G-CELLER: UTVECKLING, GASTRIN, PIEZOMEKANISK KÄNSLIGA KANALER - BIOLOGI - 2025

De G-celler är endokrina celler som är föremål för humorala och neurala regleringen luminala innehållet. De är belägna på nivån av duodenalslemhinnan och magantrummet. Dessa celler representerar en mindre procentandel av cellerna i magslemhinnan (1%).

Mikrovillien som finns i denna celltyp, som är fördelad på deras apikala ytor, gör det möjligt att ta prover av maginnehåll. G-celler frisätter gastrin, som är ett polypeptidhormon vars utsöndring induceras av stimulanser av en neural, mekanisk eller kemisk karaktär.

G-cell i magantrummet. Av Miguelferig, från Wikimedia Commons.

Gastrin stimulerar parietalcellerna att utsöndra syra, ökar blodflödet i magslemhinnan, inducerar utsöndring av pepsin i huvudcellerna och främjar tillväxten av exokrin och bukspottkörtelvävnad samt gastrisk rörlighet.

Aktiviteten eller verkningsmekanismen för G-celler stimuleras av närvaron av proteinnedbrytningsprodukter. Det har emellertid visats att de inte bara svarar på dessa typer av kemiska signaler, utan också stimuleras av störning av bukväggen.

I detta avseende har närvaron av mekanosensitiva jonkanaler som tillhör Piezo-familjen bevisats, vilka beskrivs senare.

G-cellutveckling

I ryggradsdjur har magen flera funktioner förutom att vara den plats där mat lagras, såsom att tillhandahålla en barriär som förhindrar inträde av mikroorganismer i tarmen och skapar en skyddande miljö mot attacker av endogen eller exogen natur.

Magen har olika celler som utför specifika funktioner. Sådant är fallet med enterokromaffinceller som är ansvariga för att producera histamin; celler som utsöndrar hormoner av peptidkaraktär; D-celler som frisätter somatostatin; ghrelinproducerande A-celler; och G-celler som utsöndrar gastrin.

G-celler härstammar från pre-endokrina hormonella celler som genomgår asymmetrisk uppdelning i fodret i magen, vilket ger upphov till två dotterceller. En av dem uttrycker somatostatin och den andra uttrycker gastrin i varje delningsprocess.

Sådan asymmetrisk uppdelning gör det möjligt för somatostatin-utsöndrande celler att modulera tillväxten och verkan av gastrinsekretions-G-celler. Mognaden för båda celltyperna regleras fint av transkriptionsfaktorer.

Gastrin och kolecystokininreceptor

Gastrinfrisättning av G-cellerna i magslimhinnans antrum. Av Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D. , från Wikimedia Commons.

Gastrin översätts i princip som preprogastrin. När översättningsprocessen har inträffat genomgår preprogastrinet klyvningar som har sitt ursprung i peptider av olika storlekar, i vilket "Big" gastrin är den vanligaste peptiden.

Den biologiska aktiviteten hos gastrin finns i en sekvens som kallas pentagastrin, som består av 5 aminosyror. Denna sekvens är belägen i den C-terminala domänen.

Handlingarna av gastrin inträffar efter dess bindning till kolecystokininreceptorn (CCKB), en G-proteinkopplad receptor.

När gastrin binds till dess receptor, utlöses en signaleringskaskad i vilken membraninositoler såsom fosfolipas C aktiveras, vilket leder till ökningar i intracellulära kalciumkoncentrationer och verkan av andra budbärare såsom inositol trifosfat och diacylglycerol.

Emellertid kan denna receptor också inducera aktivering av signalvägen som involverar tyrosinkinasreceptorer, endast i mindre utsträckning.

Uttrycket av CCKB-receptorn finns i matsmältningssystemet, vita blodkroppar, endotelceller och det centrala nervsystemet.

Piezo mekanoskänsliga kanaler

Mekanosensitiva jonkanaler svarar på mekaniska impulser, det vill säga; de öppnas när cellmembranet utsätts för en förändring i spänning eller tryck.

Mekanismerna genom vilka dessa förändringar uppfattas diskuteras, men deltagandet av komponenter i cytoskeletten och fosfolipaserna associerade med cellmembranet har föreslagits.

Piezo mekanoskänsliga kanaler är proteiner som har bevarats under hela utvecklingen och som förutom att de är spänningsmodulerade, svarar på stimuli av mekanisk karaktär.

Piezo1- och Piezo2-jonkanalerna uppfyller ett brett spektrum av fysiologiska processer av avgörande betydelse. Till exempel: Piezo1, deltar i utvecklingen av lymfsystemet och kärlsjukdom hos möss.

Piezo 2, för sin del, deltar i mekanotransduktionen av Merkel-celler och sensoriska neuroner som finns i ryggroten.

Nyligen genomförda studier på människor och möss har visat att Piezo-kanaler också är involverade i icke-sensoriska fysiologiska processer som ombyggnad av glatt muskel, bildning av epitelialamina och brosk i cellerna som komponerar den (kondrocyter).

Hos möss har det visats att borttagandet av Piezo 1- eller Piezo 2-generna leder till embryodödlighet eller tidig postnatal dödlighet.

Uttryck av mekanosensitiva kanaler i G-celler

G-cellsvaren på de olika proteinprodukterna utförs av kemosensoriska receptorer. Emellertid förstås de mekanismer som är involverade i aktiveringen av dessa celler efter störning av magväggen.

Antral innervation krävs för att G-cellstimulering ska ske, men en ny studie visade att även efter antral denervering ökar G-cellverkan som svar på störningar. Det är därför det har spekulerats att G-celler är känsliga för mekaniska stimuli.

Med tanke på detta har en grupp forskare försökt belysa förekomsten av Piezo-ionkanaler i G-celler, som är mekanoskänsliga. Resultaten som erhölls effektivt visade att Piezo 1-kanaler uttrycks i den antrala regionen i mags mage.

Piezo 1-kanaler är inte jämnt fördelade över G-cellen utan snarare i den basolaterala delen. Fakta som är av stort intresse eftersom gastrinlagring i utsöndringsvesiklar förekommer exakt i den regionen i väntan på ankomsten av lämplig stimulans för dess frisättning.

referenser

1. Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 och Piezo2 är väsentliga komponenter i distinkta mekaniskt aktiverade katjonskanaler. Vetenskap. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Komplex morfologi av gastrinfrisläppande G-celler i den antrala regionen i musmagen. Cell Tissue Res. 2016; 366 (2): 301-310.
3. Jain R, Samuelson L. Differentiering av magslemhinnan. II Gastrins roll vid gastrisk epitelcellsproliferation och mognad. Am J Physiol gastrointest leverfysiol. 2006; 291: 762-765.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, principerna för intern medicin. (16: e upplagan). Mexiko: McGrawHill.
5. Lang K, Breer H, Frick. Mekanosensitiv jonkanal Piezo1 uttrycks i antrala G-celler i murin mag. Cell Tissue Res. 2018; 371 (2): 251-260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Spänningsgrindning av mekanisk känsliga PIEZO-kanaler. Nat Commun. 2018; 9 (1): 1096. doi: 10.1038 / s41467-018-03502-7
7. Phillison M, Johansson M, Henriksnas J, Petersson J, Gendler S, Sandler S, Persson E, Hansson G, Holm L. Magslemlagren: beståndsdelar och reglering av ansamling. Am J Physiol gastrointest leverfysiol. 2008; 295: 806-812.
8. Raybould H. Smaker din tarm? Sensorisk överföring i mag-tarmkanalen. Nyheter Physiol Sci. 1998; 13: 275-280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Distention-inducerad gastrinfrisättning: effekter av luminal surgöring och intravenös atropin. Gastroenterologi. 1980; 78: 912-917.