GASTRINA: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ, PRODUCȚIE, FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Gastrină este un hormon gastric , care este produs proteinic în cavitatea stomacului multor mamifere și ale căror funcții sunt legate de stimularea secreției de acid gastric și de enzime.

Este produs de un grup de celule endocrine cunoscute sub numele de celule „G” (gastrină), care se găsesc în glandele pilorice din partea cea mai distală a stomacului (antrum) și în regiunea proximă a duodenului (vezi imaginea).

Diagrama simplificată a stomacului uman (Sursa: Estomago.svg: Lucrări Rhcastilhosderivative: Estevoaei via Wikimedia Commons)

Histologic vorbind, celulele G au o formă de „balon” caracteristic, cu o bază largă și un „gât” care ajunge la suprafața căptușelii stomacului.

Din 1905 a fost suspectată existența gastrinei. Cu toate acestea, abia în 1964 acest „hormon antral” (pentru că este produs în antrumul stomacului) a fost izolat pentru prima dată datorită lucrărilor lui Gregory și Tracy, care au studiat mucoasa stomacală a porcilor.

Structura chimică a fost elucidată la scurt timp de Kenner și colaboratorii, care au fost, de asemenea, responsabili de sintetizarea artificială a acesteia.

Ca și alți hormoni ai sistemului endocrin mamifer, gastrina este produsul procesării enzimatice co-translaționale a unei molecule precursoare cunoscută sub numele de preprogastrină.

Funcțiile lor depind de interacțiunea lor cu receptori specifici care, de obicei, declanșează cascade de semnalizare intracelulară legate de proteinele G și protein kinazele (cascade de fosforilare).

Concentrația de calciu intracelular, prezența acizilor și aminoacizilor în lumenul stomacului sau stimularea nervilor prin neurotransmițători specifici sunt câțiva dintre factorii care controlează secreția acestui important hormon la om.

caracteristici

Gastrina este un hormon asemănător peptidelor și de la descoperirea sa până astăzi, trei forme ale acestei molecule au fost recunoscute și sunt denumite, după mărimea lor:

- Gastrina "grande" (din engleză "Big gastrin") de 34 de aminoacizi

- Gastrina "mică" (din engleză "Little gastrin") din 17 aminoacizi

- Gastrina „miniatură” sau „mini gastrina” (din engleză „Mini gastrina”) din 13 aminoacizi.

Gastrina mare se găsește în mucoasa antrală și a fost identificată și în extracte din gastroamele umane (tumori la stomac). Unii autori consideră că atât gastrina mică, cât și cea în miniatură corespund unor fragmente derivate din aceasta.

Structura „gastrinei mari” G-34 (Sursa: Edgar181 prin Wikimedia Commons)

Obținerea secvenței de aminoacizi a gastrinei mari a servit drept dovadă pentru a verifica ipoteza anterioară, deoarece heptadeca peptidului C-terminal al secvenței acestei peptide este identică cu secvența gastrinei mici.

Mai mult, secvența trideca-peptidică a C-terminusului gastrinei mici este identică cu secvența de aminoacizi a gastrinei miniaturale sau a gastrinei miniatură, lungă de 13 aminoacizi.

În gastrina mică (G17), fragmentul identic cu mini gastrina (capătul C-terminal al peptidei trideca) a fost determinat să aibă activitate biologică, dar capătul N-terminal este inactiv din punct de vedere biologic.

Acum se știe că această proteină suferă o serie de modificări co-translaționale care implică clivajul enzimatic al formei „precursor” (gastrină mare sau G-34) pentru producerea peptidei active heptadeca (gastrină mică) și a altor derivați. cei mici.

Structura

Tipurile de gastrină menționate mai sus (G-34, G-17 și G-13) sunt peptide liniare care nu conțin legături disulfură între niciunul dintre reziduurile lor de aminoacizi.

Gastrina mare are o greutate moleculară de aproximativ 4 kDa, în timp ce gastrina mică și mini gastrina au aproximativ 2,1 și respectiv 1,6 kDa.

Structura „gastrinei mici” sau a G-17 (Sursa: Edgar181 prin Wikimedia Commons)

În funcție de condițiile mediului, în special de pH, aceste molecule de natură proteică pot fi găsite sub formă de elicele alfa sau structurate ca „colaci aleatorii”.

În gastrinele G-34 și G-17, reziduurile de acid glutamic localizate la capătul N-terminal pot „cicla” și preveni digestia acestor hormoni peptidici prin acțiunea enzimelor aminopeptidazei.

producere

Gastrina este produsul activ al procesării co-translaționale a unei molecule precursoare: preprogastrină, care la oameni are 101 reziduuri de aminoacizi. Preprogastrina este procesată inițial pentru a produce progastrină, o peptidă de 80 aminoacizi.

Progastrina este prelucrată în celulele endocrine, mai întâi de enzimele propoteine ​​convertaze și apoi de enzima carboxypeptidaza E, pentru a da naștere unei gastrine mari cu un reziduu de glicină C-terminal (G34-Gly) sau a unei gastrine mici cu un reziduu de C-terminal glicină (G17-Gly).

Aceste molecule rămân progastrine atâta timp cât sunt transformate în peptide G-34 și G-17 prin „amidarea” capătului C-terminal, un proces mediat prin acțiunea mono-oxigenazei peptidil alfa-amidante (PAM, din engleză ”peptidil mono-oxigenază alfa-amidantă ”).

Procesul de clivaj mediat de endopeptidază și amidarea C-terminală apar în veziculele secretoare ale celulelor G.

Structura „gastrinei în miniatură” sau G-13 (Sursa: Edgar181 prin Wikimedia Commons)

Reglarea producției sale la nivel genetic

Gastrina este codificată de o genă care este exprimată în mod tipic în celulele G ale mucoasei pilonului antral și în celulele G ale duodenului stomacului uman. Această genă are 4,1 kb și are doi introni în secvența sa.

Expresia sa poate crește ca răspuns la intrarea alimentelor în stomac sau poate fi inhibată datorită prezenței acizilor și acțiunii somatostatinei, care este un hormon responsabil pentru inhibarea secrețiilor gastrointestinale.

Deși nu se cunoaște cu exactitate, se crede că căile de semnalizare celulară care promovează activarea acestei gene și, prin urmare, producția de gastrină, depind de enzimele protein kinazei (calea MAPK).

Secreţie

Secreția de gastrină depinde de anumiți factori chimici care acționează asupra celulelor G, care sunt responsabili pentru sinteza acesteia. Acești factori pot avea efecte stimulante sau inhibitoare.

Celulele G intră în contact cu astfel de factori chimici, fie pentru că sunt transportați prin fluxul sanguin, pentru că sunt eliberați de la terminalele nervoase care sunt în contact cu ei, fie pentru că provin din conținutul stomacului care „scaldă” suprafața luminală a corpului. aceste.

Factorii chimici transportați în sânge

Deși în condiții normale ajung cu greu la concentrații suficient de mari pentru a promova eliberarea de gastrină, factorii „stimulatori” care sunt transportați prin fluxul sanguin sunt epinefrină sau adrenalină și calciu .

De exemplu, o creștere semnificativă a transportului de calciu către stomac, care duce la stimularea eliberării gastrinei, este de obicei asociată cu afecțiuni precum hiperparatiroidismul.

De asemenea, sângele poate transporta factori inhibitori, ca în cazul altor molecule hormonale, cum ar fi secretina, glucagonul și calcitonina.

Factorii chimici „luminali” sau din alimente

Alimentele pe care le consumăm pot conține factori chimici care stimulează secreția de gastrină, dintre care exemple sunt calciul și produsele de digestie ale proteinelor (hidrolizat de cazeină).

Prezența substanțelor acide în lumenul stomacului are efect opus, deoarece s-a raportat că acestea mai degrabă inhibă secreția de gastrină afectând toți ceilalți factori chimici care stimulează producția sa.

Caracteristici

Funcțiile gastrinei sunt câteva:

- Stimulează secreția de enzime din stomac, pancreas și intestinul subțire.

- Stimulează secreția de apă și electroliți în stomac, pancreas, ficat, intestinul subțire și glandele Brunner (prezente în duoden).

- Inhibă absorbția apei, a glucozei și a electroliților din intestinul subțire.

- Stimulează mușchii netezi ai stomacului, intestinului subțire și colonului, vezicii biliare și sfincterului esofagian.

- Inhibă mușchii netezi ai sfincterilor pilorici, ileocecal și Oddi.

- Promovează eliberarea de insulină și calcitonină.

- Crește fluxul de sânge către pancreas, intestinul subțire și stomac.

Cum funcționează gastrina?

Acțiunea gastrinei este direct legată de interacțiunea ei cu o proteină receptor transmembrană specifică, cunoscută sub denumirea de CCK2R sau CCKBR (receptor gastrina).

Acest receptor are șapte segmente transmembranare și este cuplat la o proteină G, care este asociată cu căile de semnalizare celulară ale MAP kinazelor.

Gastrită și alte boli

Gastrita este o afecțiune patologică cauzată de bacteria gram-negativă Helicobacter pylori care, printre diferitele simptome, provoacă o inflamație dureroasă a mucoasei stomacului.

Această inflamație cauzată de H. pylori determină inhibarea expresiei hormonului somatostatinei, care este responsabil de inhibarea producției și secreției de gastrină, ceea ce se traduce într-o creștere semnificativă a secreției acestui hormon și o scădere a pH-ului stomacului. prin secreția exagerată de acizi gastrici.

Cancer

Multe tumori gastrointestinale sunt caracterizate prin exprimarea crescută a genei care codifică gastrina. Dintre cele mai studiate, se pot menționa carcinomul colorectal, cancerul pancreatic și gastrinomul sau sindromul Zollinger-Ellison.

Unele dintre aceste patologii pot fi asociate cu expresia genei gastrine ridicate, prelucrarea incorectă a peptidelor precursoare sau expresia genelor în alte locuri decât stomacul.

Referințe

1. Dockray, G., Dimaline, R., & Varro, A. (2005). Gastrina: hormon vechi, funcții noi. Eur J Physiol, 449, 344–355.
2. Ferrand, A., & Wang, TC (2006). Gastrina și cancerul: o recenzie. Scrisori de cancer, 238, 15–29.
3. Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G., & Sheppard, R. (1964). Gastrina hormonilor antici. Grupul Natural Publishing, 204, 931–933.
4. Jackson, BM, Reeder, DD și Thompson, JC (1972). Caracteristici dinamice ale eliberării gastrinei. The American Journal of Surgery, 123, 137–142.
5. Walsh, J., & Grossman, M. (1975). Gastrina (prima dintre cele două părți). The New England Journal of Medicine, 292 (25), 1324–1334.