GASTRINA: JELLEMZŐK, SZERKEZET, ELŐÁLLÍTÁS, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2025

A gasztrin egy gyomorhormon, amelyet sok emlős gyomorüregében termesztenek proteinnel és amelynek funkciói a gyomorsav és az enzimek szekréciójának stimulálásához kapcsolódnak.

A „G” (gastrin) sejteknek nevezett endokrin sejtek egy csoportja termeli azokat, amelyek a gyomor legtávolabbi részében (antrum) és a duodenum proximális régiójában található pillor mirigyekben találhatók (lásd a képet).

Az emberi gyomor egyszerűsített vázlata (Forrás: Estomago.svg: Rhcastilhosderivative work: Estevoaei via Wikimedia Commons)

Szövettani szempontból a G-sejtek jellegzetes "lombik" alakúak, széles alapokkal és "nyakkal", amelyek a gyomorbél felületét érik el.

1905 óta gyanúja van a gasztrinnal. Ezt az "antral hormont" (mivel a gyomor antrumjában termelődik) azonban csak 1964-ben különítik el először Gregory és Tracy munkájának köszönhetően, akik a sertések gyomornyálkahártyáját vizsgálták.

Kémiai szerkezetét röviddel később Kenner és munkatársai meghatározták, akik szintén a mesterséges szintézisért felelősek.

Az emlősök endokrin rendszerének egyéb hormonjaihoz hasonlóan a gastrin egy preprogastrin néven ismert prekurzor molekula ko-transzlációs enzimatikus feldolgozásának terméke.

Funkcióik azon specifikus receptorokkal való kölcsönhatásuktól függnek, amelyek általában a G-fehérjékhez és protein-kinázokhoz kapcsolódó intracelluláris jelátviteli kaszkákat indítják el (foszforilációs kaszkádok).

Az intracelluláris kalcium koncentrációja, savak és aminosavak jelenléte a gyomor lumenében vagy idegstimuláció specifikus neurotranszmitterek révén néhány olyan tényező, amely szabályozza ennek a fontos hormonnak a kiválasztását az emberekben.

jellemzők

A gasztrin egy peptid-szerű hormon, felfedezése óta a mai napig ennek a molekulanak a három formáját felismerték és méretük szerint nevezték el:

- Gastrina "grande" (angolul: "Big gastrin"), 34 aminosav

- 17 aminosavból álló "kicsi" gasztrin (angolul "Little gastrin")

- Gastrina "miniatűr" vagy "mini gastrina" (angolul "Mini gastrin") 13 aminosavból.

A nagy gasztrin megtalálható az antra nyálkahártyájában, és az emberi gasztronómák kivonataiban is azonosítottak (gyomorrák). Egyes szerzők úgy vélik, hogy mind a kis, mind a miniatűr gasztronok megfelelnek az abból származó fragmentumoknak.

A «nagy gasztrin» G-34 felépítése (Forrás: Edgar181 a Wikimedia Commons segítségével)

A nagy gasztrin aminosav-szekvenciájának megszerzése bizonyítékként szolgált az előző hipotézis megerősítéséhez, mivel ennek a peptidnek a szekvenciájának heptadeca C-terminális peptidje azonos a kis gasztrin szekvenciájával.

Ezenkívül a kis gasztrin C-terminálisának tridekapeptidszekvenciája megegyezik a miniatűr gasztrin vagy a miniatűr gasztron aminosavszekvenciájával, 13 aminosav hosszú.

Kicsi gastrinban (G17) a mini-gastrinnel azonos fragmentumot (C-terminális trideca peptidvég) biológiai aktivitással bírták, de az N-terminális vég biológiailag inaktív.

Most már ismert, hogy ez a fehérje számos ko-transzlációs módosításon megy keresztül, amely magában foglalja a "prekurzor" forma (nagy gasztrin vagy G-34) enzimatikus hasítását az aktív peptid (kis gasztrin) peptid és más származékok előállításához. kicsik.

Szerkezet

A fent említett gastrin típusok (G-34, G-17 és G-13) olyan lineáris peptidek, amelyek aminosav-maradékuk között nem tartalmaznak diszulfidkötéseket.

A nagy gastrin molekulatömege körülbelül 4 kDa, míg a kis gasztrin körülbelül 2,1 és 1,6 kDa.

A "kis gasztrin" vagy a G-17 felépítése (Forrás: Edgar181 a Wikimedia Commons segítségével)

A környezeti feltételektől, különösen a pH-tól függően, ezek a fehérje jellegű molekulák alfa-heliklisként vagy "véletlenszerű tekercsekként" felépíthetők

A G-34 és a G-17 gasztinokban az N-terminálison található glutaminsav-maradék "ciklusba" léphet és megakadályozhatja ezen peptidhormonok emésztését az aminopeptidáz enzimek hatására.

Termelés

A gasztrin egy prekurzor molekula: preprogastrin, amely az emberekben 101 aminosavmaradékkal rendelkezik, transzlációs feldolgozásának aktív terméke. A preprogasztrint kezdetben feldolgozzák egy alkalsztrin, egy 80 aminosav peptid előállításához.

A progastrint az endokrin sejtekben először a proprotein konvertáz enzimek, majd a karboxipeptidáz E enzim dolgozza fel, hogy C-terminális glicin maradékkal (G34-Gly) vagy egy gasztrinnal egy kis gasztrint kapjunk, amelynek maradékát C-terminális glicin (G17-Gly).

Ezek a molekulák maradnak progasztrinek, mindaddig, amíg a C-terminális vég "amidálásával" G-34 és G-17 peptidekké alakulnak, ezt a folyamatot a peptidil-alfa-amidáló mono-oxigenáz enzim (PAM, az angol "peptidyl" hatása közvetíti) alfa-amidáló mono-oxigenáz ”).

Az endopeptidáz-mediált hasítási folyamat és a C-terminális amidáció a G-sejtek szekréciós vezikuláiban fordul elő.

A "miniatűr gastrin" vagy a G-13 szerkezete (Forrás: Edgar181 a Wikimedia Commons segítségével)

Termelésének szabályozása genetikai szinten

A gasztrint egy olyan gén kódolja, amely tipikusan expresszálódik az antális pyloricus nyálkahártya G-sejtjeiben és az emberi gyomor-duodenum G-sejtjeiben. Ez a gén 4,1 kb, és két intront tartalmaz a szekvenciájában.

Az expressziója növekszik az étel gyomorba jutásának hatására, vagy gátolható savak jelenlétének és a szomatosztatinnak, amely a gyomor-bél kiválasztódás gátlásáért felelős hormon hatására.

Bár nem pontosan ismert, úgy gondolják, hogy a sejtes jelátviteli útvonalak, amelyek elősegítik ennek a génnek az aktiválását, és így a gastrin termelést, a protein-kináz enzimektől (MAPK út) függnek.

Kiválasztás

A gasztrin kiválasztása bizonyos kémiai tényezőktől függ a G-sejteken, amelyek felelősek annak szintéziséhez. Ezeknek a tényezőknek stimuláló vagy gátló hatása lehet.

A G-sejtek érintkezésbe kerülnek ezekkel a kémiai tényezőkkel vagy azért, mert a véráramban szállítják őket, vagy mert felszabadulnak a velük érintkező idegvégződésekből, vagy azért, mert olyan gyomortartalomból származnak, amely "megfüröti" a test luminális felületét. ezek.

A vérben átvitt kémiai tényezők

Noha normál körülmények között alig érik el olyan magas koncentrációkat, hogy elősegítsék a gastrin felszabadulását, a véráramban átjutó „stimuláló” tényezők az epinefrin vagy az adrenalin és a kalcium.

Például a kalcium gyomorba jutásának jelentős növekedése, ami stimulálja a gastrin felszabadulását, rendszerint olyan állapotokkal jár, mint a hiperparatireoidizmus.

A vér gátló tényezőket is hordozhat, mint más hormonális molekulák, például szekretin, glükagon és kalcitonin esetében.

"Luminal" vagy élelemből származó kémiai tényezők

Az általunk fogyasztott étel tartalmazhat olyan kémiai tényezőket, amelyek stimulálják a gasztrinációt, ilyenek például a kalcium és a fehérjék emésztési termékei (kazein-hidrolizátum).

A savas anyagok jelenléte a gyomor lumenében ellentétes hatással rendelkezik, mivel arról számoltak be, hogy ezek inkább gátolják a gastrin szekrécióját azáltal, hogy befolyásolják az összes többi kémiai tényezőt, amely stimulálja a termelést.

Jellemzők

A gastrin funkciói többek között:

- Stimulálja az enzimek kiválasztását a gyomorban, a hasnyálmirigyben és a vékonybélben.

- Stimulálja a víz és az elektrolitok kiválasztását a gyomorban, hasnyálmirigyben, májban, vékonybélben és Brunner mirigyeiben (a duodenumban).

- Gátolja a víz, glükóz és elektrolitok felszívódását a vékonybélben.

- Stimulálja a gyomor, a vékonybél és a vastagbél simaizomjait, az epehólyagot és a nyelőcső sphincterét.

- Gátolja a pylorikus, ileocecalis és Oddi záróizmok simaizomjait.

- Elősegíti az inzulin és a kalcitonin felszabadulását.

- Növeli a hasnyálmirigy, a vékonybél és a gyomor véráramát.

Hogyan működik a gastrin?

A gastrin hatása közvetlenül kapcsolódik annak kölcsönhatásába egy specifikus transzmembrán receptor fehérjével, az úgynevezett CCK2R vagy CCKBR (gastrin receptor).

Ennek a receptornak hét transzmembrán szegmense van, és kapcsolódik egy G-proteinhez, amely a MAP-kinázok sejtjelző útvonalaihoz kapcsolódik.

Gyomorhurut és más betegségek

A gyomorhurut olyan patológiás állapot, amelyet a gram-negatív Helicobacter pylori baktérium okoz, és amely a különféle tünetek között fájdalmas gyulladást okoz a gyomorbélben.

Ez a H. pylori által okozott gyulladás gátolja a szomatosztatin hormon expresszióját, amely a gastrin termelésének és szekréciójának gátlásáért felelős. Ez a hormon szekréciójának jelentős növekedését és a gyomor pH-jának csökkenését eredményezi. a gyomorsavak túlzott szekréciója révén.

Rák

Számos gasztrointesztinális daganatra jellemző a gastrint kódoló gén fokozott expressziója. A legtöbb tanulmányban megemlíthetjük a vastagbél-karcinómát, a hasnyálmirigyrákot és a gastrinómát vagy a Zollinger-Ellison-szindrómát.

Ezen patológiák némelyike ​​a magas gasztrin-génexpresszióval, a prekurzor peptidek helytelen feldolgozásával vagy a gyomoron kívüli helyek génexpressziójával kapcsolatos.

Irodalom

1. Dockray, G., Dimaline, R., és Varro, A. (2005). Gastrin: régi hormon, új funkciók. Eur. J Physiol, 449, 344–355.
2. Ferrand, A., és Wang, TC (2006). Gyomor és rák: áttekintés. Cancer Letters, 238, 15–29.
3. Gregory, H., Hardy, P., D., J., Kenner, G., és Sheppard, R. (1964). The Antral Hormon Gastrin. Nature Publishing Group, 204, 931–933.
4. Jackson, BM, Reeder, D. D. és Thompson, JC (1972). A gasztrin felszabadulásának dinamikus tulajdonságai. Az American Journal of Surgery, 123, 137–142.
5. Walsh, J. és Grossman, M. (1975). Gastrin (az első két rész). A New England Journal of Medicine, 292 (25), 1324–1334.