GASTRINA: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA, GAMYBA, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Gastrino yra skrandžio hormonas, kuris gaminamas baltyminis į skrandžio ertmę daugelio žinduolių ir kurių funkcijos yra susijusios su stimuliacija su skrandžio rūgštimi, ir fermentų sekreciją.

Jį gamina endokrininių ląstelių grupė, vadinama „G“ (gastrino) ląstelėmis, kurios randamos pilorinėse liaukose tolimiausioje skrandžio dalyje (antrum) ir proksimaliniame dvylikapirštės žarnos srityje (žr. Paveikslėlį).

Supaprastinta žmogaus skrandžio schema (Šaltinis: Estomago.svg: „Rhcastilhosderivative work“: „Estevoaei“ per „Wikimedia Commons“)

Histologiškai kalbant, G ląstelės turi būdingą „kolbos“ formą, plačią bazę ir „kaklą“, pasiekiantį skrandžio gleivinės paviršių.

Nuo 1905 m. Įtariama, kad yra gastrinas. Tačiau tik 1964 m. Šis „antralinis hormonas“ (nes jis gaminamas skrandžio antrinėje dalyje) pirmą kartą buvo išskirtas Gregory ir Tracy, kurie tyrė kiaulių skrandžio gleivinę, darbo dėka.

Cheminę jo struktūrą išaiškino netrukus Kenneris ir bendradarbiai, kurie taip pat buvo atsakingi už dirbtinį sintezę.

Kaip ir kiti žinduolių endokrininės sistemos hormonai, gastrinas yra pirmtakų molekulės, žinomos kaip preprogastrinas, fermentinio ko-transliacinio perdirbimo produktas.

Jų funkcijos priklauso nuo jų sąveikos su specifiniais receptoriais, kurie paprastai sužadina tarpląstelines signalų kaskadas, susijusias su G-baltymais ir baltymų kinazėmis (fosforilinimo kaskadomis).

Tarpląstelinio kalcio koncentracija, rūgščių ir aminorūgščių buvimas skrandžio spindyje arba nervų stimuliacija per specifinius neuromediatorius yra keletas veiksnių, kontroliuojančių šio svarbaus hormono sekreciją žmonėms.

charakteristikos

Gastrinas yra į peptidus panašus hormonas ir nuo jo atradimo iki šių dienų buvo atpažintos trys šios molekulės formos ir pavadintos pagal jų dydį:

- Gastrina „grande“ (iš angliško „Big gastrin“) iš 34 aminorūgščių

- Gastrinas „mažas“ (iš anglų k. „Little gastrin“) iš 17 aminorūgščių

- 13 aminorūgščių „miniatiūrinė“ arba „mini gastrina“ (iš anglų k. „Mini gastrinas“).

Didelis gastrinas yra antralinėje gleivinėje, taip pat buvo nustatytas žmogaus gastrinomų (skrandžio navikų) ekstraktuose. Kai kurie autoriai mano, kad tiek mažas, tiek miniatiūrinis gastrinas atitinka iš jo gautus fragmentus.

„Didžiojo gastrino“ G-34 struktūra (Šaltinis: Edgar181 per „Wikimedia Commons“)

Didelio gastrino aminorūgščių sekos gavimas buvo įrodymas ankstesnei hipotezei patvirtinti, nes šio peptido sekos C-galo peptidas heptadeka yra identiškas mažo gastrino sekai.

Be to, mažo gastrino C-galo trideka-peptido seka yra identiška mini gastrino arba miniatiūrinio gastrino, turinčio 13 aminorūgščių, aminorūgščių sekai.

Mažame gastrine (G17) nustatyta, kad fragmentas, identiškas mini gastrinui (C-galo tridekos peptido galas), turi biologinį aktyvumą, tačiau N-galinis galas yra biologiškai neaktyvus.

Dabar žinoma, kad šis baltymas patiria daugybę ko-transliacinių modifikacijų, kurios apima fermentinį „pirmtako“ formos (didelio gastrino arba G-34) skaidymą, kad būtų galima gaminti aktyvųjį peptidą heptadeka (mažą gastriną) ir kitus darinius. mažieji.

Struktūra

Aukščiau paminėtos gastrino rūšys (G-34, G-17 ir G-13) yra linijiniai peptidai, neturintys disulfidinių ryšių tarp jų aminorūgščių liekanų.

Didelio gastrino molekulinė masė yra apie 4 kDa, tuo tarpu mažo gastrino ir mini gastrino atitinkamai yra apie 2,1 ir 1,6 kDa.

„Mažojo gastrino“ arba G-17 struktūra (Šaltinis: Edgar181 per „Wikimedia Commons“)

Atsižvelgiant į aplinkos sąlygas, ypač į pH, šios baltyminio pobūdžio molekulės gali būti randamos kaip alfa spiralės arba susistemintos kaip „atsitiktinės ritės“.

Gastrinuose G-34 ir G-17 glutamino rūgšties likučiai, esantys N-gale, gali „cikliuoti“ ir užkirsti kelią šių peptidinių hormonų virškinimui, veikdami aminopeptidazės fermentus.

Gamyba

Gastrinas yra aktyvus pirmtakų molekulės: preprogastrino, kurio žmogaus organizme yra 101 aminorūgšties liekana, perdirbimas. Preprogastrinas iš pradžių perdirbamas taip, kad būtų gautas progastrinas, 80 aminorūgščių peptidas.

Progastrinas endokrininėse ląstelėse yra perdirbamas pirmiausia fermentų proproteino konvertazių, o paskui - fermento karboksipeptidazės E, kad susidarytų didelis gastrinas, turintis C-galo glicino liekaną (G34-Gly), arba mažas gastrinas su liekana C-galinis glicinas (G17-Gly).

Šios molekulės išlieka progastrinais tol, kol yra paverčiamos peptidais G-34 ir G-17 „amiduojant“ C-galą. Tai procesas, vykstantis fermento peptidilo alfa-amidavimo mono-oksigenazės (PAM, iš anglų k. „Peptidyl“) veikimo. alfa-amiduojanti mono-oksigenazė “).

G ląstelių sekrecinėse pūslelėse vyksta endopeptidazės tarpinamas skilimo procesas ir C-galo amidacija.

„Miniatiūrinio gastrino“ arba G-13 struktūra (Šaltinis: Edgar181 per „Wikimedia Commons“)

Gamybos reguliavimas genetiniu lygmeniu

Gastriną koduoja genas, kuris paprastai yra ekspresuojamas antralinės pilorinės gleivinės G ląstelėse ir žmogaus skrandžio dvylikapirštės žarnos G ląstelėse. Šis genas yra 4,1 kb ir jo seka turi du intronus.

Jo išraiška gali padidėti, kai maistas patenka į skrandį, arba jis gali būti slopinamas dėl rūgščių ir somatostatino, kuris yra hormonas, slopinantis virškinimo trakto sekreciją, veikimo.

Nors nėra tiksliai žinoma, manoma, kad ląstelių signalizacijos keliai, skatinantys šio geno aktyvaciją, taigi ir gastrino gamybą, priklauso nuo baltymų kinazės fermentų (MAPK kelias).

Sekrecija

Gastrino sekrecija priklauso nuo tam tikrų cheminių veiksnių, veikiančių G ląsteles, kurios yra atsakingos už jo sintezę. Šie veiksniai gali turėti stimuliuojantį ar slopinantį poveikį.

G ląstelės liečiasi su tokiais cheminiais veiksniais dėl to, kad jos pernešamos per kraują, nes jos išsiskiria iš su jomis liečiančių nervų galų, arba dėl to, kad patenka iš skrandžio turinio, kuris „mauna“ kūno židinio paviršių. šie.

Kraujo nešantys cheminiai veiksniai

Nors normaliomis sąlygomis jie vargu ar pasiekia pakankamai aukštą koncentraciją, kad skatintų gastrino išsiskyrimą, „stimuliuojantys“ veiksniai, kuriuos perneša kraujotaka, yra epinefrinas arba adrenalinas ir kalcis .

Pavyzdžiui, reikšmingas kalcio transportavimo į skrandį padidėjimas, dėl kurio stimuliuojamas gastrino išsiskyrimas, paprastai yra susijęs su tokiomis ligomis kaip hiperparatiroidizmas.

Kraujas taip pat gali turėti slopinančių veiksnių, kaip ir kitų hormoninių molekulių, tokių kaip sekretas, gliukagonas ir kalcitoninas, atveju.

Cheminiai veiksniai, „švytinti“ arba iš maisto

Maiste, kurį valgome, gali būti cheminių veiksnių, skatinančių gastrino sekreciją, pavyzdžiui, kalcis ir baltymų virškinimo produktai (kazeino hidrolizatas).

Rūgštinių medžiagų buvimas skrandžio liumenyje sukelia priešingą poveikį, nes buvo pranešta, kad jos veikiau slopina gastrino sekreciją veikdamos visus kitus cheminius veiksnius, kurie skatina jo gamybą.

funkcijos

Gastrino funkcijos yra kelios:

- Skatina fermentų sekreciją skrandyje, kasoje ir plonojoje žarnoje.

- Skatina vandens ir elektrolitų sekreciją skrandyje, kasoje, kepenyse, plonojoje žarnoje ir Brunnerio liaukose (esančiose dvylikapirštėje žarnoje).

- slopina vandens, gliukozės ir elektrolitų absorbciją plonojoje žarnoje.

- Skatina skrandžio, plonosios žarnos ir storosios žarnos, tulžies pūslės ir stemplės sfinkterio lygiuosius raumenis.

- Slopina lygiuosius pilorinių, ileocekalinių ir Oddi sfinkterių raumenis.

- Skatina insulino ir kalcitonino išsiskyrimą.

- Padidėja kasos, plonosios žarnos ir skrandžio kraujotaka.

Kaip veikia gastrinas?

Gastrino veikimas yra tiesiogiai susijęs su jo sąveika su specifiniu transmembraninio receptoriaus baltymu, žinomu kaip CCK2R arba CCKBR (gastrino receptoriais).

Šis receptorius turi septynis transmembraninius segmentus ir yra sujungtas su G baltymu, kuris yra susijęs su MAP kinazių signaliniais keliais ląstelėse.

Gastritas ir kitos ligos

Gastritas yra patologinė būklė, kurią sukelia gramneigiama bakterija Helicobacter pylori ir kuri, be įvairių simptomų, sukelia skausmingą skrandžio gleivinės uždegimą.

Šis uždegimas, kurį sukelia H. pylori, slopina hormono somatostatino, kuris yra atsakingas už gastrino gamybos ir sekrecijos slopinimą, o tai reiškia, kad žymiai padidėja šio hormono sekrecija ir sumažėja skrandžio pH. per daug išskiriant skrandžio rūgščių.

Vėžys

Daugeliui virškinimo trakto navikų būdinga padidėjusi gastriną koduojančio geno ekspresija. Iš labiausiai tirtų galima paminėti gaubtinės ir tiesiosios žarnos karcinomą, kasos vėžį ir gastromą ar Zollingerio-Elisono sindromą.

Kai kurios iš šių patologijų gali būti susijusios su didele gastrino genų ekspresija, neteisingu pirmtakų peptidų perdirbimu ar genų ekspresija kitose vietose nei skrandis.

Nuorodos

1. Dockray, G., Dimaline, R., ir Varro, A. (2005). Gastrinas: senas hormonas, naujos funkcijos. Eur J Physiol, 449, 344–355.
2. Ferrand, A., ir Wang, TC (2006). Gastrinas ir vėžys: apžvalga. Vėžio laiškai, 238, 15–29.
3. Gregory, H., Hardy, P., D., J., Kenner, G., & Sheppard, R. (1964). Antralinis hormonas Gastrinas. Gamtos leidybos grupė, 204, 931–933.
4. Džeksonas, BM, Reederis, D. D. ir Thompsonas, JC (1972). Gastrino išsiskyrimo dinaminės charakteristikos. Amerikos žurnalas apie chirurgiją, 123, 137–142.
5. Walsh, J., ir Grossman, M. (1975). Gastrinas (pirmoji iš dviejų dalių). „The New England Journal of Medicine“, 292 (25), 1324–1334.