GASTRINA: OMINAISUUDET, RAKENNE, TUOTANTO, TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2026

Gastriini on mahalaukun hormoni, joka on tuotettu proteiinipitoisen vatsaan onteloon monet nisäkkäiden ja joiden toiminnot liittyvät stimulaation mahahapon eritystä ja entsyymejä.

Sitä tuottaa ryhmä endokriinisiä soluja, jotka tunnetaan nimellä “G” (gastriini) solut ja joita esiintyy vatsan rauhasissa vatsan kauimpana osana (antrum) ja pohjukaissuolen proksimaalisessa alueella (katso kuva).

Ihmisen mahalaukun yksinkertaistettu kaavio (Lähde: Estomago.svg: Rhcastilhosderivaate -työ: Estevoaei Wikimedia Commonsin kautta)

Histologisesti ottaen G-soluilla on ominainen "pullon" muoto, jolla on leveä pohja ja "kaula", joka ulottuu mahalaukun limakalvon pintaan.

Vuodesta 1905 lähtien on epäilty gastriinin olemassaoloa. Vasta 1964 erotettiin tämä "antralhormoni" (koska sitä tuotetaan mahalaukun antrumissa) ensimmäistä kertaa Gregoryn ja Tracyn tekemän työn ansiosta, jotka tutkivat sikojen mahalaukun limakalvoa.

Sen kemiallinen rakenne selvittiin pian Kennerin ja yhteistyökumppanien toimesta, jotka olivat myös vastuussa sen keinotekoisesta syntetisoinnista.

Kuten muutkin nisäkkään endokriinisen järjestelmän hormonit, myös gastriini on preprogastriiniksi tunnetun prekursorimolekyylin kotitranslaation entsymaattisen prosessoinnin tuote.

Niiden toiminnot riippuvat niiden vuorovaikutuksesta spesifisten reseptoreiden kanssa, jotka yleensä laukaisevat solunsisäiset signalointikaskadit, jotka liittyvät G-proteiineihin ja proteiinikinaaseihin (fosforylaatiokaskadit).

Solunsisäisen kalsiumin konsentraatio, happojen ja aminohappojen läsnäolo vatsan ontelossa tai hermojen stimulaatio spesifisten välittäjäaineiden välityksellä ovat joitakin tekijöitä, jotka säätelevät tämän tärkeän hormonin eritystä ihmisissä.

ominaisuudet

Gastriini on peptidimäinen hormoni, ja keksinnöstään päivään asti tämän molekyylin kolme muotoa on tunnistettu ja nimetty koonsa mukaan:

- Gastrina "grande" (englanniksi "Big gastrin"), jossa on 34 aminohappoa

- Gastriini "pieni" (englannista "Little gastrin"), jossa on 17 aminohappoa

- Gastrina "miniatyyri" tai "mini gastrina" (englanniksi "Mini gastrin"), jossa on 13 aminohappoa.

Suuri gastriini löytyy antraalikalvosta, ja sitä on tunnistettu myös ihmisen gastrinoomien uutteista (vatsakasvaimet). Jotkut kirjoittajat katsovat, että sekä pieni että pienikokoinen gastriini vastaavat siitä johdettuja fragmentteja.

«Suuren gastriinin» G-34 rakenne (Lähde: Edgar181 Wikimedia Commonsin kautta)

Suuren gastriinin aminohapposekvenssin saaminen on toiminut todisteena aikaisemman hypoteesin todentamiseksi, koska tämän peptidin sekvenssin C-terminaalinen peptidiheptadeka on identtinen pienen gastriinin sekvenssin kanssa.

Lisäksi pienen gastriinin C-pään tridekapeptidisekvenssi on identtinen mini-gastriinin tai pienois gastriinin aminohapposekvenssin kanssa, 13 aminohappoa pitkä.

Pienessä gastriinissa (G17) mini-gastriinilla (C-terminaalinen tridekapeptidipää) identtisellä fragmentilla on määritetty olevan biologinen aktiivisuus, mutta N-terminaalisessa päässä on biologisesti passiivinen.

Nyt tiedetään, että tämä proteiini käy läpi sarjan yhteitranslaatiomuutoksia, joihin sisältyy "edeltäjä" -muodon (suuri gastriini tai G-34) entsymaattinen pilkkominen aktiivisen peptidin heptadeka (pieni gastriini) ja muiden johdannaisten tuottamiseksi. pikkuiset.

Rakenne

Edellä mainitut gastriinityypit (G-34, G-17 ja G-13) ovat lineaarisia peptidejä, jotka eivät sisällä disulfidisidoksia minkään aminohappotähteensä välillä.

Suurella gastriinilla on molekyylipaino noin 4 kDa, kun taas pienellä gastriinilla on vastaavasti noin 2,1 ja 1,6 kDa.

«Pienen gastriinin» tai G-17: n rakenne (Lähde: Edgar181 Wikimedia Commonsin kautta)

Ympäristön olosuhteista, etenkin pH: sta, nämä proteiiniluonteiset molekyylit voidaan löytää alfa-helikkeinä tai rakenteellisesti "satunnaiskeloina"

Gassiineissa G-34 ja G-17 N-päässä oleva glutamiinihappotähde voi "kiertää" ja estää näiden peptidihormonien sulamisen aminopeptidaasientsyymien vaikutuksella.

tuotanto

Gastriini on aktiivinen tuote edeltäjämolekyylin: preprogastriinin, joka sisältää ihmisillä 101 aminohappotähdettä, yhteistranslaatiokäsittelyn prosessoinnissa. Preprogastriini prosessoidaan aluksi tuottamaan progastriini, 80 aminohapon peptidi.

Progastriinia prosessoidaan endokriinisoluissa ensin proproteiinitranslaasien entsyymien ja sitten entsyymin karboksipeptidaasi E avulla, jolloin saadaan suuri gastriini, jolla on C-terminaalinen glysiinitähde (G34-Gly) tai pieni gastriini, jonka jäännös on C-terminaalinen glysiini (G17-Gly).

Nämä molekyylit pysyvät progastriinina niin kauan kuin ne muunnetaan peptideiksi G-34 ja G-17 C-terminaalisen pään "amidoinnilla", prosessin välittäjänä peptidyyli-alfa-amidoivan mono-oksygenaasin (PAM, englanniksi "peptidyyli") vaikutuksesta alfa-amidoiva mono-oksygenaasi ”).

Endopeptidaasivälitteinen pilkkomisprosessi ja C-terminaalinen amidointi tapahtuvat G-solujen eritysrakkuleissa.

«Pienois gastriinin» tai G-13: n rakenne (Lähde: Edgar181 Wikimedia Commonsin kautta)

Sen tuotannon sääntely geneettisellä tasolla

Gastriiniä koodaa geeni, joka ekspressoituu tyypillisesti poriorin antraalisen limakalvon G-soluissa ja ihmisen mahalaukun pohjukaissuolen G-soluissa. Tämä geeni on 4,1 kb ja sen sekvenssissä on kaksi intronia.

Sen ilmentyminen voi lisääntyä vasteena ruoan pääsyyn vatsaan tai se voidaan estää happojen läsnäolon ja somatostatiinin vaikutuksesta, joka on hormoni, joka vastaa maha-suolikanavan eritteiden estosta.

Vaikka ei tiedetä tarkalleen, ajatellaan, että solun signalointireitit, jotka edistävät tämän geenin aktivaatiota ja siten gastriinin tuotantoa, riippuvat proteiinikinaasientsyymeistä (MAPK-reitti).

Eritys

Gastriinin eritys riippuu tietyistä kemiallisista tekijöistä, jotka vaikuttavat G-soluihin, jotka vastaavat sen synteesistä. Näillä tekijöillä voi olla stimuloivia tai estäviä vaikutuksia.

G-solut joutuvat kosketuksiin tällaisten kemiallisten tekijöiden kanssa joko siksi, että ne kuljetetaan verenkierron läpi, koska ne vapautuvat heidän kanssaan kosketuksissa olevista hermopäätteistä, tai koska ne tulevat mahalaukun sisällöstä, joka "ui" kehon luminalua. nämä.

Veressä olevat kemialliset tekijät

Vaikka normaaleissa olosuhteissa ne saavuttavat tuskin riittävän korkeat pitoisuudet gastriinin vapautumisen edistämiseksi, verenkierron kautta kulkevat "stimuloivat" tekijät ovat epinefriini tai adrenaliini ja kalsium.

Esimerkiksi kalsiumin kuljetuksen huomattava lisääntyminen vatsaan, mikä johtaa gastriinin vapautumisen stimulointiin, liittyy normaalisti sellaisiin tiloihin kuin hyperparatyreoosi.

Veri voi myös sisältää estäviä tekijöitä, kuten muiden hormonaalisten molekyylien, kuten sekretiinin, glukagonin ja kalsitoniinin, tapauksessa.

Kemialliset tekijät "luminal" tai ruoasta

Syömämme ruoka voi sisältää kemiallisia tekijöitä, jotka stimuloivat gastriinin eritystä, joista esimerkkejä ovat kalsium ja proteiinien sulamistuotteet (kaseiinihydrolysaatti).

Happamien aineiden läsnäololla vatsaontelossa on päinvastainen vaikutus, koska on ilmoitettu, että ne estävät pikemminkin gastriinin eritystä vaikuttamalla kaikkiin muihin kemiallisiin tekijöihin, jotka stimuloivat sen tuotantoa.

ominaisuudet

Gastriinin toiminnot ovat useita:

- Stimuloi entsyymien erittymistä vatsassa, haimassa ja ohutsuolessa.

- Stimuloi veden ja elektrolyyttien eritystä mahassa, haimassa, maksassa, ohutsuolessa ja Brunnerin rauhasissa (pohjukaissuoli).

- Estää veden, glukoosin ja elektrolyyttien imeytymistä ohutsuolessa.

- Stimuloi vatsan, ohutsuolen ja koolonin, sappirakon ja ruokatorven sulkijalihasten sileitä lihaksia.

- Estää poriori-, ileocecal- ja Oddi-sulkijalihasten sileitä lihaksia.

- Edistää insuliinin ja kalsitoniinin vapautumista.

- Lisää haiman, ohutsuolen ja vatsan verenvirtausta.

Kuinka gastriini vaikuttaa?

Gastriinin vaikutus liittyy suoraan sen vuorovaikutukseen spesifisen kalvoreseptoriproteiinin kanssa, joka tunnetaan nimellä CCK2R tai CCKBR (gastriinireseptori).

Tällä reseptorilla on seitsemän kalvon läpäisevää segmenttiä ja se on kytketty G-proteiiniin, joka liittyy MAP-kinaasien solun signalointireiteihin.

Gastriitti ja muut sairaudet

Gastriitti on gram-negatiivisen bakteerin Helicobacter pylori aiheuttama patologinen tila, joka eri oireiden joukosta aiheuttaa vatsakipun tulehduksen.

Tämä H. pylorin aiheuttama tulehdus estää somatostatiinihormonin ilmentymistä, joka on vastuussa gastriinin tuotannon ja erityksen estämisestä, mikä tarkoittaa tämän hormonin erityksen merkittävää lisääntymistä ja mahalaukun pH: n laskua. mahahappojen liiallisella erityksellä.

Syöpä

Monille maha-suolikanavan kasvaimille on ominaista gastriinia koodaavan geenin lisääntynyt ekspressio. Eniten tutkituista voidaan mainita kolorektaalinen karsinooma, haimasyöpä ja gastrinoomi tai Zollinger-Ellisonin oireyhtymä.

Jotkut näistä patologioista voivat liittyä korkeaan gastriinigeeniekspressioon, prekursoripeptidien väärään käsittelyyn tai geeniekspressioon muissa paikoissa kuin mahassa.

Viitteet

1. Dockray, G., Dimaline, R., ja Varro, A. (2005). Gastriini: vanha hormoni, uudet toiminnot. Eur J Physiol, 449, 344–355.
2. Ferrand, A., & Wang, TC (2006). Gastriini ja syöpä: Katsaus. Cancer Letters, 238, 15–29.
3. Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G., & Sheppard, R. (1964). Antraalhormoni Gastriini. Nature Publishing Group, 204, 931–933.
4. Jackson, BM, Reeder, DD, ja Thompson, JC (1972). Gastriinin vapautumisen dynaamiset ominaisuudet. American Journal of Surgery, 123, 137–142.
5. Walsh, J., ja Grossman, M. (1975). Gastriini (ensimmäinen kahdesta osasta). New England Journal of Medicine, 292 (25), 1324–1334.