ГАСТРИНА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ПРОИЗВОДЊА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Гастрин је желуца хормон који се производи протеински у стомак шупљину многих сисара и чије функције се односе на стимулацију секреције желудачне киселине и ензима.

Производи га група ендокриних ћелија позната као "Г" (гастрин) ћелије, које се налазе у пилоричним жлездама у најудаљенијем делу стомака (антрум) и у проксималном пределу дванаестопалачног црева (види слику).

Поједностављени дијаграм људског стомака (Извор: Естомаго.свг: Рхцастилхосдеривативни рад: Естевоаеи путем Викимедиа Цоммонс)

Хистолошки гледано, Г ћелије имају карактеристичан облик "тиквице", са широком базом и "вратом" који досеже површину стомачне слузнице.

Од 1905. сумња се у постојање гастрина. Међутим, тек 1964. године, овај "антрални хормон" (јер се производи у антруму желуца) први пут је изолован захваљујући раду Грегорија и Трација, који су проучавали стомачну слузницу свиња.

Њену хемијску структуру су убрзо разјаснили Кеннер и сарадници, који су такође били одговорни за вештачку синтезу.

Као и други хормони ендокриног система сисара, гастрин је производ ко-транслационе ензимске обраде молекула прекурсора познатог као препрострин.

Њихове функције зависе од њихове интеракције са специфичним рецепторима који обично покрећу унутарћелијске сигналне каскаде повезане са Г-протеинима и протеин киназама (фосфорилационе каскаде).

Концентрација унутарћелијског калцијума, присуство киселина и аминокиселина у лумену желуца или стимулација живаца помоћу специфичних неуротрансмитера су неки од фактора који контролирају излучивање овог важног хормона код људи.

карактеристике

Гастрин је хормон сличан пептиду и од његовог открића до данас препозната су и формирана три облика овог молекула према њиховој величини:

- Гастрина "гранде" (од енглеског "Велики гастрин") од 34 аминокиселине

- Гастрин „мали“ (од енглеског „Литтле гастрин“) од 17 аминокиселина

- „минијатурна“ или „мини гастрина“ Гастрина (од енглеског „мини гастрин“) од 13 аминокиселина.

Велики гастрин се налази у антралној мукози и такође је идентификован у екстрактима хуманих гастринома (тумори стомака). Неки аутори сматрају да и мали и минијатурни гастрин одговарају фрагментима који су изведени из њега.

Структура Г-34 «великог гастрина» (Извор: Едгар181 путем Викимедиа Цоммонса)

Добијање аминокиселинске секвенце великог гастрина послужило је као доказ за верификацију претходне хипотезе, пошто је хептадека Ц-терминалног пептида у секвенци овог пептида идентична секвенци малог гастрина.

Даље, тридека-пептидна секвенца Ц-краја малог гастрина идентична је аминокиселинском низу минијатурног гастрина или минијатурног гастрина, дужине 13 аминокиселина.

У малом гастрину (Г17), за фрагмент идентичан мини гастрину (Ц-терминални тридека-пептидни крај) је утврђено да има биолошку активност, али Н-терминални крај је биолошки неактиван.

Сада је познато да овај протеин подвргава се низ ко-транслационих модификација које укључују ензимско цепање облика "прекурсора" (велики гастрин или Г-34) за производњу активног пептида хептадека (мали гастрин) и других деривата. малишани.

Структура

Горе наведени типови гастрина (Г-34, Г-17 и Г-13) су линеарни пептиди који не садрже дисулфидне везе између било којег од њихових аминокиселинских остатака.

Велики гастрин има молекуларну тежину од око 4 кДа, док мали гастрин има око 2,1 и 1,6 кДа, респективно.

Структура «малог гастрина» или Г-17 (Извор: Едгар181 путем Викимедиа Цоммонс)

У зависности од услова околине, нарочито пХ, ови молекули протеинске природе могу се наћи као алфа хеликоптери или структурирани као „случајни завојнице“

У гастринима Г-34 и Г-17, остатак глутаминске киселине смештен на Н-терминусу може да "циклуси" и спречи варење ових пептидних хормона дејством аминопептидазних ензима.

Производња

Гастрин је активни производ ко-транслационе прераде молекула прекурсора: препрогастрин, који код људи има 101 аминокиселински остатак. Препрогастрин се у почетку прерадјује да би се добио прогастрин, пептид од 80 аминокиселина.

Прогастрин се прерађује у ендокриним ћелијама, најпре ензимима пропротеин конвертазама, а затим ензим карбоксипептидаза Е, да би се створио велики гастрин са Ц-терминалним глицинским остатком (Г34-Гли) или мали гастрин са остатком од Ц-терминални глицин (Г17-Гли).

Ови молекули остају прогастрини све док се претварају у пептиде Г-34 и Г-17 „амидацијом“ краја Ц-терминала, процеса посредованог дејством ензима пептидил алфа-амидантне моно-оксигеназе (ПАМ, из енглеског „пептидил“ моно-оксигеназа алфа амида “).

Процес цепања посредовани ендопептидазом и амидација Ц-терминала настају у секреторним везикулама Г ћелија.

Структура «минијатурног гастрина» или Г-13 (Извор: Едгар181 путем Викимедиа Цоммонс)

Регулација његове производње на генетском нивоу

Гастрин је кодиран геном који се типично експримира у Г ћелијама антралне пилоричне мукозе и у Г ћелијама дванаестопалачног црева човека. Овај ген је 4,1 кб и има два интрона у свом низу.

Експресија се може повећати као одговор на улазак хране у желудац или може бити инхибирана захваљујући присуству киселина и деловању соматостатина, који је хормон одговоран за инхибицију гастроинтестиналних секрета.

Иако није тачно познато, сматра се да ћелијски сигнални путеви који подстичу активацију овог гена и, према томе, производњу гастрина, зависе од ензима протеин киназе (МАПК пут).

Секреција

Излучивање Гастрина зависи од одређених хемијских фактора који делују на Г ћелије, који су одговорни за његову синтезу. Ови фактори могу имати стимулативне или инхибицијске ефекте.

Г ћелије долазе у контакт са таквим хемијским факторима било зато што се транспортују крвотоком, јер се ослобађају из нервних завршетака који су у контакту са њима, или зато што долазе из садржаја желуца који „окупа“ луминалну површину тела. ове.

Хемијски фактори који се преносе у крви

Иако у нормалним условима тешко достижу концентрације довољно високе да подстакну ослобађање гастрина, „стимулативни“ фактори које преноси крвоток су епинефрин или адреналин и калцијум .

На пример, значајно повећање преноса калцијума у ​​желудац, што резултира стимулацијом ослобађања гастрина, обично је повезано са стањима као што је хиперпаратироидизам.

Крв такође може да носи инхибиторне факторе, као у случају других хормонских молекула, попут секреина, глукагона и калцитонина.

Хемијски фактори „луминални“ или из хране

Храна коју једемо може да садржи хемијске факторе који подстичу лучење гастрина, чији су примери калцијум и протеини варења (казеин хидролизат).

Присуство киселих супстанци у лумену желуца има супротан ефекат, јер је објављено да оне радије инхибирају лучење гастрина утичући на све остале хемијске факторе који подстичу његову производњу.

Карактеристике

Функције гастрина су неколико:

- Стимулише лучење ензима у стомаку, панкреасу и танком цреву.

- Стимулише излучивање воде и електролита у стомаку, панкреасу, јетри, танком цреву и Бруннеровим жлездама (присутним у дванаестопалачном цреву).

- Инхибира апсорпцију воде, глукозе и електролита у танком цреву.

- Стимулише глатке мишиће стомака, танког црева и дебелог црева, жучног песка и сфинктера једњака.

- Инхибира глатке мишиће пилоричних, илеоцекалних и Одди сфинктера.

- Потиче ослобађање инсулина и калцитонина.

- Повећава доток крви у панкреас, танко црево и желудац.

Како делује гастрин?

Деловање гастрина је директно повезано са његовом интеракцијом са специфичним протеинима трансмембранских рецептора, познатим као ЦЦК2Р или ЦЦКБР (гастрински рецептор).

Овај рецептор има седам трансмембранских сегмената и повезан је са Г протеином који је повезан са ћелијским сигналним путевима МАП киназа.

Гастритис и друге болести

Гастритис је патолошко стање узроковано грам-негативном бактеријом Хелицобацтер пилори која, међу различитим симптомима, изазива болну упалу желудачне слузнице.

Ова упала изазвана Х. пилори узрокује инхибицију експресије хормона соматостатина, који је одговоран за инхибирање производње и излучивања гастрина, што се претвара у значајно повећање секреције овог хормона и смањење пХ у желуцу претјераним излучивањем желудачних киселина.

Рак

За многе гастроинтестиналне туморе карактерише појачана експресија гена који кодира гастрин. Од најгледанијих, може се поменути колоректални карцином, карцином гуштераче и гастринома или Золлингер-Еллисон синдром.

Неке од ових патологија могу бити повезане са високом експресијом гена гастрина, погрешном обрадом пептида прекурсора или експресијом гена на местима која нису у стомаку.

Референце

1. Доцкраи, Г., Дималине, Р., & Варро, А. (2005). Гастрин: стари хормон, нове функције. Еур Ј Пхисиол, 449, 344–355.
2. Ферранд, А., & Ванг, ТЦ (2006). Гастрин и рак: преглед. Рак слова, 238, 15–29.
3. Грегори, Х., Харди, П., Д, Ј., Кеннер, Г. и Схеппард, Р. (1964). Антрални хормон Гастрин. Натуре Публисхинг Гроуп, 204, 931–933.
4. Јацксон, БМ, Реедер, ДД и Тхомпсон, ЈЦ (1972). Динамичке карактеристике ослобађања Гастрина. Амерички часопис за хирургију, 123, 137–142.
5. Валсх, Ј. и Гроссман, М. (1975). Гастрин (први од два дела). Тхе Нев Енгланд Јоурнал оф Медицине, 292 (25), 1324–1334.