G КЛЕТКИ: РАЗВИТИЕ, ГАСТРИН, ПИЕЗОМЕХАНОСЕНЗИТИВНИ КАНАЛИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На G клетките са ендокринни клетки, които са предмет на хуморални и невронни съдържание регулиране лумена. Те са разположени на нивото на лигавицата на дванадесетопръстника и стомашния антрум. Тези клетки представляват незначителен процент от клетките на стомашната лигавица (1%).

Микролинията, присъстващи в този тип клетки, които са разпределени по апикалните им повърхности, правят възможно вземането на проби от стомашно съдържание. G клетките отделят гастрин, който е полипептиден хормон, чиято секреция се индуцира от стимули от неврален, механичен или химичен характер.

G клетка на стомашния антрум. От Miguelferig, от Wikimedia Commons.

Гастрин стимулира париеталните клетки да отделят киселина, увеличава притока на кръв в стомашната лигавица, индуцира секрецията на пепсин в основните клетки и насърчава растежа на екзокринната и панкреатичната тъкан, както и стомашната подвижност.

Активността или механизмът на действие на G клетките се стимулира от наличието на продукти за разграждане на протеини. Доказано е обаче, че те не само реагират на тези видове химични сигнали, но и се стимулират от разкъсване на коремната стена.

В този смисъл е доказано наличието на механочувствителни йонни канали, принадлежащи към семейство Пиезо, които са описани по-нататък.

Развитие на G клетки

При гръбначните животни стомахът изпълнява множество функции, освен че е мястото, където се съхранява храната, като предоставя бариера, която предотвратява навлизането на микроорганизми в червата и създава защитна среда срещу атаки от ендогенна или екзогенна природа.

Стомахът има различни клетки, които изпълняват специфични функции. Такъв е случаят с ентерохромафиновите клетки, отговорни за производството на хистамин; клетки, които секретират хормони от пептиден характер; D клетки, които освобождават соматостатин; клетки, произвеждащи грелин; и G клетки, които секретират гастрин.

G клетките произхождат от пред ендокринните хормонални клетки, които претърпяват асиметрично деление в стомашната лигавица, което поражда две дъщерни клетки. Единият от тях изразява соматостатин, а другият изразява гастрин при всеки процес на разделяне.

Такова асиметрично деление позволява на соматостатиновите секретиращи клетки да модулират растежа и действието на гастрин-секретиращите G клетки. Узряването и на двата типа клетки се регулира фино от транскрипционните фактори.

Гастрин и холецистокининов рецептор

Освобождаване на гастрин от G клетките на антрума на стомашната лигавица. От Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D., от Wikimedia Commons.

По принцип Gastrin се превежда като препрогастрин. След като процесът на транслация е настъпил, препрогастринът се подлага на разцепвания, които произхождат пептиди с различни размери, при които "Големият" гастрин е най-често срещаният пептид.

Биологичната активност на гастрина се намира в последователност, наречена пентагастрин, която е съставена от 5 аминокиселини. Тази последователност се намира в C-терминалния домейн.

Действията на гастрин се проявяват след неговото свързване с холецистокининовия рецептор (CCKB), рецептор, свързан с G протеин.

След като гастринът се свърже със своя рецептор, се задейства сигнална каскада, при която мембранните инозитоли като фосфолипаза С се активират, което води до повишаване на вътреклетъчните концентрации на калций и действието на втори пратеници, като инозитол трифосфат и диацилглицерол.

Този рецептор обаче може също да индуцира активиране на сигналния път, който включва рецептори на тирозин киназа, само в по-малка степен.

Експресията на CCKB рецептора се намира в храносмилателната система, белите кръвни клетки, ендотелните клетки и централната нервна система.

Пиезо механочувствителни канали

Механосензитивните йонни канали реагират на механични импулси, т.е. те се отварят, когато клетъчната мембрана е подложена на промяна в напрежението или налягането.

Механизмите, чрез които се възприемат тези промени са обсъждани, но е предложено участието на компоненти на цитоскелета и фосфолипази, свързани с клетъчната мембрана.

Механосензитивните канали на пиезо са протеини, които се запазват по време на еволюцията и които освен че се модулират напрежението, реагират на стимули с механичен характер.

Пиезо1 и пиезо2 йонните канали изпълняват широк спектър от физиологични процеси от жизненоважно значение. Например: Piezo1, участва в развитието на лимфната система и съдовата система при мишки.

Пиезо 2 от своя страна участва в механотрансдукцията на клетките на Меркел и сензорните неврони, разположени в гръбния корен.

Последните проучвания при хора и мишки показват, че пиезо каналите също участват в несензорни физиологични процеси като ремоделиране на гладката мускулатура, образуване на епителната ламина и хрущяла в клетките, които я съставят (хондроцити).

При мишки е показано, че делецията на гените Piezo 1 или Piezo 2 води до смъртност на ембрионите или ранна постнатална леталност.

Експресия на механосенситивни канали в G клетки

Отговорите на G-клетките към различните протеинови продукти се осъществяват от хемосензорни рецептори. Въпреки това, механизмите, участващи в активирането на тези клетки след разпадане на стомашната стена, са слабо разбрани.

Антрална инервация е необходима, за да настъпи стимулация на G-клетките, но скорошно проучване показа, че дори след антрално денервация, действието на G-клетките се увеличава в отговор на задържане. Ето защо се спекулира, че G клетките са чувствителни към механични стимули.

С оглед на това група изследователи се стремят да изяснят съществуването на пиезо йонни канали в G клетки, които са механосенситивни. Получените резултати ефективно демонстрират, че Piezo 1 каналите се експресират в антралната област на стомаха на мишки.

Пиезо 1 каналите не са разпределени равномерно в G клетката, а по-скоро в базолатералната част. Факт, който представлява голям интерес, тъй като съхраняването на гастрин в секреторни везикули се случва именно в този регион, който очаква пристигането на подходящия стимул за неговото освобождаване.

Препратки

1. Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 и Piezo2 са основни компоненти на различни механично активирани катионни канали. Science. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Сложна морфология на освобождаващите гастрин G-клетки в антралната област на стомаха на мишката. Cell Tissue Res. 2016; 366 (2): 301-310.
3. Jain R, Samuelson L. Диференциране на стомашната лигавица. II Роля на гастрин в пролиферацията и узряването на стомашните епителни клетки. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006; 291: 762-765.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Харисън, Принципи на вътрешната медицина. (16 изд.). Мексико: McGrawHill
5. Lang K, Breer H, Frick. Механосензитивният йонен канал Piezo1 се експресира в антрални G клетки на миши стомах. Cell Tissue Res. 2018; 371 (2): 251-260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Напрежение на механочувствителни PIEZO канали. Nat Commun. 2018; 9 (1): 1096. doi: 10.1038 / s41467-018-03502-7
7. Phillison M, Johansson M, Henriksnas J, Petersson J, Gendler S, Sandler S, Persson E, Hansson G, Holm L. Слоевете на стомашната слуз: съставки и регулиране на натрупването. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2008; 295: 806-812.
8. Raybould H. Има ли вкус на червата ви? Сензорна трансдукция в стомашно-чревния тракт. News Physiol Sci. 1998; 13: 275-280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Предизвикано освобождаване освобождаване на гастрин: ефекти на луминално подкиселяване и интравенозен атропин. Гастроентерология. 1980; 78: 912-917.