Grundlagen

Renin-Angiotensin-Aldosteron-System

Das RAAS reguliert über eine Enzymkaskade von Angiotensinogen bis Aldosteron langfristig Blutdruck und Natriumbilanz. Im Kern stehen der Doppelcharakter des ACE als Kininase II, die Wirkungen am AT1- und Mineralocorticoid-Rezeptor, die Escape-Phänomene und die Angriffspunkte von fünf Arzneistoffklassen.

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  • Einordnung: Das RAAS reguliert langfristig Blutdruck, Volumen und Natriumbilanz und ist das wichtigste Target der Herz-Kreislauf-Pharmakologie.
  • Kaskade: Renin spaltet Angiotensinogen zu Angiotensin I, ACE bildet daraus Angiotensin II, das die Aldosteronsekretion stimuliert; Chymase bildet Angiotensin II auch ACE-unabhängig.
  • Rezeptoren: Über den Gq-gekoppelten AT1-Rezeptor wirkt Angiotensin II vasokonstriktorisch, natriumretinierend, aldosteronfreisetzend und trophisch; Aldosteron steigert über den MR ENaC und Na⁺/K⁺-ATPase.
  • Regulation: Renin steigt bei sinkendem Perfusionsdruck, niedriger NaCl-Konzentration an der Macula densa und β₁-Stimulation und wird von Angiotensin II rückgekoppelt gehemmt.
  • Escape: Unter Dauerhemmung steigen Angiotensin II (ACE-Escape) und Aldosteron (Aldosteron-Escape über K⁺ und ACTH) wieder an.
  • Gegenspieler: Natriuretische Peptide und Bradykinin wirken vasodilatierend und natriuretisch; ACE als Kininase II und Neprilysin bauen sie ab.
  • Angriffspunkte: Betablocker, Reninhemmer, ACE-Hemmer, Sartane, ARNI und MRA hemmen die Kaskade an jeweils anderer Stelle mit unterschiedlichen Zusatzeffekten.

Orientierung

Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) ist eine hormonelle Enzymkaskade, die Blutdruck, Extrazellulärvolumen und Natriumbilanz langfristig über die Niere reguliert. Anders als der Barorezeptorreflex (Physiologie von Herz und Kreislauf) wirkt es über Stunden bis Tage.

  • Effektoren: Angiotensin II (Vasokonstriktion, Na⁺-Retention) und Aldosteron (Na⁺- und Wasserretention).
  • Pathophysiologie: Chronische Aktivierung treibt Hypertonie, Herzinsuffizienz und Nierenschäden, auch über trophische Effekte.
  • Pharmakologie: Fünf Arzneistoffklassen greifen entlang der Kaskade an, das RAAS ist das wichtigste Target der Herz-Kreislauf-Pharmakologie.

Die Kaskade

Die Kaskade besteht aus zwei proteolytischen Schritten und endet am Rezeptor. Geschwindigkeitsbestimmend ist die Reninfreisetzung, weil Angiotensinogen im Überschuss vorliegt.

  1. Angiotensinogen: α₂-Globulin aus der Leber, konstant im Plasma.
  2. Renin: Aspartylprotease aus den juxtaglomerulären Zellen der afferenten Arteriole → spaltet zum inaktiven Dekapeptid Angiotensin I.
  3. ACE: membranständige Zink-Metalloprotease, vor allem im Lungenendothel → spaltet das Dipeptid His-Leu ab → Angiotensin II (Oktapeptid), das Effektorhormon.
  4. Aldosteron: Angiotensin II stimuliert über AT1 die Zona glomerulosa der Nebennierenrinde.

Das ACE ist identisch mit der Kininase II: Dasselbe Enzym, das Angiotensin II bildet, inaktiviert Bradykinin. ACE-Hemmung senkt deshalb Angiotensin II und erhöht zugleich Bradykinin, was Zusatzwirkungen und Reizhusten der ACE-Hemmer erklärt.

  • Chymase: Serinprotease aus Mastzellen in Herz und Gefäßwand, bildet Angiotensin II ACE-unabhängig im Gewebe.
  • ACE2: baut Angiotensin II zu Angiotensin-(1-7) ab, das über den Mas-Rezeptor vasodilatierend und antiproliferativ wirkt (Gegenarm des RAAS).

Rezeptoren und Wirkungen

Angiotensin II vermittelt fast alle Effekte über den AT1-Rezeptor, einen Gq-gekoppelten Rezeptor (PLC → IP₃ → Ca²⁺ ↑). Die Wirkungen ergeben ein Programm: Druck halten, Salz und Wasser sparen.

Körperumriss mit Pfeilen von Angiotensin II zu Gefäßen, Niere, Nebenniere, Gehirn und Herz und den jeweiligen Wirkungen.

Wirkungen von Angiotensin II und Aldosteron an den Zielorganen.
Ort AT1-Wirkung Folge
Gefäße Vasokonstriktion, Noradrenalinfreisetzung ↑ Nachlast ↑
Niere efferente > afferente Arteriole verengt, proximale Na⁺-Rückresorption ↑ GFR bei Minderperfusion gehalten
Nebennierenrinde Aldosteronsynthese ↑ Na⁺-Retention, K⁺-Verlust
ZNS Durst, ADH ↑, Sympathikus ↑ Volumen ↑
Herz, Gefäßwand Hypertrophie, Fibroblastenproliferation Fibrose, Umbau

Der AT2-Rezeptor ist beim Erwachsenen schwächer exprimiert und wirkt funktionell entgegen: Vasodilatation über Bradykinin und NO, antiproliferativ.

Aldosteron bindet an den intrazellulären Mineralocorticoid-Rezeptor (MR), einen Transkriptionsfaktor. Im spätdistalen Tubulus und Sammelrohr steigert er die Expression von ENaC und Na⁺/K⁺-ATPase: Na⁺ wird rückresorbiert, K⁺ und H⁺ werden ausgeschieden (Nierenfunktion). MR in Herz und Gefäßen fördern zusätzlich Entzündung und Fibrose, daher wirken RAAS-Hemmer über die Drucksenkung hinaus organprotektiv (Herzinsuffizienz, Sekretionsstörungen: Nebennierenrinde).

Regulation

Renin wird freigesetzt, wenn die Niere Minderperfusion oder Salzmangel meldet. Die Signale laufen im juxtaglomerulären Apparat zusammen.

Schema eines Glomerulus mit afferenter und efferenter Arteriole, Macula densa und Pfeilen für Perfusionsdruck, NaCl und β₁-Stimulation.

Steuerung der Reninfreisetzung im juxtaglomerulären Apparat.
  • Perfusionsdruck ↓: geringere Dehnung der afferenten Arteriole (intrarenaler Barorezeptor) → Renin ↑.
  • Macula densa: NaCl im distalen Tubulus ↓ → Renin ↑, u. a. über COX-2-abhängige Prostaglandine.
  • β₁-Adrenozeptoren: Sympathikus → Gs → cAMP → Renin ↑.
  • Negative Rückkopplung: Angiotensin II hemmt über AT1 die Reninfreisetzung, ANP ebenfalls.

Unter Dauerhemmung entkommt das System teilweise, weil die unterbrochene Rückkopplung Renin stark ansteigen lässt.

A ACE-Escape

Angiotensin II steigt unter ACE-Hemmern wieder an: reaktiver Reninanstieg plus ACE-unabhängige Bildung durch Chymase.

B Aldosteron-Escape

Aldosteron steigt unter ACE-Hemmer oder Sartan nach Wochen bis Monaten wieder an, weil auch K⁺ und ACTH die Sekretion stimulieren. Begründung für den zusätzlichen MRA.

Prüferinnenfrage
Warum steigt Angiotensin II unter einem Sartan an, und schadet das?
Antwort anzeigen

Der AT1-Antagonist unterbricht die negative Rückkopplung auf die juxtaglomerulären Zellen, Renin und damit Angiotensin II steigen. Am blockierten AT1-Rezeptor bleibt das wirkungslos. Stattdessen wird der AT2-Rezeptor vermehrt stimuliert, dessen vasodilatierende und antiproliferative Wirkung eher günstig ist, klinisch aber nicht sicher quantifiziert.

Gegenspieler

Dem RAAS stehen Systeme gegenüber, die bei Volumenüberlastung Natrium ausscheiden und Gefäße erweitern. Über gemeinsame Abbauenzyme hängen sie direkt an den RAAS-Hemmern.

  • Natriuretische Peptide: ANP aus den Vorhöfen, BNP aus den Ventrikeln, freigesetzt bei Wanddehnung; NPR-A ist eine membranständige Guanylatcyclase → cGMP ↑ → Vasodilatation, Natriurese, Renin und Aldosteron ↓. BNP und NT-proBNP dienen als Labormarker der Herzinsuffizienz.
  • Kallikrein-Kinin-System: Kallikrein spaltet Kininogen zu Bradykinin → B₂-Rezeptor → NO und Prostacyclin ↑ → Vasodilatation, Gefäßpermeabilität ↑. Abbau durch ACE (Kininase II) und Neprilysin.
  • Neprilysin: membranständige neutrale Endopeptidase, baut natriuretische Peptide, Bradykinin und auch Angiotensin II ab.

Weil Neprilysin auch Angiotensin II abbaut, senkt seine alleinige Hemmung den Gefäßtonus kaum. Deshalb wird der Neprilysin-Hemmer mit einem AT1-Antagonisten kombiniert, nicht mit einem ACE-Hemmer, der Bradykinin zusätzlich anstauen würde (ARNI).

Pharmakologische Angriffspunkte

Alle Klassen schwächen die Wirkung von Angiotensin II oder Aldosteron ab, unterscheiden sich aber darin, was sie zusätzlich verändern.

Flussschema der RAAS-Kaskade mit Hemmsymbolen für Betablocker, Reninhemmer, ACE-Hemmer, Sartane, ARNI und MRA sowie dem Bradykinin-Seitenweg.

RAAS-Kaskade mit Gegenspielern und pharmakologischen Angriffspunkten.
Angriffspunkt Arzneistoffklasse Effekt
Reninfreisetzung (β₁) Betablocker Renin ↓, ganze Kaskade ↓
Renin Reninhemmer Reninaktivität ↓, Angiotensin I und II ↓
ACE ACE-Hemmer Angiotensin II ↓, Bradykinin ↑
AT1-Rezeptor Sartane AT1 blockiert unabhängig vom Bildungsweg, Bradykinin unverändert
Neprilysin plus AT1 ARNI natriuretische Peptide ↑, AT1 blockiert
Mineralocorticoid-Rezeptor MRA Aldosteronwirkung ↓, auch beim Escape
💡 Merke

ACE-Hemmer verändern zwei Systeme (Angiotensin II ↓, Bradykinin ↑), Sartane nur eines, erfassen dafür auch Angiotensin II aus der Chymase.

Die Kombination von ACE-Hemmer, Sartan und Reninhemmer untereinander bringt keinen Zusatznutzen, aber mehr Hyperkaliämie und Nierenschäden.

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wie in der mündlichen Prüfung iBei „Prüferin fragt“ antwortest du erst selbst, laut oder im Kopf, deckst dann die Antwort auf und hakst ab, welche Kernpunkte du genannt hast. Danach kommen Nachfragen wie in der echten Prüfung. Die übrigen Karten (Zuordnen, Reihenfolge, Warum, Richtig oder falsch) prüfen das Wissen, das du dafür brauchst.

Aussage 1

Der Aldosteron-Escape beruht darauf, dass Chymase Aldosteron ACE-unabhängig bildet.

Chymase bildet Angiotensin II und erklärt den ACE-Escape. Der Aldosteron-Escape entsteht, weil auch K⁺ und ACTH die Aldosteronsekretion stimulieren.

Aussage 2

Sympathische Stimulation von β₁-Adrenozeptoren steigert über cAMP die Reninfreisetzung.

β₁ → Gs → cAMP → Renin ↑; hier setzen die Betablocker an.

Aussage 3

Angiotensin II verengt bevorzugt die afferente Arteriole und senkt so die GFR.

Angiotensin II verengt bevorzugt die efferente Arteriole und hält damit die GFR bei Minderperfusion aufrecht.

Zuordnen

Lückentext

Aussage 6

Das ACE ist identisch mit der Kininase II und baut Bradykinin ab.

Dasselbe Enzym bildet Angiotensin II und inaktiviert Bradykinin; ACE-Hemmung erhöht deshalb Bradykinin.

Warum?

Reihenfolge

Aussage 9

ANP wirkt über eine membranständige Guanylatcyclase und hemmt die Reninfreisetzung.

ANP aktiviert NPR-A, cGMP steigt; Folge sind Vasodilatation, Natriurese und Hemmung von Renin und Aldosteron.

Prüferin fragt

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