- характеристики
- структура
- производство
- Регулиране на производството му на генетично ниво
- секреция
- Химически фактори, пренасяни в кръвта
- Химически фактори "луминални" или от храната
- Характеристика
- Как действа гастринът?
- Гастрит и други заболявания
- Рак
- Препратки
На гастрин е стомашен хормон, който се произвежда протеинов в стомашната кухина на много бозайници и чиито функции са свързани с стимулиране на секрецията на стомашна киселина и ензими.
Произвежда се от група ендокринни клетки, известни като “G” (гастрин) клетки, които се намират в пилорните жлези в най-отдалечената част на стомаха (антрум) и в проксималния участък на дванадесетопръстника (виж снимката).
Опростена диаграма на човешкия стомах (Източник: Estomago.svg: Rhcastilhosderivative работа: Estevoaei чрез Wikimedia Commons)
Хистологично казано, G клетките имат характерна "колба" форма, с широка основа и "шия", която достига до повърхността на стомашната лигавица.
От 1905 г. се подозира съществуването на гастрин. Но едва през 1964 г. този „антрален хормон“ (тъй като се произвежда в антрама на стомаха) за първи път е изолиран благодарение на работата на Грегъри и Трейси, които изучават стомашната лигавица на прасетата.
Неговата химическа структура е изяснена малко след това от Кенър и сътрудници, които също са отговорни за изкуственото му синтезиране.
Подобно на други хормони на ендокринната система на бозайниците, гастринът е продукт на съвместна транслационна ензимна обработка на молекула-предшественик, известна като препрогастрин.
Функциите им зависят от взаимодействието им със специфични рецептори, които обикновено задействат вътреклетъчни сигнални каскади, свързани с G-протеини и протеинкинази (фосфорилиращи каскади).
Концентрацията на вътреклетъчния калций, наличието на киселини и аминокиселини в лумена на стомаха или нервната стимулация чрез специфични невротрансмитери са някои от факторите, които контролират секрецията на този важен хормон при хората.
характеристики
Гастринът е пептид-подобен хормон и от неговото откриване до днес са разпознати и наречени три форми на тази молекула според техния размер:
- Gastrina "grande" (от английски "Big gastrin") от 34 аминокиселини
- Gastrin "малък" (от английски "Little gastrin") от 17 аминокиселини
- Gastrina "миниатюрна" или "mini gastrina" (от английското "Mini gastrin") от 13 аминокиселини.
Голям гастрин се намира в антралната лигавица и също е идентифициран в екстракти от човешки гастриноми (тумори на стомаха). Някои автори считат, че както малки, така и миниатюрни гастрини съответстват на фрагменти, получени от него.
Структура на "големия гастрин" G-34 (Източник: Edgar181 през Wikimedia Commons)
Получаването на аминокиселинната последователност на голям гастрин послужи като доказателство за проверка на предишната хипотеза, тъй като С-крайният пептиден хептадека от последователността на този пептид е идентичен с последователността на малкия гастрин.
Освен това тридека-пептидната последователност на С-края на малкия гастрин е идентична с аминокиселинната последователност на миниатюрен гастрин или миниатюрен гастрин с дължина 13 аминокиселини.
В малък гастрин (G17) фрагментът, идентичен на мини гастрина (C-краен тридека пептиден край), е определен, че има биологична активност, но N-крайният край е биологично неактивен.
Вече е известно, че този протеин претърпява редица ко-транслационни модификации, които включват ензимното разцепване на формата на предшественик (голям гастрин или G-34) за производството на активния пептид хептадека (малък гастрин) и други производни. малки.
структура
Посочените по-горе типове гастрин (G-34, G-17 и G-13) са линейни пептиди, които не съдържат дисулфидни връзки между нито един от техните аминокиселинни остатъци.
Големият гастрин има молекулно тегло около 4 kDa, докато малките гастрин и мини гастрин имат съответно около 2,1 и 1,6 kDa.
Структура на «малкия гастрин» или G-17 (Източник: Edgar181 през Wikimedia Commons)
В зависимост от условията на околната среда, особено pH, тези молекули с протеинов характер могат да бъдат намерени като алфа спирали или структурирани като „случайни намотки“
В гастрините G-34 и G-17, остатъкът от глутаминова киселина, разположен на N-края, може да "циклизира" и да предотврати храносмилането на тези пептидни хормони чрез действието на ензимите аминопептидаза.
производство
Гастрин е активният продукт на съвместната транслационна обработка на молекула-предшественик: препрогастрин, който при хората има 101 аминокиселинни остатъци. Препрогастринът първоначално се обработва за получаване на прогастрин, пептид от 80 аминокиселини.
Прогастринът се обработва в ендокринни клетки, първо от ензимите пропротеин конвертази, а след това от ензимната карбоксипептидаза Е, за да се получи голям гастрин със С-краен глицинов остатък (G34-Gly) или малък гастрин с остатък от С-краен глицин (G17-Gly).
Тези молекули остават прогастрини, стига да бъдат превърнати в пептиди G-34 и G-17 чрез "амидиране" на С-крайния край, процес, медииран от действието на ензима пептидил алфа-амидираща моно-оксигеназа (PAM, от английски "пептидил алфа-амидираща моно-оксигеназа ”).
Ендопептидаза-медиираният процес на разцепване и С-терминалното амидиране протичат в секреторните везикули на G клетки.
Структура на «миниатюрен гастрин» или G-13 (Източник: Edgar181 през Wikimedia Commons)
Регулиране на производството му на генетично ниво
Гастринът е кодиран от ген, който обикновено се експресира в G клетките на антралната пилорна лигавица и в G клетките на дванадесетопръстника на човека. Този ген е 4.1 kb и има два интрона в своята последователност.
Експресията му може да се увеличи в отговор на навлизането на храна в стомаха или може да се инхибира благодарение на наличието на киселини и действието на соматостатин, който е хормон, отговорен за инхибирането на стомашно-чревния секрет.
Въпреки че не е точно известно, се смята, че клетъчните сигнални пътища, които насърчават активирането на този ген и, следователно, производството на гастрин, зависят от ензимите на протеин киназата (MAPK път).
секреция
Секрецията на Гастрин зависи от определени химични фактори, действащи върху G клетките, които са отговорни за неговия синтез. Тези фактори могат да имат стимулиращи или инхибиторни ефекти.
G клетките влизат в контакт с такива химически фактори или защото се транспортират през кръвообращението, защото се освобождават от нервните терминали, които са в контакт с тях, или защото идват от стомашното съдържание, което "къпе" луминалната повърхност на тялото. тези.
Химически фактори, пренасяни в кръвта
Въпреки че при нормални условия те трудно достигат концентрации, достатъчно високи за стимулиране на освобождаването на гастрин, "стимулиращите" фактори, които се транспортират през кръвообращението, са епинефрин или адреналин и калций.
Например, значително увеличение на транспорта на калций до стомаха, което води до стимулиране на освобождаването на гастрин, обикновено се свързва със състояния като хиперпаратиреоидизъм.
Кръвта също може да носи инхибиращи фактори, както в случая с други хормонални молекули като секретин, глюкагон и калцитонин.
Химически фактори "луминални" или от храната
Храната, която ядем, може да съдържа химически фактори, които стимулират секрецията на гастрин, примери за които са калций и продуктите на храносмилането на протеини (казеинов хидролизат).
Наличието на кисели вещества в лумена на стомаха има обратен ефект, тъй като е съобщено, че те по-скоро инхибират секрецията на гастрин, като влияят на всички останали химични фактори, които стимулират производството му.
Характеристика
Функциите на гастрин са няколко:
- Стимулира секрецията на ензими в стомаха, панкреаса и тънките черва.
- Стимулира секрецията на вода и електролити в стомаха, панкреаса, черния дроб, тънките черва и жлезите на Брунер (присъства в дванадесетопръстника).
- Инхибира абсорбцията на вода, глюкоза и електролити в тънките черва.
- Стимулира гладката мускулатура на стомаха, тънките черва и дебелото черво, жлъчния мехур и езофагеалния сфинктер.
- Инхибира гладките мускули на пилорния, илеоцекалния и Оди сфинктера.
- насърчава отделянето на инсулин и калцитонин.
- Увеличава притока на кръв към панкреаса, тънките черва и стомаха.
Как действа гастринът?
Действието на гастрин е пряко свързано с взаимодействието му със специфичен трансмембранен рецепторен протеин, известен като CCK2R или CCKBR (гастринов рецептор).
Този рецептор има седем трансмембранни сегмента и е свързан с G протеин, който е свързан с клетъчните сигнални пътища на MAP кинази.
Гастрит и други заболявания
Гастритът е патологично състояние, причинено от грам-отрицателната бактерия Helicobacter pylori, която сред различните симптоми причинява болезнено възпаление на стомашната лигавица.
Това възпаление, причинено от H. pylori, предизвиква инхибиране на експресията на хормона соматостатин, който е отговорен за инхибирането на производството и секрецията на гастрин, което се изразява в значително увеличаване на секрецията на този хормон и намаляване на pH на стомаха чрез преувеличена секреция на стомашни киселини.
Рак
Много стомашно-чревни тумори се характеризират с повишена експресия на гена, кодиращ гастрин. От най-изследваните може да се спомене колоректален карцином, рак на панкреаса и гастринома или синдром на Золингер-Елисън.
Някои от тези патологии могат да бъдат свързани с висока експресия на ген на гастрин, неправилна обработка на предшественици пептиди или генна експресия на места, различни от стомаха.
Препратки
- Dockray, G., Dimaline, R., & Varro, A. (2005). Гастрин: стар хормон, нови функции. Eur J Physiol, 449, 344–355.
- Ferrand, A., & Wang, TC (2006). Гастрин и рак: Преглед. Ракови писма, 238, 15–29.
- Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G., & Sheppard, R. (1964). Антралният хормон Гастрин. Nature Publishing Group, 204, 931–933.
- Джаксън, БМ, Рийдър, DD, и Томпсън, JC (1972). Динамични характеристики на освобождаването на Гастрин. Американското списание по хирургия, 123, 137–142.
- Walsh, J., & Grossman, M. (1975). Гастрин (първа от две части). The New England Journal of Medicine, 292 (25), 1324–1334.