İçeriğe geç
Biyokimya

Anjiyotensin I

·

Etimoloji ve Kavramın Tarihsel Kökeni

“Anjiyotensin” sözcüğü, Latince angio (damar) ve tensio (gerilim, basınç) köklerinden türetilmiş olup ilk kez 1950’lerin başında, o zamana kadar ayrı adlarla anılan iki farklı araştırma grubunun bulgularının birleştirilmesiyle bilim literatürüne girmiştir. Argentinalı fizyolog Eduardo Braun-Menéndez ve ekibi bu maddeyi hipertensina olarak adlandırırken, Amerikalı araştırmacı Irvine Page ve çalışma arkadaşları aynı bileşiği angiotonin olarak tanımlamıştı. İki terminolojinin uzlaştırılmasıyla ortaya çıkan “anjiyotensin” terimi, yalnızca bir adlandırma meselesini çözmekle kalmamış; aynı zamanda kardiyovasküler fizyolojinin en merkezi düzenleyici sistemlerinden birinin kavramsal çerçevesini de belirlemiştir. Bileşiğin “I” ile numaralandırılması ise onun biyolojik olarak aktif formun öncülü, yani bir prohormon olduğunun anlaşılmasından sonra gerçekleşmiş; bu nitelendirme, molekülün işlevsel konumunu daha en başından net biçimde ortaya koymuştur.

Evrimsel Biyolojik Bağlam

Renin-anjiyotensin-aldosteron sistemi, omurgalı yaşamının karaya çıkış süreciyle paralel biçimde evrilmiş, su ve tuz dengesinin korunmasına yönelik filogenetik açıdan son derece eski bir adaptasyondur. Suda yaşayan ilkel omurgalılarda sıvı dengesinin korunması büyük ölçüde ozmotik pasif mekanizmalara dayanırken, karada yaşayan canlılarda su kaybını telafi edecek ve dolaşım hacmini sürdürecek hormonel aktif bir sisteme olan gereksinim köklü bir seçici baskı oluşturmuştur. Anjiyotensinojeni kodlayan genin omurgalılar boyunca yüksek düzeyde korunmuş olması, bu sistemin evrimsel açıdan ne denli kritik bir işlev üstlendiğini açıkça ortaya koymaktadır. Balıktan memeliye uzanan çizgide renin enziminin substrat özgüllüğü ve anjiyotensin peptitlerinin biyolojik etkileri büyük ölçüde değişmeden kalmış; bu durum, söz konusu sistemin fizyolojik çözüm olarak ne kadar isabetli bir evrimsel buluş olduğunu kanıtlamaktadır. İnsan organizmasında bu evrimsel mirasın en saf ifadesi olan anjiyotensin I, omurgalı fizyolojisinin milyon yıllık bir stratejisinin taşıyıcısı konumundadır.

Biyokimyasal Yapı ve Sentez

Anjiyotensin I, on amino asitlik bir dekapeptittir ve amino asit dizilimi Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu şeklindedir. Biyosentezinin başlangıç noktası, karaciğer tarafından dolaşıma sürekli olarak salgılanan büyük bir alfa-2 globülin olan anjiyotensinojenidir. Bu plazma proteini, fizyolojik koşullarda renin enziminin substratı olarak kanda bekleme halinde bulunur ve herhangi bir intrinsik biyolojik aktivite sergilemez.

Sentez sürecinin tetikleyicisi, böbrek korteksinin jukstaglomerüler hücrelerinden salgılanan proteaz reninidir. Renin salgılanması üç temel uyarı tarafından başlatılır: renal perfüzyon basıncındaki düşüş, maküla densa hücrelerinin tübüler sodyum konsantrasyonundaki azalmayı algılaması ve sempatik sinir sisteminin beta-1 adrenerjik reseptörler aracılığıyla jukstaglomerüler hücreleri doğrudan uyarması. Bu üç sinyal birbirini tamamlayıcı niteliktedir ve organizmayı hipovolemiye, hipotansiyona ya da sodyum yetersizliğine karşı son derece duyarlı kılar.

Renin, anjiyotensinojeni Leu-Val bağından proteolitik olarak keserek anjiyotensin I’i serbest bırakır. Bu reaksiyon yüksek özgüllük taşır; renin, fizyolojik pH aralığında ve normal vücut sıcaklığında anjiyotensinojeni neredeyse seçici biçimde tanıyan aspartil proteaz sınıfına aittir. Reaksiyonun hız sınırlayıcı adım olması, anjiyotensin I üretimini ve dolayısıyla tüm eksenin aktivitesini doğrudan renin miktarına bağlı kılmaktadır.

Fizyolojik Konum: Bir Ara Molekülün Stratejik Önemi

Anjiyotensin I’in kendisi herhangi bir bilinen reseptöre bağlanmaz ve doğrudan fizyolojik bir etki sergilemez. Bu durum, molekülü işlevsiz bir ara ürün olarak değerlendirme eğilimine yol açmış olsa da böyle bir yorum fizyolojik gerçeklikten uzaktır. Anjiyotensin I’in prohormon konumu, sistemin ince ayarlı bir düzenleme mekanizmasına sahip olmasını sağlar; aktif formun üretimi, yalnızca anjiyotensinojeni dolaşıma salan karaciğer kapasitesiyle değil, aynı zamanda dönüştürücü enzimin erişilebilirliği ve lokalizasyonuyla da modüle edilir. Bu çok katmanlı kontrol, organizmanın anjiyotensin II düzeylerini farklı doku kompartmanlarında bağımsız biçimde ayarlamasına olanak tanır.

Ayrıca anjiyotensin I’in kendisinden de biyoaktif fragmentler türediğine dair güncel kanıtlar, bu molekülün biyolojik sessizliğinin sorgulanmasına zemin hazırlamıştır. Anjiyotensin 1-7 ve anjiyotensin 1-9 gibi metabolitler, ACE2 enzimi aracılığıyla anjiyotensin I ve II’den üretilerek vazodilatör ve antiproliferatif etkiler göstermekte; böylece sistemin klasik presor koluna karşı denge oluşturucu bir eksen işlevi görmektedir. Bu keşif, anjiyotensin I’i yalnızca bir öncül molekül olarak değil, biyoaktif türevlerin kaynağı olan bir biyokimyasal kavşak noktası olarak yeniden konumlandırmıştır.

Anjiyotensin Dönüştürücü Enzim ve Aktivasyon Basamağı

Anjiyotensin I’in biyolojik aktif forma dönüşümü, anjiyotensin dönüştürücü enzim tarafından gerçekleştirilir. ACE, bir çinko metaloproteaz olup ağırlıklı olarak akciğer kapiller endotelinin yüzeyinde yoğun biçimde eksprese edilmektedir. Böbrek tubül epitelyumu, beyin ve kardiyovasküler dokular da bu enzimi ifade etmekle birlikte, akciğer dolaşımı sistemik anjiyotensin II üretiminin birincil sahnesi olmayı sürdürmektedir.

ACE, anjiyotensin I’in C-terminal ucundan histidin ve lösin amino asitlerini dipeptit olarak ayırarak onu sekiz amino asitlik bir peptit olan anjiyotensin II’ye dönüştürür. Bu reaksiyon geri dönüşümsüzdür ve ortaya çıkan ürün, tüm RAAS ekseninin biyolojik çıktısını temsil eder. ACE’nin aynı zamanda vazodilatör olan bradikinin inaktive etmesi, bu enzimi hem vazokonstrüksiyon hem de vazodilatasyonun aynı anda etkilendiği kritik bir düzenleyici düğüm haline getirir; bu özellik, ACE inhibitörlerinin antihipertansif etkisinin tam olarak anlaşılabilmesi için önemlidir.

Anjiyotensin II’nin Sistemik Etkileri ve RAAS Entegrasyonu

Anjiyotensin I’in dönüştürülmesiyle ortaya çıkan anjiyotensin II, AT1 ve AT2 olarak adlandırılan iki temel reseptör tipi aracılığıyla geniş çaplı fizyolojik etkiler oluşturur. AT1 reseptörü, bilinen vazokonstrüktif ve sodyum tutucu etkilerin büyük çoğunluğundan sorumludur; AT2 reseptörü ise gelişimsel süreçlerde ve doku yenilenmesinde farklı, çoğunlukla karşıt yönde roller üstlenir.

AT1 reseptörü aktivasyonu sonucunda vasküler düz kasta güçlü bir kontraksiyonun yanı sıra adrenal korteksin zona glomerulozasından aldosteron salgılanması uyarılır. Aldosteron, böbrek toplayıcı tüplerinde sodyum-potasyum ATPaz aktivitesini artırarak sodyum ve su geri emilimini güçlendirir, potasyum ise idrarla atılır. Eş zamanlı olarak hipotalamik-hipofizer eksende antidiüretik hormon salgılanması stimüle edilir ve bu hormon toplayıcı tüplerin suya geçirgenliğini artırarak ekstrasellüler sıvı hacmini genişletir. Hipotalamik susuzluk merkezinin aktivasyonu ve tuz iştahının artması ise davranışsal boyuttaki tamamlayıcı yanıtları oluşturur. Tüm bu etkilerin bileşkesi, kan basıncını ve dolaşım hacmini artırma yönünde koordineli bir fizyolojik cevaptır.

RAAS ekseni; atriyal natriüretik peptit sistemi, sempatik sinir sistemi ve intrarenal prostaglandinler tarafından karmaşık geri bildirim döngüleriyle denetlenmektedir. Atriyal natriüretik peptit, yükselen atriyal basınca yanıt olarak salgılanarak renin salgılanmasını baskılar, sodyum atılımını artırır ve anjiyotensin II’nin adrenal etkisini bloke eder; bu yolla RAAS’ın aşırı aktivasyonuna karşı koruyucu bir denge unsuru işlevi görür.

Farmakolojik Hedefler: RAAS Müdahalesinin Klinik Boyutu

RAAS eksenine müdahale, modern antihipertansif tedavinin temel direklerinden birini oluşturmaktadır. Farmakolojik hedefleme üç farklı düzeyde gerçekleştirilebilmektedir: renin inhibisyonu, ACE inhibisyonu ve anjiyotensin II reseptör blokajı.

Renin inhibitörleri, aksiyonun en yüksek özgüllükle gerçekleşebileceği noktada, yani hız sınırlayıcı adımda sistemi durdurmayı amaçlar. Aliskiren bu sınıfın klinik kullanıma girmiş tek temsilcisidir; ancak diğer ajan sınıflarına kıyasla sınırlı bir klinik benimseme oranıyla karşılaşmıştır.

ACE inhibitörleri, hem anjiyotensin I’den anjiyotensin II üretimini engelleyerek hem de bradikinin yıkımını durdurup vazodilatör etkiyi pekiştirerek antihipertansif etki gösterir. Bu çift mekanizma, söz konusu ilaçları kardiyak yeniden yapılanmanın önlenmesinde ve kalp yetmezliği tedavisinde özellikle değerli kılmaktadır. ACE inhibitörlerine özgü kuru öksürük yan etkisi ise bradikinin birikiminin bir sonucudur ve bu intolerans durumu, klinik pratikte hasta profiline göre ilaç seçimini doğrudan şekillendirmektedir.

AT1 reseptör blokerleri, anjiyotensin II’nin sentezini etkilemeksizin doğrudan hedef reseptörü bloke ederek daha seçici bir etki profili sunar. Bu özellik, bradikinin birikimine bağlı yan etkileri ortadan kaldırır. Klinik kullanımda AT1 reseptör blokerleri, özellikle tip II diyabete eşlik eden diyabetik nefropati ve mikroalbüminüri durumlarında tercih edilmektedir; bu hastalarda renal koruyucu etkileri, salt antihipertansif etkinin ötesinde bağımsız klinik yarar sağlamaktadır. Sol ventrikül hipertrofisinin gerilediğine dair kanıtlar, bu ilaçların kardiyak yeniden yapılanma üzerindeki olumlu etkilerini de belgeleyen geniş ölçekli klinik çalışmalarla desteklenmektedir. Proteinürinin azaltılması ise anjiyotensin II’nin glomerüler efferent arteriol üzerindeki vazokonstrüktif etkisinin zayıflamasıyla açıklanmakta; bu durum, glomerüler kapiller basıncın düşürülmesi yoluyla filtrasyon bariyerinin korunmasına katkı sağlamaktadır.

Bir Gizemin İlk İzleri: Böbrekler ve Basınç Arasındaki Bağ

Hikâye, 19. yüzyılın sonlarında Londra’nın sisli havasında, St. Bartholomew’s Hospital’ın laboratuvarlarında başlar. 1898 yılında Alman fizyolog Robert Tigerstedt ve asistanı Per Gustafsson Bergman, böbrek dokusundan hazırladıkları ham ekstreleri tavşanlara enjekte ettiklerinde kan basıncının belirgin biçimde yükseldiğini gözlemlediler. Bu bulgu o dönem için şaşırtıcıydı; zira böbreklerin hipertansiyonla ilişkisi yalnızca anatomik düzeyde, yani hasarlı böbreklerin yüksek tansiyona eşlik ettiği klinik gözlemler aracılığıyla biliniyordu. Tigerstedt ve Bergman ise böbreklerin dolaşıma aktif bir madde saldığını, bu maddenin damar tonusunu doğrudan etkilediğini öne sürerek fizyoloji tarihinde yeni bir soru sordular. Bu soru basitti ama yanıtı yarım asrı aşkın bir süre alacaktı.

Tigerstedt’in keşfettiği maddeye renin adını verdi ve yayımladığı çalışma o dönemde gereken ilgiyi göremedi. Kısmen metodolojik güçlükler, kısmen de dönemin fizyoloji gündeminin başka soruları önceliklendirmesi nedeniyle renin yaklaşık kırk yıl boyunca bilimsel ilginin çeperinde kaldı. Ancak bu sessizlik, sorunun çözülmüş olduğu anlamına gelmiyordu; aksine, bilim insanları bir şeyin henüz eksik olduğunu hissediyor, ancak ne arayacaklarını tam olarak bilmiyorlardı.

İki Kıtada Eş Zamanlı Bir Keşif: Hipertensina ve Angiotonin

1930’ların sonlarına gelindiğinde, iki ayrı kıtada iki ayrı araştırma grubu aynı soruyu farklı yollardan soruyor ve birbirine놀랄 kadar benzer cevaplara ulaşıyordu. Bu bilimsel paralellik, tarihte pek çok kez yaşandığı gibi, hem entelektüel bir heyecan hem de öncelik tartışmalarının tohumlarını birlikte barındırıyordu.

Buenos Aires’te, dönemin en parlak Latin Amerikalı fizyologlarından Eduardo Braun-Menéndez, böbrek iskemisinin kan basıncını nasıl yükselttiğini anlamaya çalışıyordu. Ekibiyle birlikte böbrek venöz kanının vazopresor aktivite taşıdığını gösterdi ve bu aktivitenin sorumlusu olduğunu düşündükleri maddeyi hipertensina olarak adlandırdı. Çalışmaları, reninitamin kan proteinlerinden biyoaktif bir madde ürettiği hipotezini destekliyordu; ancak mekanizmanın ayrıntıları hâlâ belirsizdi.

Aynı dönemde, Indianapolis’teki Eli Lilly araştırma laboratuvarlarında çalışan Irvine Page ve Arthur Helmer ise benzer bir maddeyi bağımsız olarak tanımlamış ve angiotonin adını vermişlerdi. Page, hem pratik tıbbi deneyimi hem de derin biyokimyasal merakıyla bu alandaki en üretken araştırmacılardan biri haline gelecekti. Onun yaklaşımı, hipertansiyonu salt bir klinik sorun olarak değil, çözülmesi gereken mekanik bir biyokimya bulmacası olarak görmesine dayanıyordu.

İki grup, birbirinden bağımsız biçimde aynı maddeyi bulduğunu öne sürünce bilim dünyasında naif ama verimli bir gerilim doğdu. Braun-Menéndez ile Page, 1950’lerin başında bir araya gelerek terminoloji sorununu çözdüler; her iki ismin hecelerini bir araya getirerek anjiyotensin sözcüğünü türettiler. Bu uzlaşma, yalnızca isimlendirme meselesini çözmüş olmakla kalmadı; aynı zamanda bilimsel iş birliğinin rekabet üzerindeki zaferinin nadir ama güzel örneklerinden biri olarak tarihe geçti.

Gizli Basamak: Prohormon Kavramının Doğuşu

Anjiyotensin’in adı artık vardı; ancak gerçek yapısı ve üretim mekanizması hâlâ karanlıktaydı. 1950’lerde birbiri ardına gelen biyokimyasal çalışmalar, bu maddenin aslında tek bir molekül değil, bir öncül-ürün ilişkisiyle bağlı iki ayrı peptit olduğunu ortaya koydu. Leonard Skeggs ve ekibi bu dönemin en kritik bulgusunu sağladı; reninitaminin bir proteaz olduğunu ve plazma proteininden bir peptit zinciri kopardığını gösterdiler. Daha da önemlisi, bu ilk ürünün vazoaktif değil, biyolojik olarak sessiz olduğunu fark ettiler. Bir sonraki adımda başka bir enzimin devreye girdiğini ve biyolojik aktivitenin bu ikinci dönüşümden sonra ortaya çıktığını keşfettiklerinde, prohormon kavramının endokrinolojideki en güzel örneklerinden birini tanımlamış oldular.

Skeggs ve çalışma arkadaşları, anjiyotensin I ve anjiyotensin II arasındaki bu ayrımı netleştirerek sadece bir biyokimyasal basamak değil, tüm sistemin işlevsel mantığını da aydınlattılar. Anjiyotensin I, on amino asitlik bir dekapeptitti; anjiyotensin II ise dönüştürücü bir enzimin C-terminalden iki amino asit koparmasıyla ortaya çıkan sekiz amino asitlik aktif formdu. Bu keşif, aynı zamanda farmakoloji tarihinin seyrini de değiştirecek bir hedefe işaret ediyordu: dönüştürücü enzimi bloke edin ve sistemi durdurun.

Aldosteron Bağlantısı ve Sistemin Üçüncü Bacağı

1950’lerin ortasında bir başka önemli keşif sahnelendi. Adrenal korteksin gizemli bir hormonu olan aldosteronun yeni keşfedilmesiyle birlikte araştırmacılar, anjiyotensin II’nin bu hormonu uyardığını ve dolayısıyla sodyum-su dengesini böbrekler üzerinden etkilediğini gösterdiler. Jerome Conn’un klinik gözlemleri ve ardından gelen birçok deneysel çalışma, aldosteron-anjiyotensin ilişkisinin hipertansiyon ve sıvı dengesizliğinin anlaşılmasında kritik bir halka olduğunu kanıtladı.

Bu noktada sistem artık üç bacaklıydı: renin, anjiyotensin ve aldosteron. Kısaltma kaçınılmazdı ve RAAS, tıp literatürünün en tanınan kısaltmalarından biri haline geldi. Ancak sistemin nasıl işlediği bilinse de, neden bu kadar karmaşık bir yapının evrildiği sorusu farklı bir merak boyutunu açıyordu. Fizyologlar artık moleküllerin ne yaptığını anlıyor; ancak evrimsel biyologlar neden böyle bir düzenin ortaya çıktığını sorgulamaya başlıyordu.

ACE’nin Kimyası ve Bir Hata Payının Armağanı

1960’ların başında, Brezilyalı doktor Sérgio Ferreira’nın yılan zehiri üzerine yaptığı çalışmalar, beklenmedik bir yönden RAAS tarihine katkı sağladı. Ferreira, Bothrops jararaca adlı Güney Amerika engerek yılanının zehrinde bradikinin potansiyatörü adını verdiği bir peptit fraksiyonu keşfetti. Bu fraksiyon, bradikinin yıkımını engelleyen bir etki sergiliyordu. Ferreira, New York’taki Cornell Üniversitesi’nde David Cushman ve Miguel Ondetti ile iş birliği yaparken, bu gözlem yeni bir soru doğurdu: Bradikinin yıkımından sorumlu enzim, anjiyotensin I’i anjiyotensin II’ye dönüştüren enzimle aynı mıydı?

Cevap evet çıktı ve bu bulgu, anjiyotensin dönüştürücü enzim araştırmalarını tamamen yeni bir çerçeveye oturttu. ACE, hem vazokonstrüktif hem de vazodilatör peptitlerin metabolizmasını kontrol eden çift işlevli bir düzenleyiciydi. Bu çift rol, enzimi farmakolojik müdahalenin son derece cazip bir hedefi haline getirdi. Cushman ve Ondetti, 1970’lerin başında yılan zehiri peptitlerinin yapısından ilham alarak ACE inhibisyonunu deneysel olarak gerçekleştiren bileşikler sentezlediler. 1975’te captopril’in keşfi, bu çabaların taç yapıtıydı; captopril, yalnızca bir ilaç değil, yapı tabanlı ilaç tasarımının modern çağını açan simgesel bir molekül oldu.

Reseptör Biyolojisinin Sahneye Çıkışı

1980’ler ve 1990’lar, RAAS araştırmalarının moleküler biyoloji devrimi tarafından yeniden şekillendirildiği dönemdir. Anjiyotensin II’nin vasokonstriktif etkilerinin AT1 reseptörü, bazı doku koruyucu ve antiproliferatif etkilerin ise AT2 reseptörü aracılığıyla iletildiğini gösteren çalışmalar, sistemin düşünülenden çok daha karmaşık olduğunu ortaya koydu. AT1 ve AT2 reseptörlerinin klonlanması ve yapısal karakterizasyonu, hem temel biyoloji hem de ilaç geliştirme açısından yeni kapılar araladı.

Bu dönemde losartan, AT1 reseptörünü seçici biçimde bloke eden ilk klinik kullanıma giren ajan olarak ilaç tarihine geçti. 1995’te FDA onayı alan losartan, anjiyotensin II üretimini etkilemeksizin yalnızca hedef reseptörü susturması sayesinde ACE inhibitörlerine kıyasla farklı bir yan etki profili sunuyordu; bradikinin birikimine bağlı öksürük olmaksızın etkin antihipertansif tedavi mümkün hale geliyordu. Losartanın klinik başarısı, ardından gelen sayısız AT1 reseptör blokeri serisinin önünü açtı ve bu ilaç sınıfı günümüzde global antihipertansif tedavinin temel direklerinden biri olmaya devam etmektedir.

Renin’in Fiziksel Yapısı ve Aliskiren’in Doğuşu

Tüm bu farmakoljik ilerlemenin yaşandığı dönemde, RAAS’ın başlangıç noktası olan renin, kendi başına giderek daha fazla ilgi çekti. Reninitamin üç boyutlu kristal yapısının çözülmesi, enzimin aktif bölgesinin nasıl bir geometri sergilediğini ve substratla nasıl etkileşime girdiğini açıkladı. Bu bilgi, renin inhibitörlerinin yapı tabanlı tasarımı için zemin hazırladı. Ancak reninitamini etkili biçimde bloke eden bileşiklerin biyoyararlanımı uzun süre yetersiz kaldı ve klinik geliştirme süreci defalarca tökezledi.

2007 yılında aliskiren, onlarca yıllık çabanın meyvesi olarak FDA onayını aldı ve klinik kullanıma giren ilk oral renin inhibitörü oldu. Hız sınırlayıcı adımı hedeflemesi bakımından teorik açıdan cazip olan bu ilaç, pratikte beklenen üstünlüğü tam olarak kanıtlayamadı ve diğer ajan sınıflarıyla kombinasyon kullanımında ciddi yan etkiler gündeme gelince kullanım alanı belirgin biçimde daraldı. Bununla birlikte aliskiren, hem RAAS farmakolojisinin sınırlarını hem de olanaklarını aynı anda gösteren bir örnek olarak öğretici değerini korumaktadır.

ACE2 ve Karşı Eksenin Keşfi: Paradigmanın Dönüşümü

  1. yüzyılın ilk yıllarında, RAAS’ın yerleşik şemasını temelden sarsacak bir keşif gerçekleşti. 2000 yılında Nigel Brownlee ve Douglas Bhatt liderliğindeki gruplar, anjiyotensin dönüştürücü enzimle yakın yapısal benzerlik taşıyan ama işlevsel açıdan kritik farklılıklar sergileyen yeni bir enzimi tanımladı: ACE2. Bu enzim, anjiyotensin II’yi anjiyotensin 1-7’ye dönüştürüyor ve anjiyotensin I’i ise anjiyotensin 1-9’a parçalıyordu. Daha da çarpıcı olan, ürünlerin klasik RAAS çıktılarının tam tersine, yani vazodilatör, antienflamatuvar ve antiproliferatif etkiler sergilediğinin anlaşılmasıydı.

Anjiyotensin 1-7, Mas reseptörü adlı bir G proteinine bağlı reseptör aracılığıyla etki ediyor ve ACE/anjiyotensin II ekseninin yarattığı kardiyovasküler yükü dengeliyordu. Bu keşif, sistemin tek yönlü bir presor mekanizma olmadığını, aksine karşılıklı dengeleyici aksların birlikte oluşturduğu bir ağ olduğunu gösterdi. Araştırmacılar artık RAAS’ın klasik kolunu ve karşı-düzenleyici kolunu birlikte ele almadan sistemin fizyolojisini tam anlayamayacaklarını kabul etmek zorundaydı.

Bu keşfin pratik yansımaları hızla ortaya çıktı. Kalp yetmezliği, kronik böbrek hastalığı ve diyabetik nefropati gibi durumlarda ACE2-anjiyotensin 1-7-Mas ekseninin zayıflaması hastalığın ilerlemesiyle ilişkilendirildi. Tersine, bu eksenin aktivasyonunun koruyucu olabileceği hipotezi deneysel modellerde güçlü destekler buldu ve doğrudan Mas reseptörü agonistlerine yönelik farmakolojik çalışmaların kapısını araladı.

Pandemi, Bir Enzim ve Yeniden Yazılan Bağlamlar

ACE2’nin keşfinin üzerinden henüz iki dekad geçmişken, bu enzim bambaşka bir bağlamda dünya gündemine oturdu. 2020 yılında yeni tip koronavirüs SARS-CoV-2’nin ACE2 proteinini hücreye giriş kapısı olarak kullandığının ortaya konması, RAAS araştırmacılarını ve kardiyologları bir anda pandemi biyolojisinin merkezine taşıdı. ACE2 ekspresyonunun kalp, böbrek ve akciğerlerde yüksek olduğunun bilinmesi, bu organların virüs kaynaklı hasara neden özellikle açık olduğunu açıklayan mekanik bir çerçeve sundu.

Bu süreçte klinik tıp açısından acil ve son derece pratik bir soru gündeme geldi: RAAS’ı hedefleyen mevcut antihipertansif ilaçlar, ACE2 ekspresyonunu artırarak virüsün hücreye girişini kolaylaştırıyor muydu? Olası risk ile bu ilaçların kesilmesinin doğurabileceği kardiyovasküler tehlike arasındaki denge, onlarca klinik araştırmanın ivedilikle başlatılmasına neden oldu. Veriler zamanla birikti ve ACE inhibitörleri ile AT1 blokerleri kullanan hastaların COVID-19 süreçlerinde ek risk taşımadığı; aksine bazı çalışmalarda prognozun daha iyi olduğu görüldü. Bilimin pandemi koşullarında bu soruyu bu denli hızlı yanıtlayabilmesi, RAAS araştırmalarında onlarca yılda biriktirilen metodolojik ve kavramsal mirasın bir ürünüydü.

Doku RAAS’ı ve Lokalite Kavramının Yükselişi

Güncel araştırmalar, anjiyotensin I ve II’nin yalnızca dolaşımda değil; beyinde, kalpte, böbrekte, yağ dokusunda ve gonadlarda da bağımsız olarak üretildiğini ortaya koymaktadır. Bu doku RAAS kavramı, sistemin salt bir sistemik basınç regülatörü olmadığını, aynı zamanda lokal doku homeostazının, inflamasyonun ve hücre proliferasyonunun ince ayarlı bir modülatörü olduğunu göstermektedir.

Beyin RAAS’ı özellikle yoğun araştırmalara konu olmaktadır. Anjiyotensin II’nin santral sinir sistemi üzerindeki etkileri; su-tuz iştahı, sempato-adrenal aktivite ve nöroinflasyon süreçleriyle bağlantılıdır. Alzheimer hastalığı ile RAAS düzensizliği arasındaki ilişkiyi araştıran çalışmalar, ACE inhibitörleri ve AT1 blokerlerinin nörodejeneratif süreçleri yavaşlatıp yavaşlatamayacağı sorusunu sormaktadır. Henüz kesin bir klinik kanıt yoktur; ancak bu alan araştırma gündeminin canlı ve verimli bir parçasını oluşturmaktadır.

Kardiyak RAAS ise miyokard fibrozisi, hipertrofisi ve aritmogenez açısından incelenmektedir. Anjiyotensin II’nin kardiyak fibroblastlar üzerindeki doğrudan etkisi ve bunun sonucunda ortaya çıkan miyokard katılığının kalp yetmezliğine katkısı, lokal RAAS müdahalesinin neden sistemik antihipertansif tedavinin ötesinde anlamlar taşıdığını göstermektedir.

Çağdaş Araştırmanın Sınır Bölgeleri

  1. yüzyılın ikinci çeyreğine girerken RAAS araştırmalarının sınır bölgeleri birkaç farklı cephede açılmış durumdadır. Anjiyotensin fragmentomikleri, bu sistemden türeyen tüm biyoaktif peptitlerin kapsamlı biçimde haritalandırılmasını hedeflemektedir. Anjiyotensin A, alamandine ve anjiyotensin 1-7 gibi daha az bilinen fragmanların keşfi, sistemin biyokimyasal zenginliğinin hâlâ tam olarak anlaşılamadığını göstermektedir.

RAAS ve bağırsak mikrobiyotası arasındaki ilişki, şaşırtıcı bir araştırma alanı olarak ortaya çıkmıştır. Bazı bağırsak bakterilerinin renin-benzeri proteaz aktivitesi gösterdiği ve mikrobiyom bileşiminin plazma anjiyotensin düzeylerini etkileyebildiği bildirilmektedir. Bu bulgu, hipertansiyonun bağırsak sağlığı aracılığıyla nasıl düzenlenebileceğine dair yeni terapötik pencereler açmaktadır.

Kişiselleştirilmiş tıp perspektifinden bakıldığında, RAAS genlerindeki polimorfizmlerin ACE inhibitörlerine ve AT1 blokerlerine verilen yanıtı nasıl etkilediğini araştıran farmakojenomik çalışmalar, hangi hastanın hangi ilaç sınıfından en fazla fayda göreceğini önceden belirleme hedefini güdmektedir. Anjiyotensinojen, renin, ACE ve AT1 reseptör genlerindeki varyantların kardiyovasküler hastalık riskini nasıl şekillendirdiğine ilişkin genom düzeyinde ilişkilendirme çalışmaları giderek büyüyen bir veri tabanı oluşturmaktadır.

Bir Süreklilik Olarak Bilim

Tigerstedt’in 1898’deki ilk gözleminden günümüzün farmakojenomik çalışmalarına uzanan bu yolculuk, bilimsel ilerlemenin nadiren düz bir çizgi izlediğini; aksine şüphe, rekabet, beklenmedik keşifler ve kavramsal sıçramalarla ilerlediğini gösteren bir örnek olay niteliğindedir. Anjiyotensin I, bu yolculuğun tam ortasında durmaktadır: onlarca yıl boyunca yalnızca bir ara ürün olarak görülen, zamanla daha zengin bir biyolojik anlam kazanan ve bugün hâlâ keşfedilmeyi bekleyen boyutları olduğu anlaşılan bir molekül.

Braun-Menéndez ile Page’in terminoloji uzlaşması, Cushman ve Ondetti’nin yılan zehirinden ilham aldıkları an, Ferreira’nın bir tropikal yılanın zehrinde kardiyovasküler farmakolojinin anahtarını bulması ve ACE2’nin beklenmedik keşfiyle birlikte tüm sistemin yeniden anlamlandırılması; bunların her biri, bilimsel bilginin nasıl üretildiğine dair son derece insani bir hikâyenin parçalarıdır. Ve bu hikâye, her yeni araştırma sorusuyla birlikte yazmaya devam etmektedir.

  1. Tigerstedt R., Bergman P.G. (1898). Niere und Kreislauf. Skandinavisches Archiv für Physiologie, 8, 223–271.
  2. Goldblatt H., Lynch J., Hanzal R.F., Summerville W.W. (1934). Studies on experimental hypertension: I. The production of persistent elevation of systolic blood pressure by means of renal ischemia. Journal of Experimental Medicine, 59(3), 347–379.
  3. Braun-Menéndez E., Fasciolo J.C., Leloir L.F., Muñoz J.M. (1940). The substance causing renal hypertension. Journal of Physiology, 98, 283–298.
  4. Page I.H., Helmer O.M. (1940). A crystalline pressor substance (angiotonin) resulting from the reaction between renin and renin-activator. Journal of Experimental Medicine, 71, 29–42.
  5. Braun-Menéndez E., Page I.H. (1951). Suggested revision of nomenclature—angiotensin. Science, 113(2929), 490–491.
  6. Skeggs L.T. Jr., Marsh W.H., Kahn J.R., Shumway N.P. (1954). The existence of two forms of hypertension-forming substance in plasma. Journal of Experimental Medicine, 99(3), 275–282.
  7. Skeggs L.T. Jr., Lentz K.E., Kahn J.R., Shumway N.P., Woods K.R. (1956). The biochemistry of the renin–angiotensin system. Journal of Experimental Medicine, 104, 193–206.
  8. Conn J.W. (1955). Primary aldosteronism: a new clinical syndrome. Journal of Laboratory and Clinical Medicine, 45, 3–17.
  9. Ferreira S.H. (1965). A bradykinin-potentiating factor (BPF) present in the venom of Bothrops jararaca. British Journal of Pharmacology, 24, 163–169.
  10. Cushman D.W., Ondetti M.A. (1971). Design of angiotensin converting enzyme inhibitors. Nature New Biology, 235, 52–54.
  11. Ondetti M.A., Williams N.J., Sabo E.F., Pluscec J., Weaver E.R., Kocy O. (1977). Angiotensin-converting enzyme inhibitors from the venom of Bothrops jararaca. Biochemistry, 16(7), 1448–1455.
  12. Brunner H.R., Gavras H., Waeber B., Kershaw G.R., Turini G.A., Vukovich R.A., McKinstry D.N. (1979). Oral angiotensin-converting enzyme inhibitor in long-term treatment of hypertensive patients. Annals of Internal Medicine, 90, 19–23.
  13. Timmermans P.B.M.W.M., Wong P.C., Chiu A.T., Herblin W.F., Benfield P., Carini D.J., Lee R.J., Wexler R.R., Saye J.A.M., Smith R.D. (1993). Angiotensin II receptors and angiotensin II receptor antagonists. Pharmacological Reviews, 45(2), 205–251.
  14. Burnier M., Brunner H.R. (2000). Angiotensin II receptor antagonists. Lancet, 355, 637–645.
  15. Donoghue M., Hsieh F., Baronas E., Godbout K., Gosselin M., Stagliano N., Donovan M., Woolf B., Robison K., Jeyaseelan R., Breitbart R.E., Acton S. (2000). A novel angiotensin-converting enzyme–related carboxypeptidase (ACE2). Circulation Research, 87(5), e1–e9.
  16. Tipnis S.R., Hooper N.M., Hyde R., Karran E., Christie G., Turner A.J. (2000). A human homolog of angiotensin-converting enzyme: cloning and functional expression as a captopril-insensitive carboxypeptidase. Journal of Biological Chemistry, 275(43), 33238–33243.
  17. Santos R.A.S., Simoes e Silva A.C., Maric C., Silva D.M.R., Machado R.P., de Buhr I., Heringer-Walther S., Pinheiro S.V.B., Lopes M.T., Bader M., Mendes E.P., Lemos V.S., Campagnole-Santos M.J., Schultheiss H.P., Speth R., Walther T. (2003). Angiotensin-(1–7) is an endogenous ligand for the G protein–coupled receptor Mas. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 100(14), 8258–8263.
  18. Wood J.M., Maibaum J., Rahuel J., Grütter M.G., Cohen N.C., Rasetti V., Rüger H., Göschke R., Stutz S., Fuhrer W., Schilling W., Rigollier P., Yamaguchi Y., Schnell C., Herold P., Mah R., Jensen C., O’Brien E., Stanton A., Bedigian M.P. (2003). Structure-based design of aliskiren, a novel orally effective renin inhibitor. Biochemical and Biophysical Research Communications, 308, 698–705.
  19. Tikellis C., Thomas M.C. (2012). Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) is a key modulator of the renin–angiotensin system in health and disease. International Journal of Peptides, 2012, 256294.
  20. Vaduganathan M., Vardeny O., Michel T., McMurray J.J.V., Pfeffer M.A., Solomon S.D. (2020). Renin–angiotensin–aldosterone system inhibitors in patients with COVID-19. New England Journal of Medicine, 382, 1653–1659.
  21. Paul M., Poyan Mehr A., Kreutz R. (2006). Physiology of local renin–angiotensin systems. Physiological Reviews, 86(3), 747–803.
  22. Forrester S.J., Booz G.W., Sigmund C.D., Coffman T.M., Kawai T., Rizzo V., Scalia R., Eguchi S. (2018). Angiotensin II signal transduction: an update on mechanisms of physiology and pathophysiology. Physiological Reviews, 98(3), 1627–1738.