GASTRINA: EGENSKAPER, STRUKTUR, PRODUKTION, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den gastrin är en gastrisk hormon som produceras proteinhaltig in i magsäcken kaviteten hos många däggdjur och vars funktioner är relaterade till stimulering av utsöndringen av magsyra och enzymer.

Det produceras av en grupp av endokrina celler kända som "G" (gastrin) -celler, som finns i pylorisk körtlar i den mest distala delen av magen (antrum) och i den proximala delen av tolvfingertarmen (se bild).

Förenklad diagram över mänsklig mage (Källa: Estomago.svg: Rhcastilhosderivativt arbete: Estevoaei via Wikimedia Commons)

Histologiskt sett har G-celler en karakteristisk "kolv" -form, med en bred bas och en "hals" som når ytan på magsäcken.

Sedan 1905 har man misstänkt att det finns gastrin. Det var emellertid först 1964 att detta "antralhormon" (eftersom det produceras i magsäcken) för första gången isolerades tack vare arbetet av Gregory och Tracy, som studerade svinens magslemhinna.

Dess kemiska struktur klargjordes kort efter av Kenner och kollaboratörer, som också var ansvariga för konstgjord syntetisering av den.

Liksom andra hormoner i det endokrina systemet från däggdjur är gastrin produkten av ko-translationell enzymatisk bearbetning av en prekursormolekyl, känd som preprogastrin.

Deras funktioner beror på deras interaktion med specifika receptorer som vanligtvis utlöser intracellulära signalkaskader relaterade till G-proteiner och proteinkinaser (fosforyleringskaskader).

Koncentrationen av intracellulärt kalcium, närvaron av syror och aminosyror i maglumen eller nervstimulering genom specifika neurotransmittorer är några av de faktorer som styr utsöndringen av detta viktiga hormon hos människor.

egenskaper

Gastrin är ett peptidliknande hormon och sedan dess upptäckt fram till idag har tre former av denna molekyl erkänts och namnges enligt deras storlek:

- Gastrina "grande" (från engelska "Big gastrin") på 34 aminosyror

- Gastrin "liten" (från engelska "Little gastrin") med 17 aminosyror

- Gastrina "miniature" eller "mini gastrina" (från det engelska "Mini gastrin") med 13 aminosyror.

Stort gastrin finns i mageslimhinnan och har också identifierats i extrakt från mänskliga gastrinom (magtumörer). Vissa författare anser att både små och miniatyr gastrin motsvarar fragment härrörande från det.

Strukturen för det «stora gastrinet» G-34 (Källa: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Att erhålla aminosyrasekvensen för stort gastrin har fungerat som bevis för att verifiera den tidigare hypotesen, eftersom den C-terminala peptidheptadekan i sekvensen för denna peptid är identisk med sekvensen för liten gastrin.

Dessutom är trideca-peptidsekvensen för C-terminalen av litet gastrin identisk med aminosyrasekvensen för miniatyrgastrin eller miniatyrgastrin, 13 aminosyror lång.

I litet gastrin (G17) har fragmentet som är identiskt med mini-gastrin (C-terminal trideca-peptidände) fastställts ha biologisk aktivitet, men den N-terminala änden är biologiskt inaktiv.

Det är nu känt att detta protein genomgår en serie ko-translationella modifieringar som involverar enzymatisk klyvning av "prekursor" -formen (stort gastrin eller G-34) för framställning av den aktiva peptidheptadeca (liten gastrin) och andra derivat. små.

Strukturera

Ovanstående typer av gastrin (G-34, G-17 och G-13) är linjära peptider som inte innehåller disulfidbindningar mellan någon av deras aminosyrarester.

Stor gastrin har en molekylvikt på cirka 4 kDa, medan liten gastrin och minigastin har cirka 2,1 respektive 1,6 kDa.

Strukturen för den "lilla gastrinen" eller G-17 (Källa: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Beroende på miljöbetingelserna, speciellt pH, kan dessa molekyler av proteinkaraktär hittas som alfa-helices eller strukturerade som "slumpmässiga spolar"

I gastrinerna G-34 och G-17 kan den glutaminsyrarest som är lokaliserad vid N-terminalen "cykla" och förhindra spjälkning av dessa peptidhormoner genom verkan av aminopeptidasenzymer.

Produktion

Gastrin är den aktiva produkten från ko-translationell bearbetning av en prekursormolekyl: preprogastrin, som hos människor har 101 aminosyrarester. Förprogastrin bearbetas initialt för att producera progastrin, en 80 aminosyrapeptid.

Progastrin bearbetas i endokrina celler, först av enzymerna proproteinkonverteraser och sedan av enzymet karboxipeptidas E, för att ge upphov till ett stort gastrin med en C-terminal glycinrest (G34-Gly) eller en liten gastrin med en rest av C-terminal glycin (G17-Gly).

Dessa molekyler förblir progastriner så länge de omvandlas till peptider G-34 och G-17 genom "amidering" av den C-terminala änden, ett förfarande förmedlat genom verkan av enzymet peptidyl alfa-amiderande mono-oxygenas (PAM, från engelska "peptidyl alfa-amiderande monooxygenas ”).

Den endopeptidas-medierade klyvningsprocessen och C-terminal amidering sker i utsöndringsvesiklarna från G-celler.

Strukturen för «miniatyrgastrin» eller G-13 (Källa: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Reglering av dess produktion på genetisk nivå

Gastrin kodas av en gen som vanligtvis uttrycks i G-cellerna i den antrala pylorslimhinnan och i G-cellerna i den mänskliga magen tolvfingertarmen. Denna gen är 4,1 kb och har två introner i sin sekvens.

Dess uttryck kan öka som svar på inträdet av mat i magen eller det kan hämmas tack vare närvaron av syror och verkan av somatostatin, som är ett hormon som ansvarar för hämningen av gastrointestinala sekret.

Även om det inte är exakt känt, tros det att de cellulära signalvägarna som främjar aktiveringen av denna gen och därför gastrinproduktion beror på proteinkinasenzymer (MAPK-väg).

Utsöndring

Gastrinsekretion beror på vissa kemiska faktorer som verkar på G-celler, som är ansvariga för syntesen. Dessa faktorer kan ha stimulerande eller hämmande effekter.

G-celler kommer i kontakt med sådana kemiska faktorer antingen för att de transporteras genom blodomloppet, eftersom de frigörs från nervterminalerna som är i kontakt med dem, eller för att de kommer från maginnehållet som "badar" kroppens luminalyta. dessa.

Kemiska faktorer som transporteras i blodet

Även om de under normala förhållanden knappast når koncentrationer som är tillräckligt höga för att främja frisättning av gastrin, är de "stimulerande" faktorerna som transporteras genom blodomloppet epinefrin eller adrenalin och kalcium .

Till exempel är en signifikant ökning av transporten av kalcium till magen, vilket resulterar i stimulering av gastrinfrisättning, normalt förknippad med tillstånd såsom hyperparatyreoidism.

Blodet kan också ha hämmande faktorer, som i fallet med andra hormonmolekyler som sekretin, glukagon och kalcitonin.

Kemiska faktorer "luminal" eller från mat

Maten vi äter kan innehålla kemiska faktorer som stimulerar gastrinsekretion, varav exempel är kalcium och matsmältningsprodukter från proteiner (kaseinhydrolysat).

Närvaron av sura ämnen i maglumen har motsatt effekt, eftersom det har rapporterats att de snarare hämmar utsöndring av gastrin genom att påverka alla andra kemiska faktorer som stimulerar dess produktion.

Funktioner

Gastrins funktioner är flera:

- Stimulerar utsöndringen av enzymer i magen, bukspottkörteln och tunntarmen.

- Stimulerar utsöndring av vatten och elektrolyter i magen, bukspottkörteln, levern, tunntarmen och Brunners körtlar (närvarande i tolvfingertarmen).

- Hämmar absorption av vatten, glukos och elektrolyter i tunntarmen.

- Stimulerar de mjuka musklerna i magen, tunntarmen och tjocktarmen, gallblåsan och matstrupen.

- Hämmar de släta musklerna i pylor-, ileocecal- och Oddi-sfinkterna.

- Främjar frisättning av insulin och kalcitonin.

- Ökar blodflödet till bukspottkörteln, tunntarmen och magen.

Hur fungerar gastrin?

Verkan av gastrin är direkt relaterad till dess interaktion med ett specifikt transmembranreceptorprotein, känt som CCK2R eller CCKBR (gastrinreceptor).

Denna receptor har sju transmembransegment och är kopplad till ett G-protein, som är associerat med cellulära signalvägar för MAP-kinaser.

Gastrit och andra sjukdomar

Gastrit är ett patologiskt tillstånd orsakat av den gramnegativa bakterien Helicobacter pylori som, bland de olika symtomen, orsakar en smärtsam inflammation i magsäcken.

Denna inflammation orsakad av H. pylori orsakar hämning av uttrycket av hormonet somatostatin, som är ansvarigt för att hämma produktion och utsöndring av gastrin, vilket innebär en signifikant ökning av sekretionen av detta hormon och en minskning av mags pH genom överdriven utsöndring av magsyror.

cancer

Många gastrointestinala tumörer kännetecknas av ökat uttryck av genen som kodar gastrin. Av de mest studerade kan nämnas kolorektal cancer, bukspottkörtelcancer och gastrinom eller Zollinger-Ellison syndrom.

Vissa av dessa patologier kan vara relaterade till hög gastringenuttryck, felaktig bearbetning av prekursorpeptider eller genuttryck på andra ställen än magen.

referenser

1. Dockray, G., Dimaline, R., & Varro, A. (2005). Gastrin: gammalt hormon, nya funktioner. Eur J Physiol, 449, 344–355.
2. Ferrand, A., & Wang, TC (2006). Gastrin och cancer: En översyn. Cancerbrev, 238, 15–29.
3. Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G., & Sheppard, R. (1964). The Antral Hormone Gastrin. Nature Publishing Group, 204, 931–933.
4. Jackson, BM, Reeder, DD, & Thompson, JC (1972). Dynamiska egenskaper hos Gastrin Release. The American Journal of Surgery, 123, 137–142.
5. Walsh, J., & Grossman, M. (1975). Gastrin (första av två delar). The New England Journal of Medicine, 292 (25), 1324–1334.