ХОЛЕЦИСТОКИНИН: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На холецистокинин (ССК) е животински хормон участва в регулацията на стомашно физиология. Той действа като инхибитор на приема на храна и "изпразване на стомаха", също така стимулира секрецията на панкреатичните ензими и свиването на жлъчния мехур.

За първи път е описан през 1928 г. в чревните секрети на котки и кучета. Но едва през 1962 г. той е изолиран и характеризиран от свински черва, определяйки, че това е пептид, способен да индуцира свиването на жлъчния мехур и секрецията на панкреатичните ензими.

Холецистокинин. Изображение чрез:

След откритието си холецистокининът става заедно с гастрин и секретин, част от хормоналното трио, което участва в различните стомашно-чревни функции, въпреки че функционира и като растежен фактор, невротрансмитер, фактор за плодовитост на сперматозоидите и др.

Подобно на гастрин, този хормон принадлежи към семейството на невроендокринните пептиди, характеризиращ се с идентичността на С-крайния край, където всичките му биологични свойства и ефекти се намират.

Холецистокининът се произвежда изобилно от ендокринните клетки в лигавицата на дванадесетопръстника и йеюнума (области на тънките черва) на много бозайници, както и от много ентерични нерви (тези, които са свързани с храносмилателната система) и неврони на централната нервна система и периферна.

Подобно на много други хормони, холецистокининът е замесен в различни сложни патологични състояния, особено при ракови тумори.

Характеристики и структура

Зрелият холецистокинин е пептид, който може да има различна дължина, която зависи от ензимната обработка на неговата форма на предшественик, която е медиирана от специфични протеази. Най-известните форми на хормона са CCK-33, CCK-58, CCK-39 и CCK-8.

Тези пептиди претърпяват последващи пост-транслационни модификации, които имат връзка с добавянето на сулфати към тирозиновите остатъци, амидирането на С-крайни фенилаланини и селективното отстраняване на някои конкретни аминокиселинни остатъци в двата края на пептида.

Такъв пептиден хормон принадлежи към семейството на регулаторните пептиди, които притежават силно запазена С-терминална последователност. Той съдържа активното му място и неговата активност обикновено зависи от наличието на серни остатъци.

Тясно свързан пептиден хормон, гастрин, също принадлежи към това семейство пептиди, както и други пептиди, открити в жабите и протохордатите.

В литературата холецистокининът е описан като пептид за свиване на жлъчния мехур и се характеризира със С-крайната последователност, състояща се от 7 аминокиселини, а именно: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, където X при бозайниците винаги е глицинов остатък (Gly).

производство

Холецистокининът се синтезира и освобождава в множество молекулни изоформи, обаче е намерена само една молекула на мРНК, така че се смята, че той преминава през различни пост-транскрипционни обработки.

Този пратеник е открит в равни пропорции както в мозъка, така и в чревната лигавица, което означава, че функциите му в нервната система са толкова важни, колкото в храносмилателната система, въпреки че в първата те все още не са напълно разбрани.

При хората кодиращият ген за този пептид се намира в хромозома 3. Състои се от пет екзона и има няколко регулаторни елемента сред първите му 100 bp.

Те включват елемент на E-box (за свързване на транскрипционните фактори), област, богата на GC повторения и cAMP елемент.

Пратената РНК, транскрибирана от този ген, е около 1,511 bp и кодира за предшественик пептид от 115 аминокиселинни остатъци, известен като pre-pro-CCK.

Първата част на pre-pro-CCK молекулата е съставена от сигнален пептид, а втората част съответства на спейсър пептид, последователността на който варира значително в различните видове.

Биоактивните пептиди на холецистокинин са получени от последната част от 58 аминокиселинни остатъци, която е силно запазена между различните видове.

Преработката на молекули-предшественици е специфична за клетките. Това означава, че в зависимост от тъканта, в която се експресира CCK гена, се откриват смеси от CCK пептиди с различна дължина и посттранслационни модификации.

Такава обработка обикновено се извършва на места със сулфурирани моноосновни остатъци, които са решаващи за свързване със специфичните им рецептори, особено с така наречения CCK1, който се намира в мезентериалния сплит, в предния дял на хипофизата и в някои части на мозъка.

Къде се произвежда прекурсорният пептид?

I клетките на тънките черва са отговорни за секрецията на холецистокинин в това отделение, чрез апикалните им мембрани, които са в пряк контакт с чревната лигавица и чрез специфични секреторни "гранули".

В нервната система холецистокининът се произвежда от някои медуларни надбъбречни клетки и от някои клетки на хипофизата.

Мозъкът е органът, който произвежда най-много холецистокинин в тялото на бозайник, а невроните, които го произвеждат, са по-обилни от тези, които произвеждат всеки друг невропептид.

В дебелото черво има и множество нерви, произвеждащи холецистокинин, главно в кръговия мускулен слой, така че е гарантирано, че този хормон има ефект и върху възбуждането на гладките мускули на дебелото черво.

Стимулация на производството

Освобождаването на холецистокинин може да се стимулира, наред с други неща, от наличието на мастни киселини и протеини в тънките черва, по-специално, от дълговерижни мастни киселини и ароматни L-аминокиселини.

Механизъм на действие

Ефектите на холецистокинин пептиди са свързани с тяхното взаимодействие с две специфични рецептори: ССК-А (" на limenticio" рецептор) и ССК-В ("мозъка" рецептор, от английски " Б дъжд").

CCK-A рецепторът е този, който участва в свиването на жлъчния мехур, в релаксацията на сфинктера на Одди, в растежа на панкреаса и стимулирането на секрецията на храносмилателни ензими, в забавянето на изпразването на стомаха и в инхибирането на стомашната секреция.

Холецистокининовите пептиди, притежаващи сулфатни и амидни групи, се разпознават от CCK-A рецептори и се свързват с тях с висок афинитет. CCK-B тип рецепторите са по-малко ефективни при реакция и не се свързват с толкова афинитет към серните пептиди.

Холецистокининът се освобождава от червата след прием на храна и активира рецепторите (CCK 1) във вагусния нерв, които предават усещането за "пълнота" или "ситост" към мозъка, който е отговорен за прекратяване на поведението на хранене.

И холецистокининът, и гастринът (друг свързан хормон) могат да се отделят в кръвообращението или в чревния лумен, като упражняват паракринни, автокринни и екзокринни функции не само в нервната система, но и в храносмилателната система директно.

Асоциацията с тези рецептори задейства каскадата на хормоналния отговор, която е свързана главно с хидролизата на фосфатидилинозитолови молекули.

Характеристика

При храносмилането

Както вече споменахме, холецистокининът първоначално е описан като хормон, чиито основни функции са свързани с физиологията на храносмилателната система.

Въпреки че днес е известно, че участва в много други процеси в развитието и физиологията на животните, една от основните му функции е стимулирането на свиването (намаляването на обема) на жлъчния мехур.

Екзокринните му функции включват също стимулиране на секрецията на храносмилателни панкреатични ензими, поради което индиректно участва в храносмилането и усвояването на храната (храненето), особено при бозайниците.

Този малък пептиден хормон също участва в инхибирането на изпразването на стомаха чрез медииране на свиването на пилорния сфинктер и отпускане на проксималния стомах през вагусния нерв, което е експериментално доказано при плъхове, хора и нехоминидни примати.

В зависимост от разглеждания вид бозайник, холецистокининът има инхибиторни или стимулиращи ефекти за секреция на стомашна киселина, като допринася положително или отрицателно за други свързани хормони като гастрин.

Други функции

В допълнение към своите стомашно-чревни функции, холецистокининът участва в нервната система, като увеличава или засилва инхибиторните ефекти на допамин, невротрансмитер на централната нервна система.

По същия начин холецистокининът повишава дишането и кръвното налягане в сърдечно-съдовата система на гризачите.

Приложен екзогенно при експериментални животни, този пептиден хормон индуцира хипотермично състояние, като увеличава действието на невроните в отговор на високи температури и инхибира невроните в отговор на студ.

Други функции са свързани с освобождаването на различни невротрансмитери, регулирането на растежа на панкреаса, индуцирането на растежа на карциноми, съзряването на сперматозоидите в тестисите, наред с други.

Свързани заболявания

Различни автори определят наличието на променливи количества холецистокинин в различни ендокринни тумори, особено при тумори на хипофизата, карциноми на щитовидната жлеза, тумори на панкреаса и саркомите на Юинг.

Високите концентрации на този хормон в определени тумори произвеждат това, което се нарича синдром "CCKomas", първоначално описан при животни и по-късно потвърден при хора.

Ракът на панкреаса и панкреатитът също са свързани с холецистокинин, тъй като това участва в нормалния му растеж и в част от екзокринната стимулация за секрецията на храносмилателни ензими.

Определено е, че ролята на холецистокинин при тези патологични състояния е свързана със свръхекспресията на неговите рецептори (CCK-A и CCK-B), което позволява на този хормон да упражнява функцията си, дори когато е преекспресиран от клетки туморно.

Препратки

1. Crawley, JN, & Corwin, RL (1994). Биологични действия на холецистокинин. Пептиди, 15 (4), 731–755.
2. Dockray, GJ (2012). Холецистокинин. Настоящо мнение по ендокринология, диабет и затлъстяване, 19 (1), 8–12.
3. Guilloteau, P., Le Meuth-Metzinger, V., Morisset, J., & Zabielski, R. (2006). Гастрин, холецистокинин и функции на стомашно-чревния тракт при бозайници. Рецензии за изследвания на храненето, 19 (2), 254–283.
4. Jens F. Rehfeld, Lennart Friis-Hansen, Jens P. Goetze и Thomas VO Hansen. (2007 г.). Биологията на холецистокининовите и гастриновите пептиди. Актуални теми в лекарствената химия, 7 (12), 1154–1165.
5. Keller, J. (2015). Стомашно-чревно храносмилане и абсорбция. В Essentials of Medical Biochemistry (2-ро издание, стр. 137-164). Elsevier Inc.
6. Rehfeld, JF (2017). Холецистокинин - От местния чревен хормон до вездесъщия пратеник. Граници в ендокринологията, 8, 1–8.
7. Rehfeld, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U., & Bardram, L. (2016). Разкриването и характеризирането на синдром на CCKoma при пациенти с ентеропанкреатен невроендокринен тумор. Скандинавски журнал по гастроентерология, 51 (10), 1172–1178.
8. Секигучи, Т. (2016). Холецистокинин. В Наръчник на хормоните (стр. 177–178). Elsevier Inc.
9. Smith, JP, & Solomon, TE (2014). Холецистокинин и рак на панкреаса: пилето или яйцето? American Journal of Physiology - Gastrointestinal and Liver Physiology, 306 (2), 1–46.