COLECISTOKININĂ: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ, FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Cholecystokinin (CCK) este un hormon animal implicat în reglarea fiziologiei gastro - intestinale. Funcționează ca un inhibitor al aportului alimentar și „golirea” gastrică, stimulează, de asemenea, secreția enzimelor pancreatice și contracția vezicii biliare.

A fost descris pentru prima dată în 1928 în secrețiile intestinale ale pisicilor și câinilor. Cu toate acestea, abia în 1962 a fost izolat și caracterizat din intestinele porcine, determinând că este o peptidă capabilă să inducă contracția vezicii biliare și secreția enzimelor pancreatice.

Cholecystokinin. Imagine via: https://conbetodefinicion.de

După descoperirea ei, colecistokinina a devenit, împreună cu gastrina și secretina, parte a trio-ului hormonal care participă la diferitele funcții gastrointestinale, deși funcționează și ca factor de creștere, neurotransmițător, factor de fertilitate a spermatozoizilor etc.

La fel ca gastrina, acest hormon aparține familiei de peptide neuroendocrine, caracterizată prin identitatea capătului C-terminal, în care rezidă toate proprietățile și efectele sale biologice.

Colecistokinina este produsă din abundență de celulele endocrine din mucoasa duodenului și jejunului (zone ale intestinului subțire) ale multor mamifere, precum și de mulți nervi enterici (cei care sunt asociați cu sistemul digestiv) și de neuronii sistemului nervos central și periferic.

La fel ca mulți alți hormoni, colecistokinina este implicată în diferite condiții patologice complexe, în special cu tumorile canceroase.

Caracteristici și structură

Colecistokinina matură este o peptidă care poate avea lungimi variate care depind de prelucrarea enzimatică a formei sale precursoare, care este mediată de proteaze specifice. Cele mai cunoscute forme ale hormonului sunt CCK-33, CCK-58, CCK-39 și CCK-8.

Aceste peptide suferă modificări post-translaționale ulterioare, care au legătură cu adăugarea de sulfați la reziduurile de tirozină, amidarea fenilalaninelor C-terminale și îndepărtarea selectivă a unor resturi de aminoacizi particulari la ambele capete ale peptidei.

Un astfel de hormon peptidic aparține familiei de peptide reglatoare care posedă o secvență C-terminal extrem de conservată. Acesta conține situsul activ și activitatea sa depinde, de obicei, de prezența reziduurilor de sulf.

Un hormon peptidic strâns legat, gastrina, aparține, de asemenea, acestei familii de peptide, precum și altor peptide care se găsesc în broaște și protochordate.

În literatură, colecistokinina este descrisă ca peptidă de contracție a vezicii biliare și se caracterizează prin secvența C-terminal compusă din 7 aminoacizi și anume: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, unde X, la mamifere, este întotdeauna un reziduu de glicină (Gly).

producere

Colecistokinina este sintetizată și eliberată în mai multe izoforme moleculare, cu toate acestea, a fost găsită o singură moleculă de mARN, astfel încât se crede că trece prin diferite prelucrări post-transcripționale.

Acest mesager a fost găsit în proporții egale atât în ​​creier, cât și în mucoasa intestinală, ceea ce înseamnă că funcțiile sale în sistemul nervos sunt la fel de importante ca în sistemul digestiv, deși în primele acestea nu sunt încă pe deplin înțelese.

La om, gena care codifică această peptidă se găsește pe cromozomul 3. Este alcătuită din cinci exoni și există mai multe elemente de reglare printre primii 100 pb.

Acestea includ un element E-box (pentru legarea factorilor de transcripție), o regiune bogată în repetări GC și un element de răspuns cAMP.

ARN-ul mesager transcris din această genă este de aproximativ 1.511 pb și codifică o peptidă precursoare a 115 reziduuri de aminoacizi cunoscute sub numele de pre-pro-CCK .

Prima parte a moleculei pre-pro-CCK este compusă dintr-o peptidă semnal și a doua parte corespunde unei peptide distanțiere, a cărei secvență variază foarte mult între specii.

Peptidele bioactive ale colecistokininei sunt derivate din ultima porțiune de 58 de resturi de aminoacizi, care este foarte bine conservată între diferite specii.

Prelucrarea moleculelor precursoare este specifică celulelor. Aceasta înseamnă că, în funcție de țesutul în care se exprimă gena CCK, se găsesc amestecuri de peptide CCK cu lungimi diferite și modificări post-translaționale.

O astfel de prelucrare are loc în mod normal la locurile cu reziduuri monobazice sulfurizate, care sunt decisive pentru legarea cu receptorii lor specifici, în special cu așa-numitul CCK1, care se găsește în plexul mezenteric, în hipofiza anterioară și în unele părți ale creierului.

Unde se produce peptida precursoare?

Celulele I ale intestinului subțire sunt responsabile de secreția de colecistokinină din acest compartiment, prin membranele lor apicale, care sunt în contact direct cu mucoasa intestinală și prin „granule” secrete specifice.

În sistemul nervos, colecistokinina este produsă de unele celule suprarenale medulare și de unele celule hipofizare.

Creierul este organul care produce cea mai mare colecistokinină din corpul unui mamifer, iar neuronii care îl produc sunt mai abundenți decât cei care produc orice alt neuropeptid.

Există, de asemenea, numeroși nervi producători de colecistokinină în colon, în principal în stratul circular al mușchiului, astfel încât este asigurat că acest hormon are efecte și asupra excitației mușchilor netezi ai colonului.

Stimularea producției

Eliberarea colecistokininei poate fi stimulată, printre altele, prin prezența acizilor grași și a proteinelor în intestinul subțire, în special, prin acizi grași cu lanț lung și aminoacizi L aromatici.

Mecanism de acțiune

Efectele peptidelor colecistochinină sunt legate de interacțiunea acestora cu doi receptori specifici: CCK-A ( „ un limenticio“ receptor ) și CCK-B ( «creier» receptor, din engleză « B ploaie»).

Receptorul CCK-A este cel care participă la contracția vezicii biliare, la relaxarea sfincterului Oddi, la creșterea pancreasului și la stimularea secreției enzimelor digestive, la întârzierea golirii gastrice și la inhibarea de secreție de acid gastric.

Peptidele de colecistokinină care posedă grupe sulfat și amidă sunt recunoscute de receptorii CCK-A și se leagă de aceștia cu afinitate ridicată. Receptorii de tip CCK-B sunt mai puțin eficienți în răspuns și nu se leagă cu atâta afinitate cu peptidele cu sulf.

Colecistokinina este eliberată din intestin după aportul alimentar și activează receptorii (CCK 1) în nervul vag care transmit senzația de „plinătate” sau „sațietate” creierului, care este responsabil de încheierea comportamentului hrănire.

Atât colecistokinina cât și gastrina (un alt hormon înrudit) pot fi eliberate în fluxul sanguin sau în lumenul intestinal, exercitând funcții paracrine, autocrine și exocrine nu numai în sistemul nervos, ci și în sistemul digestiv.

Asocierea cu acești receptori declanșează cascada de răspuns hormonal care are legătură cu hidroliza moleculelor de fosfatidilinositol.

Caracteristici

În digestie

După cum sa menționat deja, colecistokinina a fost descrisă inițial ca un hormon ale cărui funcții principale erau legate de fiziologia sistemului digestiv.

Deși astăzi se știe că participă la multe alte procese la dezvoltarea și fiziologia animalelor, una dintre principalele sale funcții este stimularea contracției (scăderea volumului) vezicii biliare.

Funcțiile sale exocrine includ și stimularea secreției enzimelor pancreatice digestive, motiv pentru care este implicat indirect în digestia și absorbția alimentelor (nutriție), în special la mamifere.

Acest mic hormon peptidic, de asemenea, participă la inhibarea golirii stomacului prin medierea contracției sfincterului piloric și relaxarea stomacului proximal prin nervul vag, lucru demonstrat experimental la șobolani, oameni și primate neominide.

În funcție de speciile de mamifere luate în considerare, colecistokinina are efecte inhibitoare sau stimulante pentru secreția acizilor stomacali, contribuind pozitiv sau negativ la alți hormoni înrudiți, cum ar fi gastrina.

Alte funcții

Pe lângă funcțiile sale gastro-intestinale, colecistokinina participă la sistemul nervos prin creșterea sau intensificarea efectelor inhibitoare ale dopaminei, un neurotransmițător al sistemului nervos central.

În același mod, colecistokinina crește respirația și tensiunea arterială în sistemul cardiovascular al rozătoarelor.

Administrat exogen la animalele experimentale, acest hormon peptidic induce o stare hipotermică prin creșterea acțiunii neuronilor care răspund la temperaturi ridicate și inhibă neuronii care răspund la frig.

Alte funcții au legătură cu eliberarea diferiților neurotransmițători, reglarea creșterii pancreasului, inducerea creșterii carcinoamelor, maturizarea celulelor spermatozoide din testicule, printre altele.

Boli conexe

Diversi autori au determinat prezența unor cantități variabile de colecistokinină în diferite tumori endocrine, în special în tumorile hipofize, în carcinoamele tiroidiene, în tumorile pancreatice și în sarcoamele Ewing.

Concentrații mari ale acestui hormon în anumite tumori produc ceea ce a fost numit sindrom "CCKomas", descris inițial la animale și ulterior confirmat la om.

Cancerul pancreatic și pancreatita sunt, de asemenea, legate de colecistokinină, deoarece aceasta este implicată în creșterea normală și în parte a stimulării exocrine pentru secreția enzimelor digestive.

S-a stabilit că rolul colecistokininei în aceste condiții patologice are legătură cu supraexprimarea receptorilor săi (CCK-A și CCK-B), ceea ce permite acestui hormon să-și exercite funcția chiar și atunci când este supraexprimat de celule. tumorous.

Referințe

1. Crawley, JN și Corwin, RL (1994). Acțiuni biologice ale colecistokininei. Peptide, 15 (4), 731–755.
2. Dockray, GJ (2012). Cholecystokinin. Opinia curentă în endocrinologie, diabet și obezitate, 19 (1), 8–12.
3. Guilloteau, P., Le Meuth-Metzinger, V., Morisset, J., & Zabielski, R. (2006). Gastrina, colecistokinina și tractul gastro-intestinal funcționează la mamifere. Recenzii privind cercetarea nutrițională, 19 (2), 254–283.
4. Jens F. Rehfeld, Lennart Friis-Hansen, Jens P. Goetze și Thomas VO Hansen. (2007). Biologia colecistokininei și peptidelor gastrinei. Subiecte actuale în chimie medicinale, 7 (12), 1154–1165.
5. Keller, J. (2015). Digestia și absorbția gastrointestinală. În Essentials of Biochimie Medicală (ediția a II-a, pp. 137-164). Elsevier Inc.
6. Rehfeld, JF (2017). Colecistokinina-De la hormonul intestinal local la mesagerul omniprezent. Frontiere în Endocrinologie, 8, 1–8.
7. Rehfeld, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U., & Bardram, L. (2016). Descoperirea și caracterizarea sindromului CCKoma la pacienții cu tumoră neuroendocrină enteropancreatică. Scandinavian Journal of Gastroenterology, 51 (10), 1172–1178.
8. Sekiguchi, T. (2016). Cholecystokinin. În Manualul hormonilor (pp. 177–178). Elsevier Inc.
9. Smith, JP și Solomon, TE (2014). Colecistokinina și cancerul pancreatic: puiul sau oul? American Journal of Physiology - Gastrointestinal și fiziologie hepatică, 306 (2), 1–46.