteczki oraz jej konstytutywną aktywność enzymatyczną, nie wymagającą wcześniejszej obróbki propeptydu [36]. Badania na modyfikowanych genetycznie zwierzętach pozbawionych ekspresji uwalnianej zewnątrzkomórkowo reniny wykazały, że ta podstawowa forma reniny jest niezbędna do rozwoju i podtrzymywania funkcji nerek oraz do regulacji ciśnienia tętniczego [37]. Co ciekawe, opublikowane ostatnio wyniki badań nad zwierzętami pozbawionymi ekspresji uwalnianej zewnątrzkomórkowo reniny specyficznie w neuronach i komórkach glejowych, wykazały, iż tego typu modyfikacja genetyczna nie ma wpływu na funkcję układu sercowo-naczyniowego, gospodarkę wodno-elektrolitową, regulację łaknienia oraz procesy metaboliczne [38]. Dane te mogą świadczyć o zaangażowaniu reniny w inne procesy regulowane przez lokalny układ RAS w mózgu lub też przemawiać za dominująca rolą wewnątrzkomórkowej izoformy tego enzymu. Współwystępowanie reniny i jej substratu – angiotensynogenu na poziomie komórkowym wykazano m.in. w przypadku części gruczołowej przysadki [39], czy też obszarów mózgu zaangażowanych w regulację ciśnienia tętniczego, takich jak: ciało migdałowate, dogłowowy brzuszno-boczny obszar rdzenia kręgowego (ang. rostral ventrolateral medulla, RVML), twór siatkowaty [40]. M. Stasiołek i A. Lewiński 251 Wysoki poziom ekspresji mRNA dla niedawno opisanego receptora reniny - PRR stwierdzono obok nerek, wątroby i trzustki także w licznych obszarach ludzkiego mózgu [41]. Ekspresję białka PPR potwierdzono zarówno na komórkach pochodzenia glejowego jak i na neuronach [42, 43]. Na podstawie badań immunohistochemicznych wskazujących na obecność PRR w przednim płacie przysadki a także w jądrze nadwzrokowym i okołokomorowym podwzgórza, gdzie PRR występował wspólnie z wazopresyną i oksytocyną [44], sugerowano, że PRR może brać udział w regulacji gospodarki wodnoelektrolitowej i funkcji układu krążenia. Sugestie te znalazły odzwierciedlenie w badaniach doświadczalnych na zwierzętach [45]. Niedawno, znaczenie PRR w patogenezie chorób naczyniowych u ludzi zostało potwierdzone poprzez wykazanie pozytywnej korelacji jednego z polimorfizmów genu tego receptora z lakunarnym udarem mózgu oraz przerostem lewej komory serca w populacji japońskich kobiet [46]. Badania mechanizmów molekularnych związanych z PRR wykazały, że ligacja tego receptora w komórkach nerwowych wiąże się z aktywacją dróg przekaźnictwa zależnych od izoform kinazy proteinowej aktywowanej mitogenem (ang. mitogen-activated protein kinase, MAPK) ERK1 i ERK2 [43]. Bardzo ważnym jest fakt, iż mutacja genu PRR, związana z zaburzeniami aktywacji właśnie tych szlaków przekaźnictwa wewnątrzkomórkowego, została stwierdzona u pacjentów ze związanym z chromosomem X upośledzeniem umysłowym i padaczką, co implikuje znaczenie PRR w rozwoju mózgu oraz w procesach kognitywnych [47]. Zgodnie z powyższym, rola PRR w procesie różnicowania komórek neuronalnych została potwierdzona w doświadczeniach in vitro z użyciem linii szczurzych komórek neuroendokrynnych wykazujących ekspresję zmutowanego genu PRR [48]. Przyjmuje się, iż istotną rolę w funkcjonowaniu układu RAS w OUN mogą odgrywać również alternatywne w stosunku do reniny szlaki przemiany angiotensynogenu [25, 49]. Interesujące dane przyniosły badania nad funkcją w OUN jednej z proteaz serynowych – toniny. Enzym ten posiada zdolność produkcji Ang II bezpośrednio z angiotensynogenu jak również z produktów jego przemiany takich jak Ang I czy tetradekapeptyd Ang (1-14) [50, 51]. 252 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Obecność toniny została wykazana w licznych obszarach mózgu zwierząt laboratoryjnych, jednakże z wyraźnymi różnicami nasilenia w specyficznych regionach, osiągając najwyższy poziom aktywności enzymatycznej w archicerbellum, pośredni m.in. w przysadce mózgowej i wzgórzu, a najniższy w hippokampie [52]. Badania czynnościowe sugerują zaangażowanie toniny w regulację funkcji układu sercowo-naczyniowego oraz gospodarki wodnoelektrolitowej w mechanizmie zależnym od produkcji Ang II [53, 54]. Alternatywnym dla reniny elementem enzymatycznym zaangażowanym w szlaki przemiany angiotensynogenu w centralnym i obwodowym układzie nerwowym mogą być również proteazy o aktywności zbliżonej do katepsyny D [55-57] lub katepsyna G [58], aczkolwiek brak jest wystarczających danych na temat znaczenia funkcjonalnego tych enzymów in vivo. Obecność kolejnych istotnych składników enzymatycznych układu RAS ACE oraz ACE2 została także potwierdzona w różnych strukturach OUN. W badaniach przeprowadzonych na zwierzętach oraz u ludzi wykazano, iż ACE w OUN preferencyjnie ulega ekspresji na neuronach i komórkach śródbłonka naczyń [59, 60]. Wysoką ekspresję tego enzymu stwierdzano m.in. w specyficznych regionach narządów okołokomorowych oraz jąder podstawy, w tym w istocie czarnej [60-63]. Również w przypadku ACE2 wydaje się, iż enzym ten jest produkowany w OUN głównie przez elementy komórkowe ściany naczyń mózgowych oraz neurony, chociaż badania in vitro wykazują również jego obecność w komórkach glejowych [64, 65]. Ekspresję i aktywność ACE2 stwierdzano w rozmaitych obszarach OUN, m.in. w korze, jądrach podstawy i regionach mózgu odpowiedzialnych za regulację krążenia [65-67]. Istnieje wiele danych na to, że Ang II poza pełnieniem roli ligandu dla specyficznych receptorów, podlega w OUN dalszym przemianom, zależnym m.in. od aminopeptydazy A i aminopeptydazy N, prowadzącym odpowiednio do powstawania neuroaktywnych peptydów Ang III i Ang IV [12]. Podobnie jak w wypadku „klasycznych” składników enzymatycznych RAS, ekspresję i aktywność wspomnianych aminopeptydaz stwierdzono w rozmaitych regionach mózgu zwierząt doświadczalnych i ludzi, także i w tym wypadku - M. Stasiołek i A. Lewiński 253 zwłaszcza w regionach odpowiedzialnych za regulację układu sercowonaczyniowego [68-70]. Pozostaje to w zgodzie z postulowaną rolą Ang III i IV w kontroli ciśnienia tętniczego poprzez interakcję z AT1R [71]. Istotnym jest jednak fakt, iż znaczny poziom ekspresji aminopeptydazy N stwierdzono również w regionach mózgu związanych z czynnościami poznawczymi oraz w jądrach podstawy [70], co koreluje z dystrybucją receptora AT4R oraz z wynikami badań doświadczalnych świadczących o zaangażowaniu Ang IV w procesy pamięci i uczenia się oraz w regulacji przekaźnictwa dopaminergicznego [14, 72]. Rola lokalnego układu RAS w OUN w regulacji układu krążenia Przedstawiona powyżej w dużym uproszczeniu złożona struktura układu RAS oraz skomplikowana funkcja poszczególnych składników tego systemu w OUN wymaga dalszych intensywnych badań w wielu obszarach. Zgromadzone do tej pory dane pozwalają jednak na formułowanie pewnych uogólnień dotyczących roli RAS w centralnej regulacji układu sercowonaczyniowego. Na podstawie dotychczasowych obserwacji przyjmuje się, iż Ang II poprzez wiązanie receptorów AT1R zlokalizowanych w obszarach mózgu zaangażowanych w regulację krążenia (m.in. RVLM) [73] powoduje wzrost ciśnienia tętniczego związany z kilkoma mechanizmami fizjologicznymi obejmującymi: (i) modulację aktywności unerwienia współczulnego serca i nerek; (ii) zmianę czułości baroreceptorów serca i dużych naczyń; (iii) wzrost wydzielania wazopresyny; (iv) wpływ na poczucie pragnienia [67, 74]. Rosnąca liczba prac wskazuje na to, że wspomniane efekty aktywności osi ACE – Ang II - AT1R mogą być w OUN w pewnym stopniu równoważone wiązaniem Ang II z receptorem AT2R, jak również aktywnością alternatywnego szlaku metabolizmu angiotensynogenu związanego z ACE2 i jego głównego produktu – Ang (1-7). Uważa się, że Ang (1-7) wywiera przeciwne do Ang II działanie 254 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu na układ krążenia, m. in. poprzez odmienny wpływ na odruch z baroreceptorów i wydzielanie neuroprzekaźników we włóknach współczulnych [75-77]. Znaczenie lokalnego układu RAS w OUN w procesach poznawczych Kolejnym intensywnie badanym aspektem aktywności lokalnego układu RAS w OUN jest jego rola w patologii demencji. Uważa się, że poprzez zaangażowanie w kontrolę mózgowego przepływu krwi, a także lokalnych procesów oksydacyjnych i przebiegu miejscowej reakcji zapalnej, układ RAS może mieć bardzo istotne znaczenie w rozwoju i przebiegu różnego rodzaju zaburzeń poznawczych [78]. Wykazanie, iż polimorfizmy ludzkiego genu ACE mogą wiązać się z różnicami w aktywności katalitycznej tego enzymu [79], wywołało znaczne zainteresowanie potencjalnym zaangażowaniem zmienności genetycznej składników RAS w etiopatogenezę chorób naczyniowych [80], a w dalszej kolejności również otępienia, zwłaszcza w przebiegu choroby Alzheimera (ang. Alzheimer’s Disease, AD). Najwięcej uwagi poświęcono polimorfizmowi intronu 16 znajdującego się na chromosomie 17 genu ACE. Polimorfizm ten, polegający na insercji bądź delecji 287 par zasad repetytywnej sekwencji Alu (odpowiednio allel „I” lub „D” polimorfizmu indel ACE), został skorelowany z aktywnością ACE, zarówno wewnątrzkomórkową jak i mierzoną w surowicy krwi obwodowej. Najwyższa aktywność ACE opisywana jest u osobników będących homozygotami allelu D (genotyp D/D), pośrednia charakterystyczna jest dla heterozygot, a najniższe wartości stwierdza się w przypadku homozygot I/I [79]. Początkowe badania przeprowadzone w populacjach europejskich, północno-amerykańskich i azjatyckich wykazały zwiększoną częstość występowania allelu „I” u chorych z AD w porównaniu z populacją ogólną [81-84]. Jednakże, w przebiegu dalszych analiz genetycznych w poszczególnych grupach pacjentów z AD stwierdzano obok dominacji allelu „I” [85, 86] również podwyższoną częstość występowania allelu „D” [84, 87, 88], a także zupełny brak związku AD z polimorfizmem indel M. Stasiołek i A. Lewiński 255 ACE [89-92]. Także i badania prospektywne oceniające ryzyko zachorowania na AD przyniosły przeciwstawne rezultaty. Sleegers i współpracownicy w trakcie około sześcioletniej obserwacji stwierdzili zwiększone ryzyko zachorowania na AD u kobiet będących homozygotami I/I polimorfizmu indel ACE. Co ciekawe, w badaniu tym obserwowano również zmniejszenie objętości struktur mózgu zaangażowanych w procesy pamięciowe (hippokampa i ciała migdałowatego) u homozygot I/I, nie wykazujących prezentacji klinicznej AD [93]. W przeciwieństwie do tego, wyniki dziesięcioletniej obserwacji około 900 uczestników MRC Cognitive Function and Ageing Study nie wykazały wpływu polimorfizmu indel ACE na stopień ryzyka rozwoju demencji [94]. Istotnym jest fakt, iż zaburzona dystrybucja alleli polimorfizmu indel ACE wykazywała w niektórych z badań wyraźną korelację z obecnością poszczególnych alleli genu APOE, uważanego za podstawowy genetyczny czynnik ryzyka AD [95], co podkreśla możliwość występowania złożonych interakcji pomiędzy poszczególnymi czynnikami genetycznymi i może częściowo tłumaczyć przeciwstawne wyniki poszczególnych badań. Analogiczne do wspomnianych powyżej badania genotypu pacjentów z demencją naczyniową nie wykazały wyraźnego związku z zaburzeniami dystrybucji polimorfizmu indel ACE [96, 97]. Natomiast analiza zaburzeń funkcji poznawczych związanych z fizjologicznym procesem starzenia oraz u pacjentów z tzw. łagodnymi zaburzeniami poznawczymi sugeruje związek allelu „D” z nieprawidłowościami specyficznych funkcji kognitywnych [98-100] oraz w niektórych przypadkach z nasileniem towarzyszących objawom klinicznym zmian struktury mózgowia [101]. Jednakże, podobnie jak w przypadku chorych z AD, zależności te nie były stwierdzane we wszystkich badanych populacjach [102, 103]. Zaangażowanie w patogenezę demencji sugerowano również w badaniach nad innymi niż indel polimorfizmami ACE [104, 105] oraz polimorfizmami genów kodujących angiotensynogen i reninę [106, 107]. W piśmiennictwie brak jest wystarczających danych na temat korelacji polimorfizmów genów kodujących składniki RAS z nasileniem zmian 256 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu neurodegeneracyjnych w OUN chorych z AD [108, 109]. Badania neuropatologiczne wykazały jednak u pacjentów z AD zwiększoną aktywność i immunoreaktywność ACE w wybranych obszarach mózgowia, m.in. w czołowej i ciemieniowej korze mózgowej, hipokampie oraz jądrach podkorowych [60, 63, 109-111]. Enzym ten był zlokalizowany przede wszystkim w neuronach i ścianach naczyń krwionośnych, a poziom jego ekspresji korelował pozytywnie z nasileniem angiopatii amyloidowej [60, 109]. Badania immunohistochemiczne kory mózgu pacjentów z AD sugerują również wzmożoną ekspresję innych składników RAS takich jak Ang II, AT1R i AT2R [111, 112]. Wzmożoną ekspresję ACE obserwowano również w mózgach zwierząt laboratoryjnych w szczurzym modelu AD wywoływanym poprzez stereotaktyczne wstrzyknięcie białka beta-amyloidu (Aβ)1-42 do hippokampa [113]. Zastosowanie w tym modelu AD substancji z grupy ACE-I – perindoprilu poprawiało istotnie procesy uczenia się i pamięci. Na poziomie histopatologicznym u leczonych ACE-I zwierząt stwierdzono istotne obniżenie aktywności ACE w mózgu z towarzyszącą redukcją akumulacji amyloidu [113]. Obserwacje te pozostają w opozycji z doniesieniami na temat roli ACE w przemianach białka Aβ. W eksperymentach in vitro stwierdzono, że neurony zwiększają ekspresję ACE w odpowiedzi na stymulację Aβ [109]. Wykazano także, iż ACE działa hamująco na agregację Aβ, spowalnia powstawanie fibryli amyloidowych oraz zmniejsza cytotoksyczność Aβ [114] w mechanizmie zależnym preferencyjnie od aktywności N-końcowej domeny katalitycznej enzymu i związanej z nią enzymatycznej degradacji cząsteczki Aβ [114-118]. Wszystkie z przedstawionych efektów ACE były hamowane przez ACE-I, co prowadziło do agregacji i akumulacji amyloidu po zastosowaniu tych leków w warunkach in vitro [114, 115]. W przeciwieństwie do wyników uzyskanych in vitro większość z badań przeprowadzonych na modelach zwierzęcych AD, podobnie jak wspomniana powyżej praca Hou i współpracowników [113], nie wykazała wzrostu akumulacji amyloidu w związku ze zmniejszoną lokalną aktywnością ACE w OUN. Eksperymenty przeprowadzone na zwierzętach laboratoryjnych pozbawionych ekspresji ACE w mózgu nie wykazały wpływu M. Stasiołek i A. Lewiński 257 tej modyfikacji genetycznej na poziom Aβ [119]. Podobnie zastosowanie ACE-I u zwierząt z konstytutywną ekspresją ludzkiego Aβ nie wywoływało wzrostu akumulacji ani rozpuszczalnych ani nierozpuszczalnych postaci amyloidu [119, 120], co sugeruje funkcjonowanie w lokalnym środowisku OUN niezależnych od ACE układów enzymatycznych o dominującej roli w metabolizmie białka Aβ, związanych np. z neprelizyną czy też konwertazą endoteliny [119]. W przeprowadzonej niedawno analizie preparatów autopsyjnych mózgów pacjentów z zespołem Down’a nie potwierdzono korelacji pomiędzy aktywnością ACE a stopniem akumulacji złogów amyloidu, co pozostaje w sprzeczności z sugerowanym przez doświadczenia in vitro wzrostem ekspresji i aktywności neuronalnej ACE w odpowiedzi na białko Aβ [109, 121]. Co ciekawe, zgodnie z wynikami badań na zwierzętach, także i u pacjentów z zespołem Down’a nagromadzenie Aβ w OUN korelowało pozytywnie z aktywnością neprylizyny [121]. Podczas gdy obserwowany w badaniach in vitro bezpośredni wpływ mózgowej ACE oraz stymulacji receptorów angiotensyny [122] na przemiany i agregację Aβ wydają się mieć wątpliwe znaczenie in vivo [123-127], badania na modelach zwierzęcych z zastosowaniem ACE-I oraz ARB sugerują zaangażowanie kaskady ACE - Ang II - AT1R w etiopatogenezę zaburzeń poznawczych poprzez wpływ na: (i) parametry mózgowego przepływu krwi [124, 128]; (ii) reakcje zapalne [124, 126, 129]; (iii) procesy oksydacyjne [124, 125, 127, 128]; (iv) pobudzenie mikrogleju i astrocytów [125, 129]; (v) wydzielanie czynników troficznych istotnych dla oligodendrogleju [129]; (vi) funkcje bariery krew-mózg [130]; oraz (vii) regulację produkcji acetylocholiny [131]. Istotnym jest fakt, iż w powyższych badaniach, zarówno efekt kliniczny jak i wpływ na parametry komórkowe, biochemiczne i molekularne po zastosowaniu preparatów z grupy ACE-I lub ARB, związane były ze zdolnością penetracji podawanych substancji do OUN zwierząt doświadczalnych i nie były uzależnione od działania hipotensyjnego tych farmaceutyków [125, 127, 129-132]. Obserwacje te sugerują, iż lokalny układ RAS w OUN pełni w etiopatogenezie zaburzeń poznawczych rolę dominującą i niezależną w stosunku do układu RAS hormonalnego. W pełnym 258 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu zrozumieniu mechanizmów działania leków modyfikujących funkcję układu RAS w OUN należy jednak uwzględnić ich interakcje z innymi układami regulacyjnymi. Ma to znaczenie zwłaszcza w przypadku substancji z grupy ARB, takich jak telmisartan, który wykazuje wysoką zdolność do aktywacji receptora z rodziny receptorów aktywowanych przez proliferatory peroksysomów (ang. peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR) typu gamma (PPAR-γ). Uważa się, że w przypadku ARB o takiej charakterystyce, ich efekt na funkcje poznawcze jest przynajmniej częściowo uwarunkowany interakcją z receptorem PPAR-γ [133] i wywoływanym w ten sposób oddziaływaniem m.in. na procesy oksydacyjne i zapalne, aktywność komórek glejowych [129] oraz mózgowy przepływ krwi [124]. W odróżnieniu od dość dobrze udokumentowanej roli receptora AT1R, znaczenie AT2R w zaburzeniach poznawczych pozostaje obiektem sprzecznych doniesień. W zależności od zastosowanego modelu doświadczalnego stwierdzano zarówno pozytywny [134, 135] jak i negatywny [136] wpływ aktywacji AT2R na różnego rodzaju funkcje poznawcze u zwierząt doświadczalnych, co może z jednej strony przemawiać za funkcją tego receptora jako uzupełniającego modulatora efektu wywoływanego przez inne receptory układu RAS, z drugiej natomiast strony może świadczyć o istnieniu odmiennych mechanizmów patologicznych w poszczególnych modelach doświadczalnych demencji. Olbrzymi wpływ na procesy poznawcze wydają się również wywierać składniki układu RAS spoza klasycznej osi ACE - Ang II - AT1R/AT2R. Powstający w wyniku metabolizmu Ang II heksapeptyd Ang IV, oprócz roli w centralnej regulacji układu krążenia, stanowi jeden z istotnych elementów procesu uczenia się i pamięci [137]. Wykazano, iż podawanie Ang IV lub jej analogów wpływa korzystnie na przebieg różnego rodzaju zwierzęcych modeli zaburzeń poznawczych [138-140]. Jak to już wspomniano powyżej, specyficzny dla Ang IV receptor został zidentyfikowany jako aminopeptydaza IRAP. Z uwagi na to, iż enzym ten - tożsamy z oksytocynazą - bierze udział w metabolizmie wazopresyny i oksytocyny, uważa się, że zahamowanie jego M. Stasiołek i A. Lewiński 259 aktywności katalitycznej w wyniku wiązania Ang IV może zwiększać dostępność tych neuroprzekaźników w OUN i tym samym wpływać na procesy poznawcze [13, 141, 142]. Postuluje się także wzajemne, specyficzne dla konkretnych regionów mózgu, interakcje przekaźnictwa Ang IV z różnymi podtypami receptorów dopaminergicznych jako mechanizm regulacji specyficznych funkcji kognitywnych [143, 144]. Badania nad analogami Ang IV pozbawionymi zdolności wiązania z innymi receptorami angiotensynowymi sugerują również, iż przynajmniej część ze swojej aktywności w zakresie funkcji poznawczych Ang IV wywiera poprzez interakcję z receptorem AT1R [145]. Ze względu na potencjalne zastosowania terapeutyczne, trwają obecnie prace nad analogami Ang IV o bardziej jednolitym i wybiórczym od cząsteczki macierzystej mechanizmie działania [146-148]. Należy również wspomnieć, że istnieją dane na zaangażowanie w procesach pamięciowych związanego z ACE2 alternatywnego szlaku przemiany angiotensynogenu. W badaniach eksperymentalnych stwierdzono, iż Ang (1-7) poprzez wiązanie specyficznego dla siebie receptora Mas moduluje zjawisko długotrwałego wzmocnienia synaptycznego w mechanizmie związanym najprawdopodobniej z regulacją aktywności poszczególnych izoform syntazy tlenku azotu [149, 150]. Na przeciwległym biegunie w stosunku do doniesień na temat znaczenia wybiórczej modulacji poszczególnych elementów lokalnego RAS w zaburzeniach poznawczych znajduje się ostatnio opublikowana praca Dong i współpracowników [151]. Autorzy wykazali, że ingerencja w początkowe etapy łańcucha przemian układu RAS za pomocą bezpośredniego inhibitora aktywności reniny, powodowała poprawę funkcji poznawczych u zwierząt z przewlekłym niedokrwieniem mózgu, a efekt kliniczny, podobnie jak w przypadku leków z grupy ACE-I czy ARB, związany był z hamowaniem procesów oksydacyjnych oraz aktywacji komórek glejowych [151]. Wpływ substancji farmakologicznych modulujących aktywność RAS (ACE-I i ARB) na zaburzenia poznawcze u ludzi oceniany był w licznych populacjach pacjentów - w większości przyjmujących powyższe leki w ramach 260 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu terapii nadciśnienia tętniczego i innych chorób naczyniowych [152]. Wyniki części z powyższych badań sugerują protekcyjny wpływ stosowania ACE-I na spadek czynności poznawczych i/lub ryzyko wystąpienia demencji [153, 154]. Podobnie jak w eksperymentach laboratoryjnych, również i w badanych populacjach pacjentów zaobserwowano, iż pozytywny efekt kognitywny związany był przede wszystkim z lekami penetrującymi do OUN, takimi jak captopril czy perindopril [155, 156]. Niestety nie wszystkie badania kliniczne korelują przyjmowanie ACE-I z pozytywnym wpływem na funkcje poznawcze i rozwój otępienia [157-160]. Analogiczny brak spójności wyników dotyczy badań klinicznych nad efektem kognitywnym leków z grupy ARB [161-164]. Jednakże na podstawie analiz porównawczych dwóch opisywanych grup terapeutycznych wydaje się, że efekt wywierany na funkcje poznawcze przez ARBs może przewyższać efekt związany ze stosowaniem ACE-I [165-167]. Podsumowując, wiarygodna ocena wpływu farmakologicznej modulacji RAS na funkcje poznawcze wymaga kolejnych badań klinicznych obejmujących długoletnią obserwację jednolitych grup pacjentów i oceniających szeroki zakres parametrów. Ze względu na coraz większą ilość danych wskazujących związek przewlekłego nadciśnienia i zmian naczyniowych OUN z rozwojem zmian kognitywnych w różnych typach demencji, w tym również w chorobie Alzheimera [168], konieczne jest również dokładne różnicowanie uzyskiwanych wyników z niespecyficznym efektem obniżenia ciśnienia tętniczego. Lokalny układ RAS jako mediator aktywności hormonów tarczycy Układ RAS nie jest jedynym ogólnoustrojowym systemem regulacyjnym, którego aktywność wiązana jest z kontrolą czynności poznawczych. Hormony tarczycy (ang. thyroid hormones, TH) warunkują prawidłowy rozwój i funkcjonowanie OUN od najwcześniejszych etapów wieku embrionalnego po dorosłość [169-171], a zaburzenia funkcji gruczołu tarczowego uważane są za jedną z najważniejszych hormonalnych przyczyn zarówno odwracalnych M. Stasiołek i A. Lewiński 261 zaburzeń kognitywnych jak i trwałych zmian prowadzących do rozwoju demencji [169, 172-175]. Sugeruje się, że u podstaw działania TH na funkcje poznawcze może leżeć wpływ tych hormonów na produkcję i przemiany metaboliczne amyloidu [176, 177], przebieg stresu oksydacyjnego, neuroprzekaźnictwo cholinergiczne [178], a także regionalny mózgowy przepływ krwi [179]. Podobieństwo mechanizmów komórkowych i molekularnych oddziaływania TH i RAS na funkcje poznawcze rodzi pytanie, czy istnieje współzależność tych dwóch układów regulacyjnych na poziomie lokalnego mikrośrodowiska obszarów OUN? Interakcje TH i lokalnych układów RAS były badane w różnych narządach, ze szczególnym uwzględnieniem serca i układu naczyniowego, zarówno u ludzi jak i z zastosowaniem doświadczalnych modeli zwierzęcych. Już pierwsze badania wykazały jednoznacznie, że stan tyreometaboliczny wpływa na aktywność enzymatycznych składników RAS mierzoną w surowicy krwi pacjentów z różnymi schorzeniami tarczycy [180-182]. Obserwacje te zostały potwierdzone w kolejnych grupach pacjentów. W znacznej większości badań stwierdzono, że aktywność reniny i ACE w surowicy krwi korelują pozytywnie ze stężeniem TH i mogą być modulowane poprzez suplementację TH lub też leczenie przeciwtarczycowe [183-186]. Podobnie wyniki doświadczeń laboratoryjnych z zastosowaniem modeli zwierzęcych, wskazują na regulacyjny wpływ TH na ekspresję i aktywność enzymów układu RAS – reniny, ACE i innych angiotensynaz [187-189], a także na ekspresję angiotensynogenu [190, 191] i receptorów angiotensyny (AT1R and AT2R) [192, 193] zarówno in vivo, jak i in vitro. Co istotne, wpływ TH na składowe RAS został zademonstrowany w różnych tkankach i narządach w tym w sercu, wątrobie, nerce a także w mózgu [194-196]. W niektórych przypadkach wykazano, iż oddziaływanie TH na funkcję układu RAS ma charakter specyficzny narządowo [192, 197], co sugeruje istotne znaczenie opisywanych interakcji w lokalnych systemach regulacyjnych. Zgodnie z powyższym, coraz więcej danych wskazuje na to, że niektóre z patofizjologicznych efektów TH są wywierane poprzez modulację aktywności układu RAS w tkankach docelowych. W eksperymentalnym modelu 262 Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu wywołanego przez TH przerostu serca stwierdzono lokalną nadekspresję składowych RAS w mięśniu sercowym [198]. Co więcej, obserwowany w tym modelu patologiczny efekt TH mógł być zniesiony lub złagodzony poprzez farmakologiczną blokadę ACE i/lub AT1R [198-200]. Szczegółowa analiza związanych z powyższymi obserwacjami mechanizmów molekularnych wykazała, że hipertroficzny wpływ TH na kardiomiocyty był mediowany przez oba podstawowe receptory Ang II - AT1R i AT2R, a efekt ten był zależny od szlaku przekaźnictwa komórkowego związanego z kinazami PI3K/Akt [201, 202]. Ostatnio modulacja ekspresji AT1R i AT2R przez wolne rodniki i metabolity tlenku azotu została zaproponowana jako dodatkowy element kaskady TH – RAS w miokardium [203]. Ścisła interakcja TH i lokalnego układu RAS została również zademonstrowana w zwierzęcym modelu przerostu mięśnia sercowego wywołanego przez Ang II [204], w badaniach nad mięśniówką gładką ścian naczyń krwionośnych [205], jak również w indukowanym nadczynnością tarczycy przeroście nerek [206]. Istotnym jest fakt, że składowe układu RAS mogą również wywierać wielopoziomowe działanie regulacyjne na funkcję TH. Wykazano, że Ang II bierze udział w kontroli ekspresji dejodynazy jodotyroniny w tkankach obwodowych [207], podczas gdy w OUN neurony angiotensynergiczne uczestniczą w regulacji wydzielania TSH [208]. Niestety niewiele więcej wiadomo na temat współoddziaływania TH i RAS lokalnie w strukturach mózgu, a znaczenie tych interakcji w przebiegu procesów poznawczych i etiopatogenezie demencji nie zostało do tej pory poznane. Stanowi to bez wątpienia poważną lukę w wiedzy na temat przyczyn, sposobów diagnozowania i leczenia schorzeń z tej grupy. W tym miejscu należy zaznaczyć, że układ RAS jest istotnym elementem procesów regulacyjnych związanych także z innymi czynnikami hormonalnymi. Na uwagę zasługują m.in. badania prowadzone w łódzkim ośrodku endokrynologicznym, wskazujące na istnienie skomplikowanych zależności pomiędzy aktywnością układu RAS a efektem biologicznym hormonów estrogenowych, zarówno na poziomie centralnym – w podwzgórzu i przysadce, jak i obwodowo – w narządach rodnych [209-213]. M. Stasiołek i A. Lewiński 263 Podsumowanie Układ RAS ze względu na swoje znaczenie fizjologiczne oraz dostępność farmakologicznych modulatorów aktywności jego poszczególnych składników, jest obszarem badawczym stanowiącym potencjalne źródło bardzo istotnych zastosowań zarówno diagnostycznych, jak i leczniczych w wielu jednostkach chorobowych - w tym schorzeniach przewlekłych o niejasnej etiologii i ograniczonych możliwościach terapeutycznych, takich jak AD i inne demencje. Piśmiennictwo 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Paul M, Poyan Mehr A, Kreutz R. Physiology of local renin-angiotensin systems. Physiol Rev. 2006; 86:747-803. Shi L, Mao C, Xu Z, Zhang L. Angiotensin-converting enzymes and drug discovery in cardiovascular diseases. Drug Discov Today. 2010; 15: 332-341. de Gasparo M, Catt KJ, Inagami T, Wright JW, Unger T. International union of pharmacology. XXIII. The angiotensin II receptors. Pharmacol Rev. 2000; 52: 415-472. Hanif K, Bid HK, Konwar R. Reinventing the ACE inhibitors: some old and new implications of ACE inhibition. Hypertens Res. 2010; 33: 11-21. Matsubara H, Sugaya T, Murasawa S, Nozawa Y, Mori Y, Masaki H i wsp. Tissue-specific expression of human angiotensin II AT1 and AT2 receptors and cellular localization of subtype mRNAs in adult human renal cortex using in situ hybridization. Nephron. 1998; 80: 25-34. Steckelings UM, Larhed M, Hallberg A, Widdop RE, Jones ES, Wallinder C i wsp. Non-peptide AT2-receptor agonists. Curr Opin Pharmacol. 2011; 11: 187-192. Benigni A, Corna D, Zoja C, Sonzogni A, Latini R, Salio M i wsp. Disruption of the Ang II type 1 receptor promotes longevity in mice. J Clin Invest. 2009; 119: 524-530. Benndorf RA, Krebs C, Hirsch-Hoffmann B, Schwedhelm E, Cieslar G, SchmidtHaupt R i wsp. Angiotensin II type 2 receptor deficiency aggravates renal injury and reduces survival in chronic kidney disease in mice. Kidney Int. 2009; 75: 1039-1049. 264 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Tipnis SR, Hooper NM, Hyde R, Karran E, Christie G, Turner AJ. A human homolog of angiotensin-converting enzyme. Cloning and functional expression as a captopril-insensitive carboxypeptidase. J Biol Chem. 2000; 275: 33238-33243. Donoghue M, Hsieh F, Baronas E, Godbout K, Gosselin M, Stagliano N i wsp. A novel angiotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1-9. Circ Res. 2000; 87: E1-9. Santos RA, Simoes e Silva AC, Maric C, Silva DM, Machado RP, de Buhr I i wsp. Angiotensin-(1-7) is an endogenous ligand for the G protein-coupled receptor Mas. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003; 100: 8258-8263. Wright JW, Harding JW. Important role for angiotensin III and IV in the brain renin-angiotensin system. Brain Res Brain Res Rev. 1997; 25: 96-124. Albiston AL, McDowall SG, Matsacos D, Sim P, Clune E, Mustafa T i wsp. Evidence that the angiotensin IV (AT(4)) receptor is the enzyme insulin-regulated aminopeptidase. J Biol Chem. 2001; 276: 48623-48626. Stragier B, De Bundel D, Sarre S, Smolders I, Vauquelin G, Dupont A i wsp. Involvement of insulin-regulated aminopeptidase in the effects of the reninangiotensin fragment angiotensin IV: a review. Heart Fail Rev. 2008; 13: 321-337. Nguyen G. Renin and prorenin receptor in hypertension: what's new? Curr Hypertens Rep. 2011; 13: 79-85. Kaneshiro Y, Ichihara A, Sakoda M, Takemitsu T, Nabi AH, Uddin MN i wsp. Slowly progressive, angiotensin II-independent glomerulosclerosis in human (pro)renin receptor-transgenic rats. J Am Soc Nephrol. 2007; 18: 1789-1795. Burcklé CA, Jan Danser AH, Müller DN, Garrelds IM, Gasc JM, Popova E i wsp. Elevated blood pressure and heart rate in human renin receptor transgenic rats. Hypertension. 2006; 47: 552-556. Kohlstedt K, Busse R, Fleming I. Signaling via the angiotensin-converting enzyme enhances the expression of cyclooxygenase-2 in endothelial cells. Hypertension. 2005; 45: 126-132. Allen AM, O'Callaghan EL, Hazelwood L, Germain S, Castrop H, Schnermann J i wsp. Distribution of cells expressing human renin-promoter activity in the brain of a transgenic mouse. Brain Res. 2008; 1243: 78-85. M. Stasiołek i A. Lewiński 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 265 Jouquey S, Mathieu MN, Hamon G, Chevillard C. Effect of chronic treatment with trandolapril or enalapril on brain ACE activity in spontaneously hypertensive rats. Neuropharmacology. 1995; 34: 1689-1692 Ganten D, Hermann K, Unger T, Lang RE. The tissue renin-angiotensin systems: focus on brain angiotensin, adrenal gland and arterial wall. Clin Exp Hypertens A. 1983; 5: 1099-1118. Dzau VJ. Vascular angiotensin pathways: a new therapeutic target. J Cardiovasc Pharmacol. 1987; 10 Suppl 7: S9-16. Bickerton RK, Buckley JP. Evidence for a Central Mechanism in Angiotensin Induced Hypertension. Proc Soc Exp Biol Med. 1961; 106: 834-836 Cuadra AE, Shan Z, Sumners C, Raizada MK. A current view of brain reninangiotensin system: Is the (pro)renin receptor the missing link? Pharmacol Ther. 2010; 125: 27-38. von Bohlen und Halbach O, Albrecht D. The CNS renin-angiotensin system. Cell Tissue Res. 2006; 326: 599-616. Becker LK, Etelvino GM, Walther T, Santos RA, Campagnole-Santos MJ. Immunofluorescence localization of the receptor Mas in cardiovascular-related areas of the rat brain. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007; 293: H1416-1424. Sumners C, Tang W, Zelezna B, Raizada MK. Angiotensin II receptor subtypes are coupled with distinct signal-transduction mechanisms in neurons and astrocytes from rat brain. Proc Natl Acad Sci USA. 1991; 88: 7567-7571. Fogarty DJ, Sánchez-Gómez MV, Matute C. Multiple angiotensin receptor subtypes in normal and tumor astrocytes in vitro. Glia. 2002; 39: 304-313. Danielyan L, Lourhmati A, Verleysdonk S, Kabisch D, Proksch B, Thiess U i wsp. Angiotensin receptor type 1 blockade in astroglia decreases hypoxiainduced cell damage and TNF alpha release. Neurochem Res. 2007; 32: 1489-1498. Harding JW, Sullivan MJ, Hanesworth JM, Cushing LL, Wright JW. Inability of [125I]Sar1, Ile8-angiotensin II to move between the blood and cerebrospinal fluid compartments. J Neurochem. 1988; 50: 554-557. Duvernoy HM, Risold PY. The circumventricular organs: an atlas of comparative anatomy and vascularization. Brain Res Rev. 2007; 56: 119-147. Deschepper CF, Bouhnik J, Ganong WF. Colocalization of angiotensinogen and glial fibrillary acidic protein in astrocytes in rat brain. Brain Res. 1986; 374: 195-198. 266 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Richoux JP, Bouhnik J, Clauser E, Corvol P. The renin-angiotensin system in the rat brain. Immunocytochemical localization of angiotensinogen in glial cells and neurons. Histochemistry. 1988; 89: 323-331. Schinke M, Baltatu O, Böhm M, Peters J, Rascher W, Bricca G i wsp. Blood pressure reduction and diabetes insipidus in transgenic rats deficient in brain angiotensinogen. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96: 3975-3980. Monti J, Schinke M, Böhm M, Ganten D, Bader M, Bricca G. Glial angiotensinogen regulates brain angiotensin II receptors in transgenic rats TGR(ASrAOGEN). Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2001; 280: R233-R240. Sinn PL, Sigmund CD. Identification of three human renin mRNA isoforms from alternative tissue-specific transcriptional initiation. Physiol Genomics. 2000; 3: 25-31. Xu D, Borges GR, Grobe JL, Pelham CJ, Yang B, Sigmund CD. Preservation of intracellular renin expression is insufficient to compensate for genetic loss of secreted renin. Hypertension. 2009; 54: 1240-1247. Xu D, Borges GR, Davis DR, Agassandian K, Sequeira Lopez ML, Gomez RA i wsp. Neuron- or glial-specific ablation of secreted renin does not affect renal renin, baseline arterial pressure, or metabolism. Physiol Genomics. 2011; 43: 286-294. Vila-Porcile E, Corvol P. Angiotensinogen, prorenin, and renin are Co-localized in the secretory granules of all glandular cells of the rat anterior pituitary: an immunoultrastructural study. J Histochem Cytochem. 1998; 46: 301-311. Lavoie JL, Cassell MD, Gross KW, Sigmund CD. Adjacent expression of renin and angiotensinogen in the rostral ventrolateral medulla using a dual-reporter transgenic model. Hypertension. 2004; 43: 1116-1119. Nguyen G, Delarue F, Burcklé C, Bouzhir L, Giller T i wsp. Pivotal role of the renin/prorenin receptor in angiotensin II production and cellular responses to renin. J Clin Invest. 2002; 109: 1417-1427. Juillerat-Jeanneret L, Celerier J, Chapuis Bernasconi C, Nguyen G, Wostl W, Maerki HP i wsp. Renin and angiotensinogen expression and functions in growth and apoptosis of human glioblastoma. Br J Cancer. 2004; 90: 1059-1068. Shan Z, Cuadra AE, Sumners C, Raizada MK. Characterization of a functional (pro)renin receptor in rat brain neurons. Exp Physiol. 2008; 93: 701-708. M. Stasiołek i A. Lewiński 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 267 Takahashi K, Hiraishi K, Hirose T, Kato I, Yamamoto H, Shoji I i wsp. Expression of (pro)renin receptor in the human brain and pituitary, and co-localisation with arginine vasopressin and oxytocin in the hypothalamus. J Neuroendocrinol. 2010; 22: 453-459. Shan Z, Shi P, Cuadra AE, Dong Y, Lamont GJ, Li Q i wsp. Involvement of the brain (pro)renin receptor in cardiovascular homeostasis. Circ Res. 2010; 107: 934-938. Hirose T, Hashimoto M, Totsune K, Metoki H, Hara A, Satoh M i wsp. Association of (pro)renin receptor gene polymorphisms with lacunar infarction and left ventricular hypertrophy in Japanese women: the Ohasama study. Hypertens Res. 2011; 34: 530-535. Ramser J, Abidi FE, Burckle CA, Lenski C, Toriello H, Wen G i wsp. A unique exonic splice enhancer mutation in a family with X-linked mental retardation and epilepsy points to a novel role of the renin receptor. Hum Mol Genet. 2005; 14: 1019-1027. Contrepas A, Walker J, Koulakoff A, Franek KJ, Qadri F, Giaume C, i wsp. A role of the (pro)renin receptor in neuronal cell differentiation. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2009; 297: R250-R257. Baltatu OC, Campos LA, Bader M. Local renin-angiotensin system and the brain--a continuous quest for knowledge. Peptides. 2011; 32: 1083-1086. Grisé C, Boucher R, Thibault G, Genest J. Formation of angiotensin II by tonin from partially purified human angiotensinogen. Can J Biochem. 1981; 59: 250-255. Pesquero JL, Boschcov P, Oliveira MC, Paiva AC. Effect of substrate size on tonin activity. Biochem Biophys Res Commun. 1982; 108: 1441-1446. Lopes ES, Sumitani M, Juliano L, Beraldo WT, Pesquero JL. Distribution of tonin- and kallikrein-like activities in rat brain. Brain Res. 1997; 769: 152-157. Araujo RC, Lima MP, Lomez ES, Bader M, Pesquero JB, Sumitani M i wsp. Tonin expression in the rat brain and tonin-mediated central production of ngiotensin II. Physiol Behav. 2002; 76: 327-333. Cardoso CC, Alenina N, Ferreira AJ, Qadri F, Lima MP, Gross V i wsp. Increased blood pressure and water intake in transgenic mice expressing rat tonin in the brain. Biol Chem. 2010; 391: 435-441. 268 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Hackenthal E, Hackenthal R, Hilgenfeldt U. Purification and partial characterization of rat brain acid proteinase (isorenin). Biochim Biophys Acta. 1978; 522: 561-573. Imboden H, Patil J, Nussberger J, Nicoud F, Hess B, Ahmed N i wsp. Endogenous angiotensinergic system in neurons of rat and human trigeminal ganglia. Regul Pept. 2009; 154: 23-31. Patil J, Schwab A, Nussberger J, Schaffner T, Saavedra JM, Imboden H. Intraneuronal angiotensinergic system in rat and human dorsal root ganglia. Regul Pept. 2010; 162: 90-98. Phillips MI, Speakman EA, Kimura B. Levels of angiotensin and molecular biology of the tissue renin angiotensin systems. Regul Pept. 1993; 43: 1-20. Koshiya K, Kato T, Tanaka R, Kato T. Brain peptidases: their possible neuronal and glial localization. Brain Res. 1984; 324: 261-270. Miners JS, Ashby E, Van Helmond Z, Chalmers KA, Palmer LE, Love S i wsp. Angiotensin-converting enzyme (ACE) levels and activity in Alzheimer's disease, and relationship of perivascular ACE-1 to cerebral amyloid angiopathy. Neuropathol Appl Neurobiol. 2008; 34: 181-193. Mendelsohn FA, Chai SY, Dunbar M. In vitro autoradiographic localization of angiotensin-converting enzyme in rat brain using 125I-labelled MK351A. J Hypertens Suppl. 1984; 2: S41-S44. Strittmatter SM, Lo MM, Javitch JA, Snyder SH. Autoradiographic visualization of angiotensin-converting enzyme in rat brain with [3H]captopril: localization to a striatonigral pathway. Proc Natl Acad Sci USA. 1984; 81: 1599-1603. Arregui A, Perry EK, Rossor M, Tomlinson BE. Angiotensin converting enzyme in Alzheimer's disease increased activity in caudate nucleus and cortical areas. J Neurochem. 1982; 38: 1490-1492. Hamming I, Timens W, Bulthuis ML, Lely AT, Navis GJ, van Goor H. Tissue distribution of ACE2 protein, the functional receptor for SARS coronavirus. A first step in understanding SARS pathogenesis. J Pathol. 2004; 203: 631-637. Doobay MF, Talman LS, Obr TD, Tian X, Davisson RL, Lazartigues E. Differential expression of neuronal ACE2 in transgenic mice with overexpression of the brain renin-angiotensin system. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2007; 292: R373-R381. M. Stasiołek i A. Lewiński 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 269 Harmer D, Gilbert M, Borman R, Clark KL. Quantitative mRNA expression profiling of ACE 2, a novel homologue of angiotensin converting enzyme. FEBS Lett. 2002; 532: 107-110. Xia H, Lazartigues E. Angiotensin-converting enzyme 2: central regulator for cardiovascular function. Curr Hypertens Rep. 2010; 12: 170-175. Felix D, Harding JW. Manipulation of aminopeptidase activities: differential effects on iontophoretically applied angiotensins in rat brain. J Hypertens Suppl. 1986; 4: S398-S401. de Mota N, Iturrioz X, Claperon C, Bodineau L, Fassot C, Roques BP i wsp. Human brain aminopeptidase A: biochemical properties and distribution in brain nuclei. J Neurochem. 2008; 106: 416-428. Noble F, Banisadr G, Jardinaud F, Popovici T, Lai-Kuen R, Chen H i wsp. First discrete autoradiographic distribution of aminopeptidase N in various structures of rat brain and spinal cord using the selective iodinated inhibitor [125I]RB 129. Neuroscience. 2001; 105: 479-488. Cesari M, Rossi GP, Pessina AC. Biological properties of the angiotensin peptides other than angiotensin II: implications for hypertension and cardiovascular diseases. J Hypertens. 2002; 20: 793-799. Stragier B, Sarre S, Vanderheyden P, Vauquelin G, Fournié-Zaluski MC, Ebinger G i wsp. Metabolism of angiotensin II is required for its in vivo effect on dopamine release in the striatum of the rat. J Neurochem. 2004; 90: 1251-1257. Phillips MI, Shen L, Richards EM, Raizada MK. Immunohistochemical mapping of angiotensin AT1 receptors in the brain. Regul Pept. 1993; 44: 95-107. Phillips MI, Sumners C. Angiotensin II in central nervous system physiology. Regul Pept. 1998; 78: 1-11. Campagnole-Santos MJ, Diz DI, Santos RA, Khosla MC, Brosnihan KB, Ferrario CM. Cardiovascular effects of angiotensin-(1-7) injected into the dorsal medulla of rats. Am J Physiol. 1989; 257: H324-H329. Oliveira DR, Santos RA, Santos GF, Khosla M, Campagnole-Santos MJ. Changes in the baroreflex control of heart rate produced by central infusion of selective angiotensin antagonists in hypertensive rats. Hypertension. 1996; 27: 1284-1290. Gironacci MM, Valera MS, Yujnovsky I, Peña C. Angiotensin-(1-7) inhibitory mechanism of norepinephrine release in hypertensive rats. Hypertension. 2004; 44: 783-787. 270 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Inaba S, Iwai M, Furuno M, Tomono Y, Kanno H, Senba I i wsp. Continuous activation of renin-angiotensin system impairs cognitive function in renin/angiotensinogen transgenic mice. Hypertension. 2009; 53: 356-362. Rigat B, Hubert C, Alhenc-Gelas F, Cambien F, Corvol P, Soubrier F. An insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I-converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels. J Clin Invest. 1990; 86: 1343-1346. Zintzaras E, Raman G, Kitsios G, Lau J. Angiotensin-converting enzyme insertion/deletion gene polymorphic variant as a marker of coronary artery disease: a meta-analysis. Arch Intern Med. 2008; 168: 1077-1089. Kehoe PG, Russ C, McIlory S, Williams H, Holmans P, Holmes C i wsp. Variation in DCP1, encoding ACE, is associated with susceptibility to Alzheimer disease. Nat Genet. 1999; 21: 71-72. Alvarez R, Alvarez V, Lahoz CH, Martínez C, Peña J, Sánchez JM i wsp. Angiotensin converting enzyme and endothelial nitric oxide synthase DNA polymorphisms and late onset Alzheimer's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1999; 67: 733-736. Hu J, Miyatake F, Aizu Y, Nakagawa H, Nakamura S, Tamaoka A i wsp. Angiotensin-converting enzyme genotype is associated with Alzheimer disease in the Japanese population. Neurosci Lett. 1999; 277: 65-67. Narain Y, Yip A, Murphy T, Brayne C, Easton D, Evans JG i wsp. The ACE gene and Alzheimer's disease susceptibility. J Med Genet. 2000;37: 695-697. Kölsch H, Jessen F, Freymann N, Kreis M, Hentschel F, Maier W i wsp. ACE I/D polymorphism is a risk factor of Alzheimer's disease but not of vascular dementia. Neurosci Lett. 2005; 377: 37-39. Wang B, Jin F, Yang Z, Lu Z, Kan R, Li S i wsp. The insertion polymorphism in angiotensin-converting enzyme gene associated with the APOE epsilon 4 allele increases the risk of late-onset Alzheimer disease. J Mol Neurosci. 2006; 30: 267-271. Farrer LA, Sherbatich T, Keryanov SA, Korovaitseva GI, Rogaeva EA, Petruk S i wsp. Association between angiotensin-converting enzyme and Alzheimer disease. Arch Neurol. 2000; 57: 210-214. Richard F, Fromentin-David I, Ricolfi F, Ducimetière P, Di Menza C, Amouyel P i wsp. The angiotensin I converting enzyme gene as a susceptibility factor for dementia. Neurology. 2001; 56: 1593-1595. M. Stasiołek i A. Lewiński 89. 90. 91. 92. 93. 94. 95. 96. 97. 98. 271 Buss S, Müller-Thomsen T, Hock C, Alberici A, Binetti G, Nitsch RM i wsp. No association between DCP1 genotype and late-onset Alzheimer disease. Am J Med Genet. 2002; 114: 440-445. Carbonell J, Allen R, Kalsi G, McQuillin A, Livingston G, Katona C i wsp. Variation in the DCP1 gene, encoding the angiotensin converting enzyme ACE, is not associated with increased susceptibility to Alzheimer's disease. Psychiatr Genet. 2003; 13: 47-50. Seripa D, Forno GD, Matera MG, Gravina C, Margaglione M, Palermo MT i wsp. Methylenetetrahydrofolate reductase and angiotensin converting enzyme gene polymorphisms in two genetically and diagnostically distinct cohort of Alzheimer patients. Neurobiol Aging. 2003; 24: 933-939. Nirmal S, Tripathi M, Shastri SS, Sagar R, S V. Association of Angiotensinconverting enzyme insertion(i)/deletion (d) genotype in Alzheimer's disease patients of north Indian population. Int J Neurosci. 2011; 121: 557-561. Sleegers K, den Heijer T, van Dijk EJ, Hofman A, Bertoli-Avella AM, Koudstaal PJ i wsp. ACE gene is associated with Alzheimer's disease and atrophy of hippocampus and amygdala. Neurobiol Aging. 2005; 26: 1153-1159. Keage HA, Matthews FE, Yip A, Gao L, McCracken C, McKeith IG i wsp. APOE and ACE polymorphisms and dementia risk in the older population over prolonged follow-up: 10 years of incidence in the MRC CFA Study. Age Ageing. 2010; 39: 104-111. Lucatelli JF, Barros AC, Silva VK, Machado Fda S, Constantin PC, Dias AA i wsp. Genetic influences on Alzheimer's disease: evidence of interactions between the genes APOE, APOC1 and ACE in a sample population from the South of Brazil. Neurochem Res. 2011; 36: 1533-1539. Pandey P, Pradhan S, Modi DR, Mittal B. MTHFR and ACE gene polymorphisms and risk of vascular and degenerative dementias in the elderly. Brain Cogn. 2009; 71: 295-299. Liu H, Liu M, Li W, Wu B, Zhang SH, Fang Y, i wsp. Association of ACE I/D gene polymorphism with vascular dementia: a meta-analysis. J Geriatr Psychiatry Neurol. 2009; 22: 10-22. Richard F, Berr C, Amant C, Helbecque N, Amouyel P, Alpérovitch A. Effect of the angiotensin I-converting enzyme I/D polymorphism on cognitive decline. The EVA Study Group. Neurobiol Aging. 2000; 21): 75-80. 272 99. 100. 101. 102. 103. 104. 105. 106. 107. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Bartrés-Faz D, Junqué C, Clemente IC, López-Alomar A, Valveny N, LópezGuillén A i wsp. Angiotensin I converting enzyme polymorphism in humans with age-associated memory impairment: relationship with cognitive performance. Neurosci Lett. 2000; 290: 177-180. Zhang Z, Deng L, Bai F, Shi Y, Yu H, Yuan Y i wsp. Alteration of resting brain function by genetic variation in angiotensin converting enzyme in amnestic-type mild cognitive impairment of Chinese Han. Behav Brain Res. 2010; 208: 619-625. Zhang Z, Deng L, Bai F, Shi Y, Yu H, Yuan Y i wsp. ACE I/D polymorphism affects cognitive function and gray-matter volume in amnestic mild cognitive impairment. łagodne zaburzenia poznawcze Behav Brain Res. 2011; 218: 114-120. Liu ME, Tsai SJ, Lu T, Hong CJ, Chen MC, Lin SL i wsp. No association of angiotensin I converting enzyme I/D polymorphism with domain-specific cognitive function in aged men without dementia. Neuromolecular Med. 2011; 13: 212-216. Visscher PM, Tynan M, Whiteman MC, Pattie A, White I, Hayward C, i wsp. Lack of association between polymorphisms in angiotensin-converting-enzyme and methylenetetrahydrofolate reductase genes and normal cognitive ageing in humans. Neurosci Lett. 2003; 347: 175-178. Meng Y, Baldwin CT, Bowirrat A, Waraska K, Inzelberg R, Friedland RP i wsp. Association of polymorphisms in the Angiotensin-converting enzyme gene with Alzheimer disease in an Israeli Arab community. Am J Hum Genet. 2006; 78: 871-877. Helbecque N, Codron V, Cottel D, Amouyel P. An age effect on the association of common variants of ACE with Alzheimer's disease. Neurosci Lett. 2009; 461: 181-184. Hajjar I, Kritchevsky S, Newman AB, Li R, Yaffe K, Simonsick EM i wsp. Renin angiotensin system gene polymorphisms modify angiotensin-converting enzyme inhibitors' effect on cognitive function: the health, aging and body composition study. J Am Geriatr Soc. 2010; 58: 1035-1042. Taylor A, Ezquerra M, Bagri G, Yip A, Goumidi L, Cottel D i wsp. Alzheimer disease is not associated with polymorphisms in the angiotensinogen and renin genes. Am J Med Genet. 2001; 105: 761-764. M. Stasiołek i A. Lewiński 108. 109. 110. 111. 112. 113. 114. 115. 116. 117. 273 Chalmers KA, Culpan D, Kehoe PG, Wilcock GK, Hughes A, Love S. APOE promoter, ACE1 and CYP46 polymorphisms and beta-amyloid in Alzheimer's disease. Neuroreport. 2004; 15: 95-98. Miners S, Ashby E, Baig S, Harrison R, Tayler H, Speedy E i wsp. Angiotensinconverting enzyme levels and activity in Alzheimer's disease: differences in brain and CSF ACE and association with ACE1 genotypes. Am J Transl Res. 2009; 1: 163-177. Barnes NM, Cheng CH, Costall B, Naylor RJ, Williams TJ, Wischik CM. Angiotensin converting enzyme density is increased in temporal cortex from patients with Alzheimer's disease. Eur J Pharmacol. 1991; 200: 289-292. Savaskan E, Hock C, Olivieri G, Bruttel S, Rosenberg C, Hulette C i wsp. Cortical alterations of angiotensin converting enzyme, angiotensin II and AT1 receptor in Alzheimer's dementia. Neurobiol Aging. 2001; 22: 541-546. Ge J, Barnes NM. Alterations in angiotensin AT1 and AT2 receptor subtype levels in brain regions from patients with neurodegenerative disorders. Eur J Pharmacol. 1996; 297: 299-306. Hou DR, Wang Y, Zhou L, Chen K, Tian Y, Song Z i wsp. Altered angiotensinconverting enzyme and its effects on the brain in a rat model of Alzheimer disease. Chin Med J (Engl). 2008; 121: 2320-2323. Hu J, Igarashi A, Kamata M, Nakagawa H. Angiotensin-converting enzyme degrades Alzheimer amyloid beta-peptide (A beta ); retards A beta aggregation, deposition, fibril formation; and inhibits cytotoxicity. J Biol Chem. 2001; 276: 47863-47868. Hemming ML, Selkoe DJ. A myloid beta-protein is degraded by cellular angiotensin-converting enzyme (ACE) and elevated by an ACE inhibitor. J Biol Chem. 2005; 280: 37644-37650. Oba R, Igarashi A, Kamata M, Nagata K, Takano S, Nakagawa H. The N-terminal active centre of human angiotensin-converting enzyme degrades Alzheimer amyloid beta-peptide. Eur J Neurosci. 2005; 21: 733-740. Sun X, Becker M, Pankow K, Krause E, Ringling M, Beyermann M i wsp. Catabolic attacks of membrane-bound angiotensin-converting enzyme on the N-terminal part of species-specific amyloid-beta peptides. Eur J Pharmacol. 2008; 588: 18-25. 274 118. 119. 120. 121. 122. 123. 124. 125. 126. 127. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Zou K, Maeda T, Watanabe A, Liu J, Liu S, Oba R i wsp. Abeta42-to-Abeta40and angiotensin-converting activities in different domains of angiotensinconverting enzyme. J Biol Chem. 2009; 284: 31914-31920. Eckman EA, Adams SK, Troendle FJ, Stodola BA, Kahn MA, Fauq AH i wsp. Regulation of steady-state beta-amyloid levels in the brain by neprilysin and endothelin-converting enzyme but not angiotensin-converting enzyme. J Biol Chem. 2006; 281: 30471-30478. Hemming ML, Selkoe DJ, Farris W. Effects of prolonged angiotensin-converting enzyme inhibitor treatment on amyloid beta-protein metabolism in mouse models of Alzheimer disease. Neurobiol Dis. 2007; 26: 273-281. Miners JS, Morris S, Love S, Kehoe PG. Accumulation of insoluble amyloid-β in down's syndrome is associated with increased BACE-1 and neprilysin activities. J Alzheimers Dis. 2011; 23: 101-108. Wang J, Ho L, Chen L, Zhao Z, Zhao W, Qian X i wsp. Valsartan lowers brain beta-amyloid protein levels and improves spatial learning in a mouse model of Alzheimer disease. J Clin Invest. 2007; 117: 3393-3402. Ferrington L, Miners JS, Palmer LE, Bond SM, Povey JE, Kelly PA i wsp. Angiotensin II-inhibiting drugs have no effect on intraneuronal Aβ or oligomeric Aβ levels in a triple transgenic mouse model of Alzheimer's disease. Am J Transl Res. 2011; 3: 197-208. Tsukuda K, Mogi M, Iwanami J, Min LJ, Sakata A, Jing F i wsp. Cognitive deficit in amyloid-beta-injected mice was improved by pretreatment with a low dose of telmisartan partly because of peroxisome proliferator-activated receptor-gamma activation. Hypertension. 2009; 54: 782-787. Dong YF, Kataoka K, Tokutomi Y, Nako H, Nakamura T, Toyama K i wsp. Perindopril, a centrally active angiotensin-converting enzyme inhibitor, prevents cognitive impairment in mouse models of Alzheimer's disease. FASEB J. 2011; 25: 2911-2920. Danielyan L, Klein R, Hanson LR, Buadze M, Schwab M, Gleiter CH i wsp. Protective effects of intranasal losartan in the APP/PS1 transgenic mouse model of Alzheimer disease. Rejuvenation Res. 2010; 13: 195-201. Takeda S, Sato N, Takeuchi D, Kurinami H, Shinohara M, Niisato K, i wsp. Angiotensin receptor blocker prevented beta-amyloid-induced cognitive impairment associated with recovery of neurovascular coupling. Hypertension. 2009; 54: 1345-1352. M. Stasiołek i A. Lewiński 128. 129. 130. 131. 132. 133. 134. 135. 136. 137. 275 Tota S, Kamat PK, Saxena G, Hanif K, Najmi AK, Nath C. Central angiotensin converting enzyme facilitates memory impairment in intracerebroventricular streptozotocin treated rats. Behav Brain Res. 2012; 226: 317-330. Washida K, Ihara M, Nishio K, Fujita Y, Maki T, Yamada M i wsp. Nonhypotensive dose of telmisartan attenuates cognitive impairment partially due to peroxisome proliferator-activated receptor-gamma activation in mice with chronic cerebral hypoperfusion. Stroke. 2010; 41: 1798-1806. Pelisch N, Hosomi N, Ueno M, Nakano D, Hitomi H, Mogi M i wsp. Blockade of AT1 receptors protects the blood-brain barrier and improves cognition in Dahl salt-sensitive hypertensive rats. Am J Hypertens. 2011; 24: 362-368. Yamada K, Horita T, Takayama M, Takahashi S, Takaba K, Nagata Y i wsp. Effect of a centrally active angiotensin converting enzyme inhibitor, perindopril, on cognitive performance in chronic cerebral hypo-perfusion rats. Brain Res. 2011; 1421: 110-120. Yamada K, Uchida S, Takahashi S, Takayama M, Nagata Y, Suzuki N i wsp. Effect of a centrally active angiotensin-converting enzyme inhibitor, perindopril, on cognitive performance in a mouse model of Alzheimer's disease. Brain Res. 2010; 1352: 176-186. Mogi M, Li JM, Tsukuda K, Iwanami J, Min LJ, Sakata A i wsp. Telmisartan prevented cognitive decline partly due to PPAR-gamma activation. Biochem Biophys Res Commun. 2008; 375: 446-449. Jing F, Mogi M, Sakata A, Iwanami J, Tsukuda K, Ohshima K i wsp. Direct stimulation of angiotensin II type 2 receptor enhances spatial memory. J Cereb Blood Flow Metab. 2011; doi: 10.1038/jcbfm.2011.133. Sakata A, Mogi M, Iwanami J, Tsukuda K, Min LJ, Fujita T i wsp. Sex-different effect of angiotensin II type 2 receptor on ischemic brain injury and cognitive function. Brain Res. 2009; 1300: 14-23. Kerr DS, Bevilaqua LR, Bonini JS, Rossato JI, Köhler CA, Medina JH, i wsp. Angiotensin II blocks memory consolidation through an AT2 receptor-dependent mechanism. Psychopharmacology (Berl). 2005; 179: 529-535. Braszko JJ, Kupryszewski G, Witczuk B, Wiśniewski K. Angiotensin II-(3-8)hexapeptide affects motor activity, performance of passive avoidance and a conditioned avoidance response in rats. Neuroscience. 1988; 27: 777-783. 276 138. 139. 140. 141. 142. 143. 144. 145. 146. 147. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Olson ML, Olson EA, Qualls JH, Stratton JJ, Harding JW, Wright JW. Norleucine1-Angiotensin IV alleviates mecamylamine-induced spatial memory deficits. Peptides. 2004; 25: 233-241. Wright JW, Clemens JA, Panetta JA, Smalstig EB, Weatherly LA, Kramár EA i wsp. Effects of LY231617 and angiotensin IV on ischemia-induced deficits in circular water maze and passive avoidance performance in rats. Brain Res. 1996; 717: 1-11. Olson ML, Cero IJ. Intrahippocampal Norleucine¹-Angiotensin IV mitigates scopolamine-induced spatial working memory deficits. Peptides. 2010; 31: 2209-2215. Ponikowski J, Owczarczyk I, Pawlikowski M. Aktywność cystynoaminopeptydazy surowicy krwi u chorych psychicznie. Psychiatria Polska. 1972; 6: 439-443. Rasmussen TE, Pedraza-Díaz S, Hardré R, Laustsen PG, Carríon AG, Kristensen T. Structure of the human oxytocinase/insulin-regulated aminopeptidase gene and localization to chromosome 5q21. Eur J Biochem. 2000; 267: 2297-2306. Braszko JJ. Participation of D 1-4 dopamine receptors in the pro-cognitive effects of angiotensin IV and des-Phe 6 angiotensin IV. Neurosci Biobehav Rev. 2010; 34: 343-350. Braszko JJ. (+)-UH 232, a partial agonist of the D3 dopamine receptors, attenuates cognitive effects of angiotensin IV and des-Phe(6)-angiotensin IV in rats. Eur Neuropsychopharmacol. 2010; 20: 218-225. De Bundel D, Demaegdt H, Lahoutte T, Caveliers V, Kersemans K, Ceulemans AG i wsp. Involvement of the AT1 receptor subtype in the effects of angiotensin IV and LVV-haemorphin 7 on hippocampal neurotransmitter levels and spatial working memory. J Neurochem. 2010; 112: 1223-1234. Andersson H, Demaegdt H, Vauquelin G, Lindeberg G, Karlén A, Hallberg M i wsp. Disulfide cyclized tripeptide analogues of angiotensin IV as potent and selective inhibitors of insulin-regulated aminopeptidase (IRAP). J Med Chem. 2010; 53: 8059-8071. Gard PR, Olivier G, Golding B, Bourner C, Dang T, Haliru H i wsp. Assessment of biological activity of novel peptide analogues of angiotensin IV. J Pharm Pharmacol. 2011; 63: 565-571. M. Stasiołek i A. Lewiński 148. 149. 150. 151. 152. 153. 154. 155. 156. 157. 277 Albiston AL, Diwakarla S, Fernando RN, Mountford SJ, Yeatman HR, Morgan B i wsp. Identification and development of specific inhibitors for insulin-regulated aminopeptidase as a new class of cognitive enhancers. Br J Pharmacol. 2011; 164(1): 37-47. Hellner K, Walther T, Schubert M, Albrecht D. Angiotensin-(1-7) enhances LTP in the hippocampus through the G-protein-coupled receptor Mas. Mol Cell Neurosci. 2005; 29: 427-435. Staschewski J, Kulisch C, Albrecht D. Different Isoforms of Nitric Oxide Synthase Are Involved in Angiotensin-(1-7)-Mediated Plasticity Changes in the Amygdala in a Gender-Dependent Manner. Neuroendocrinology. 2011; doi: 10.1159/000328128 Dong YF, Kataoka K, Toyama K, Sueta D, Koibuchi N, Yamamoto E i wsp. Attenuation of brain damage and cognitive impairment by direct renin inhibition in mice with chronic cerebral hypoperfusion. Hypertension. 2011; 58: 635-642. Duron E, Hanon O. Antihypertensive treatments, cognitive decline, and dementia. J Alzheimers Dis. 2010; 20: 903-914. Fransen M, Anderson C, Chalmers J, Chapman N, Davis S, MacMahon S i wsp. Effects of a perindopril-based blood pressure-lowering regimen on disability and dependency in 6105 patients with cerebrovascular disease: a randomized controlled trial. Stroke. 2003; 34: 2333-2338. Bosch J, Yusuf S, Pogue J, Sleight P, Lonn E, Rangoonwala B i wsp. Heart outcomes prevention evaluation Use of ramipril in preventing stroke: double blind randomised trial. BMJ. 2002; 324: 699-702. Ohrui T, Matsui T, Yamaya M, Arai H, Ebihara S, Maruyama M i wsp. Angiotensin-converting enzyme inhibitors and incidence of Alzheimer's disease in Japan. J Am Geriatr Soc. 2004; 52: 649-650. Ohrui T, Tomita N, Sato-Nakagawa T, Matsui T, Maruyama M, Niwa K i wsp. Effects of brain-penetrating ACE inhibitors on Alzheimer disease progression. Neurology. 2004; 63: 1324-1325. Lithell H, Hansson L, Skoog I, Elmfeldt D, Hofman A, Olofsson B i wsp. The Study on Cognition and Prognosis in the Elderly (SCOPE): principal results of a randomized double-blind intervention trial. J Hypertens. 2003; 21: 875-886. 278 158. 159. 160. 161. 162. 163. 164. 165. 166. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Skoog I, Lithell H, Hansson L, Elmfeldt D, Hofman A, Olofsson B i wsp. Effect of baseline cognitive function and antihypertensive treatment on cognitive and cardiovascular outcomes: Study on COgnition and Prognosis in the Elderly (SCOPE). Am J Hypertens. 2005; 18: 1052-1059. Peters R, Beckett N, Forette F, Tuomilehto J, Clarke R, Ritchie C i wsp. Incident dementia and blood pressure lowering in the Hypertension in the Very Elderly Trial cognitive function assessment (HYVET-COG): a double-blind, placebo controlled trial. Lancet Neurol. 2008; 7: 683-689. Sink KM, Leng X, Williamson J, Kritchevsky SB, Yaffe K, Kuller L i wsp. Angiotensin-converting enzyme inhibitors and cognitive decline in older adults with hypertension: results from the Cardiovascular Health Study. Arch Intern Med. 2009; 169: 1195-1202. Tedesco MA, Ratti G, Mennella S, Manzo G, Grieco M, Rainone AC i wsp. Comparison of losartan and hydrochlorothiazide on cognitive function and quality of life in hypertensive patients. Am J Hypertens. 1999; 12: 1130-1134. Fogari R, Mugellini A, Zoppi A, Derosa G, Pasotti C, Fogari E i wsp. Influence of losartan and atenolol on memory function in very elderly hypertensive patients. J Hum Hypertens. 2003; 17: 781-785. Anderson C, Teo K, Gao P, Arima H, Dans A, Unger T i wsp. Renin-angiotensin system blockade and cognitive function in patients at high risk of cardiovascular disease: analysis of data from the ONTARGET and TRANSCEND studies. Lancet Neurol. 2011; 10: 43-53. Radaideh GA, Choueiry P, Ismail A, Eid E, Berrou JP, Sedefdjian A i wsp. Eprosartan-based hypertension therapy, systolic arterial blood pressure and cognitive function: analysis of Middle East data from the OSCAR study. Vasc Health Risk Manag. 2011; 7: 491-495. Davies NM, Kehoe PG, Ben-Shlomo Y, Martin RM. Associations of antihypertensive treatments with Alzheimer's disease, vascular dementia, and other dementias. J Alzheimers Dis. 2011; 26: 699-708. Li NC, Lee A, Whitmer RA, Kivipelto M, Lawler E, Kazis LE i wsp. Use of angiotensin receptor blockers and risk of dementia in a predominantly male population: prospective cohort analysis. BMJ. 2010;340: b5465. doi: 10.1136/bmj.b5465. M. Stasiołek i A. Lewiński 167. 168. 169. 170. 171. 172. 173. 174. 175. 176. 177. 279 Hanon O, Berrou JP, Negre-Pages L, Goch JH, Nádházi Z, Petrella R i wsp. Effects of hypertension therapy based on eprosartan on systolic arterial blood pressure and cognitive function: primary results of the Observational Study on Cognitive function And Systolic Blood Pressure Reduction open-label study. J Hypertens. 2008; 26: 1642-1650. de la Torre JC. Cerebrovascular and cardiovascular pathology in Alzheimer's disease. Int Rev Neurobiol. 2009; 84: 35-48. Tan ZS, Vasan RS. Thyroid function and Alzheimer's disease. J Alzheimers Dis. 2009; 16: 503-507. Bernal J, Pekonen F. Ontogenesis of the nuclear 3, 5, 3'-triiodothyronine receptor in the human fetal brain. Endocrinology. 1984; 114: 677-679. Chan SY, Martín-Santos A, Loubière LS, González AM, Stieger B, Logan A i wsp. The expression of thyroid hormone transporters in the human fetal cerebral cortex during early development and in N-Tera-2 neurodifferentiation. J Physiol. 2011; 589: 2827-2845. Kalmijn S, Mehta KM, Pols HA, Hofman A, Drexhage HA, Breteler MM. Subclinical hyperthyroidism and the risk of dementia. The Rotterdam study. Clin Endocrinol (Oxf). 2000; 53: 733-737. van Osch LA, Hogervorst E, Combrinck M, Smith AD. Low thyroid-stimulating hormone as an independent risk factor for Alzheimer disease. Neurology. 2004; 62: 1967-1971. Benseñor IM, Lotufo PA, Menezes PR, Scazufca M. Subclinical hyperthyroidism and dementia: the Sao Paulo Ageing & Health Study (SPAH). BMC Public Health. 2010;10: 298. Forti P, Olivelli V, Rietti E, Maltoni B, Pirazzoli G, Gatti R i wsp. Serum Thyroid-Stimulating Hormone as a Predictor of Cognitive Impairment in an Elderly Cohort. Gerontology. 2011; doi: 10.1159/000324522 Latasa MJ, Belandia B, Pascual A. Thyroid hormones regulate beta-amyloid gene splicing and protein secretion in neuroblastoma cells. Endocrinology. 1998; 139: 2692-2698. Ghenimi N, Alfos S, Redonnet A, Higueret P, Pallet V, Enderlin V. Adult-onset hypothyroidism induces the amyloidogenic pathway of amyloid precursor protein processing in the rat hippocampus. J Neuroendocrinol. 2010; 22: 951-959. 280 178. 179. 180. 181. 182. 183. 184. 185. 186. 187. 188. 189. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Fu AL, Zhou CY, Chen X. Thyroid hormone prevents cognitive deficit in a mouse model of Alzheimer's disease. Neuropharmacology. 2010; 58: 722729. Kimura N, Kumamoto T, Masuda H, Hanaoka T, Hazama Y, Okazaki T i wsp. Relationship between thyroid hormone levels and regional cerebral blood flow in Alzheimer disease. Alzheimer Dis Assoc Disord. 2011; 25: 138-143. Yotsumoto H, Imai Y, Kuzuya N, Uchimura H, Matsuzaki F. Increased levels of serum angiotensin-converting enzyme activity in hyperthyroidism. Ann Intern Med. 1982; 96: 326-328. Nakamura Y, Takeda T, Ishii M, Nishiyama K, Yamakada M, Hirata Y i wsp. Elevation of serum angiotensin-converting enzyme activity in patients with hyperthyroidism. J Clin Endocrinol Metab. 1982; 55: 931-934. Smallridge RC, Rogers J, Verma PS. Serum angiotensin-converting enzyme. Alterations in hyperthyroidism, hypothyroidism, and subacute thyroiditis. JAMA. 1983; 250: 2489-2493. Asmah BJ, Wan Nazaimoon WM, Norazmi K, Tan TT, Khalid BA. Plasma renin and aldosterone in thyroid diseases. Horm Metab Res. 1997; 29: 580-583. Grönhagen-Riska C, Fyhrquist F, Välimäki M, Lamberg BA. Thyroid hormones affect serum angiotensin I converting enzyme levels. Acta Med Scand. 1985; 217: 259-264. Kuzmits R, Schwarz M, Weissel M. Effects of variations in thyroid hormone serum concentrations on serum ACE-activity. Horm Metab Res. 1985; 17: 528-531. Mayr K, Stockhammer M. [Behavior of angiotensin converting enzyme in diseases of the thyroid]. Wien Klin Wochenschr. 1988; 100: 203-208 Michel B, Grima M, Coquard C, Welsch C, Barthelmebs M, Imbs JL. Effects of triiodothyronine and dexamethasone on plasma and tissue angiotensin converting enzyme in the rat. Fundam Clin Pharmacol. 1994; 8: 366-372. Kobori H, Ichihara A, Suzuki H, Takenaka T, Miyashita Y, Hayashi M i wsp. Role of the renin-angiotensin system in cardiac hypertrophy induced in rats by hyperthyroidism. Am J Physiol. 1997; 273: H593-H599. Prieto I, Segarra AB, Vargas F, Alba F, de Gasparo M, Ramírez M. Angiotensinase activity in hypothalamus and pituitary of hypothyroid, euthyroid and hyperthyroid adult male rats. Horm Metab Res. 2003; 35: 279-281. M. Stasiołek i A. Lewiński 190. 191. 192. 193. 194. 195. 196. 197. 198. 199. 200. 281 Ruiz M, Montiel M, Jimenez E, Morell M. Effect of thyroid hormones on angiotensinogen production in the rat in vivo and in vitro. J Endocrinol. 1987; 115: 311-315. Kjos T, Gotoh E, Tkacs N, Shackelford R, Ganong WF. Neuroendocrine regulation of plasma angiotensinogen. Endocrinology. 1991; 129: 901-906. Carneiro-Ramos MS, Silva VB, Santos RA, Barreto-Chaves ML. Tissue-specific modulation of angiotensin-converting enzyme (ACE) in hyperthyroidism. Peptides. 2006; 27: 2942-2949. Chen K, Carey LC, Valego NK, Rose JC. Thyroid hormone replacement normalizes renal renin and angiotensin receptor expression in thyroidectomized fetal sheep. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2007; 293: R701-R706. Segarra AB, Wangensteen R, Ramírez M, Banegas I, Hermoso F, Vargas F i wsp. Atrial angiotensinase activity in hypothyroid, euthyroid, and hyperthyroid rats. J Cardiovasc Pharmacol. 2006; 48: 117-120. Chen K, Carey LC, Valego NK, Liu J, Rose JC. Thyroid hormone modulates renin and ANG II receptor expression in fetal sheep. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2005; 289: R1006-R1014. Hong-Brown LQ, Deschepper CF. Effects of thyroid hormones on angiotensinogen gene expression in rat liver, brain, and cultured cells. Endocrinology. 1992;130: 1231-1237. Marchant C, Brown L, Sernia C. Renin-angiotensin system in thyroid dysfunction in rats. J Cardiovasc Pharmacol. 1993; 22: 449-455. Kobori H, Ichihara A, Miyashita Y, Hayashi M, Saruta T. Local renin-angiotensin system contributes to hyperthyroidism-induced cardiac hypertrophy. J Endocrinol. 1999; 160: 43-47. Hu LW, Benvenuti LA, Liberti EA, Carneiro-Ramos MS, Barreto-Chaves ML. Thyroxine-induced cardiac hypertrophy: influence of adrenergic nervous system versus renin-angiotensin system on myocyte remodeling. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2003; 285: R1473-R1480. Asahi T, Shimabukuro M, Oshiro Y, Yoshida H, Takasu N. Cilazapril prevents cardiac hypertrophy and postischemic myocardial dysfunction in hyperthyroid rats. Thyroid. 2001; 11: 1009-1015. 282 201. 202. 203. 204. 205. 206. 207. 208. 209. Nowe aspekty układu renina-angiotensyna w mózgu Carneiro-Ramos MS, Diniz GP, Nadu AP, Almeida J, Vieira RL, Santos RA i wsp. Blockage of angiotensin II type 2 receptor prevents thyroxine-mediated cardiac hypertrophy by blocking Akt activation. Basic Res Cardiol. 2010; 105: 325-335. Diniz GP, Carneiro-Ramos MS, Barreto-Chaves ML. Angiotensin type 1 receptor mediates thyroid hormone-induced cardiomyocyte hypertrophy through the Akt/GSK-3beta/mTOR signaling pathway. Basic Res Cardiol. 2009; 104: 653-667. Araujo AS, Diniz GP, Seibel FE, Branchini G, Ribeiro MF, Brum IS i wsp. Reactive oxygen and nitrogen species balance in the determination of thyroid hormones-induced cardiac hypertrophy mediated by renin-angiotensin system. Mol Cell Endocrinol. 2011; 333: 78-84. Wang B, Ouyang J, Xia Z. Effects of triiodo-thyronine on angiotensin-induced cardiomyocyte hypertrophy: reversal of increased beta-myosin heavy chain gene expression. Can J Physiol Pharmacol. 2006; 84: 935-941. Fukuyama K, Ichiki T, Takeda K, Tokunou T, Iino N, Masuda S i wsp. Downregulation of vascular angiotensin II type 1 receptor by thyroid hormone. Hypertension. 2003; 41: 598-603. Kobori H, Ichihara A, Miyashita Y, Hayashi M, Saruta T. Mechanism of hyperthyroidism-induced renal hypertrophy in rats. J Endocrinol. 1998; 159: 9-14. Yonemoto T, Nishikawa M, Matsubara H, Mori Y, Toyoda N, Gondou A i wsp. Type 1 iodothyronine deiodinase in heart - effects of triiodothyronine and angiotensin II on its activity and mRNA in cultured rat myocytes. Endocr J. 1999; 46: 621-628. Franci CR, Anselmo-Franci JA, McCann SM. Angiotensinergic neurons physiologically inhibit prolactin, growth hormone, and thyroid-stimulating hormone, but not adrenocorticoptropic hormone, release in ovariectomized rats. Peptides. 1997; 18: 971-976. Pawlikowski M, Kunert-Radek J, Stępień H, Radek A. Effects of angiotensin II on proliferation of estrogen-induced rat pituitary tumor and human prolactinoma cells in vitro. Neuroendocrinol Lett. 1994; 16: 103-109. M. Stasiołek i A. Lewiński 210. 211. 212. 213. 283 Lachowicz-Ochędalska A, Rębas E, Kunert-Radek J, Fournie-Zaluski MC, Pawlikowski M. Angiotensins II and IV stimulate the activity of tyrosine kinases in estrogen-induced rat pituitary tumors Biochem Biophys Res Commun. 2002; 2297: 931-933. Lachowicz A, Rębas E, Ochędalski T, Pawlikowski M. Angiotensin II changes inositol-1, 4, 5 -trisphosphate content in the pituitary and hypothalamus but not in cerebral cortex of the rat brain. Biol Signals. 1995; 4: 206-211. Pawlikowski M, Grochal M, Kulig A, Zieliński K, Stępień H, Kunert-Radek J, Mucha S. The effect of angiotensin II receptor antagonists on diethylstilbestrolinduced vascular changes in the rat anterior pituitary gland: a quantitative evaluation. Histol Histopathol. 1996; 11: 909-913. Pawlikowski M, Mełeń-Mucha G, Mucha S. The involvement of the reninangiotensin system in the regulation of cell proliferation in the rat endometrium. Cell Mol Life Sci. 1999; 55: 506-510.