GASTRINA: ÖZELLIKLER, YAPI, ÜRETIM, IŞLEVLER - BIYOLOJI - 2025

Gastrin fonksiyonları gastrik asit ve enzimlerin salgısının uyarılması ile ilgili birçok memeli ve mide boşluğuna proteinli üretilen bir mide hormondur.

Midenin en uzak kısmında (antrum) pilorik bezlerde ve duodenumun proksimal bölgesinde bulunan ve “G” (gastrin) hücreleri olarak bilinen bir grup endokrin hücresi tarafından üretilir (resme bakınız).

İnsan midesinin basitleştirilmiş diyagramı (Kaynak: Estomago.svg: Rhcastilhosderivative çalışma: Estevoaei, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Histolojik olarak konuşursak, G hücreleri, geniş bir tabana ve mide astarının yüzeyine ulaşan bir "boyuna" sahip karakteristik bir "şişe" şekline sahiptir.

1905'ten beri gastrinin varlığından şüpheleniliyor. Ancak bu "antral hormon" (midenin antrumunda üretildiği için) ilk kez domuzların mide mukozasını inceleyen Gregory ve Tracy'nin çalışmaları sayesinde izole edildi.

Kimyasal yapısı kısa bir süre sonra Kenner ve onu yapay olarak sentezlemekten sorumlu olan ortak çalışanlar tarafından açıklandı.

Memeli endokrin sisteminin diğer hormonları gibi, gastrin de preprogastrin olarak bilinen bir öncül molekülün birlikte translasyonel enzimatik işlemenin ürünüdür.

İşlevleri, genellikle G-proteinler ve protein kinazlarla (fosforilasyon kaskadları) ilgili hücre içi sinyal zincirlerini tetikleyen spesifik reseptörlerle etkileşimlerine bağlıdır.

Hücre içi kalsiyum konsantrasyonu, mide lümeninde asit ve amino asitlerin varlığı veya spesifik nörotransmiterler yoluyla sinir uyarımı, insanlarda bu önemli hormonun salgılanmasını kontrol eden faktörlerden bazılarıdır.

karakteristikleri

Gastrin, peptit benzeri bir hormondur ve keşfedilmesinden bugüne kadar bu molekülün üç formu tanınmış ve boyutlarına göre adlandırılmıştır:

- 34 amino asitten oluşan Gastrina "grande" (İngilizce "Büyük gastrin" den)

- 17 amino asitten oluşan Gastrin "küçük" (İngilizce "Küçük gastrin" den)

- 13 amino asitli "Minyatür" veya "mini gastrin" (İngilizce "Mini gastrin" den).

Antral mukozada büyük gastrin bulunur ve ayrıca insan gastrinomlarından (mide tümörleri) elde edilen ekstrelerde tanımlanmıştır. Bazı yazarlar, hem küçük hem de minyatür gastrinin ondan türetilen parçalara karşılık geldiğini düşünmektedir.

"Büyük gastrin" G-34'ün yapısı (Kaynak: Edgar181, Wikimedia Commons)

Büyük gastrinin amino asit dizisinin elde edilmesi, önceki hipotezi doğrulamak için kanıt olarak hizmet etmiştir, çünkü bu peptidin dizisinin C-terminal peptid heptadecası, küçük gastrin dizisi ile aynıdır.

Ayrıca, küçük gastrinin C-terminalinin trideca-peptid dizisi, 13 amino asit uzunluğundaki minyatür gastrin veya minyatür gastrinin amino asit dizisiyle aynıdır.

Küçük gastrinde (G17), mini gastrin (C-terminal trideca peptid ucu) ile özdeş parçanın biyolojik aktiviteye sahip olduğu belirlendi, ancak N-terminal ucu biyolojik olarak inaktif.

Bu proteinin, aktif peptid heptadeca (küçük gastrin) ve diğer türevlerin üretimi için "öncü" formunun (büyük gastrin veya G-34) enzimatik bölünmesini içeren bir dizi birlikte dönüşümlü modifikasyona uğradığı artık bilinmektedir. küçük olanlar.

yapı

Yukarıda bahsedilen gastrin türleri (G-34, G-17 ve G-13), amino asit kalıntılarının herhangi biri arasında disülfür bağları içermeyen doğrusal peptidlerdir.

Büyük gastrinin moleküler ağırlığı yaklaşık 4 kDa iken, küçük gastrin ve mini gastrin sırasıyla yaklaşık 2.1 ve 1.6 kDa'ya sahiptir.

"Küçük gastrin" veya G-17'nin yapısı (Kaynak: Edgar181, Wikimedia Commons)

Çevrenin koşullarına, özellikle pH'a bağlı olarak, protein yapısına sahip bu moleküller alfa sarmallar olarak bulunabilir veya "rastgele sarmallar" olarak yapılandırılabilir.

Gastrin G-34 ve G-17'de, N-terminalinde bulunan glutamik asit kalıntısı, aminopeptidaz enzimlerinin etkisiyle bu peptit hormonlarının "döngüsünü" gerçekleştirebilir ve sindirimini önleyebilir.

Üretim

Gastrin, insanlarda 101 amino asit kalıntısına sahip olan bir öncü molekül olan preprogastrinin birlikte translasyonel işlenmesinin aktif ürünüdür. Preprogastrin başlangıçta 80 amino asitlik bir peptit olan progastrin üretmek için işlenir.

Progastrin, endokrin hücrelerde, önce proprotein konvertaz enzimleri tarafından ve daha sonra karboksipeptidaz E enzimi tarafından C-terminal glisin kalıntısı (G34-Gly) içeren büyük bir gastrin veya bir kalıntı ile küçük bir gastrin oluşturmak üzere işlenir. C-terminal glisin (G17-Gly).

Bu moleküller, peptidil alfa-amidasyon mono-oksijenaz enziminin (PAM, İngilizce "peptidilden PAM) etkisiyle C-terminal ucunun" amidasyonu "yoluyla peptidler G-34 ve G-17'ye dönüştürüldükleri sürece progastrin olarak kalırlar. alfa-amidatif mono-oksijenaz ”).

Endopeptidaz aracılı bölünme süreci ve C-terminal amidasyonu, G hücrelerinin salgılama veziküllerinde meydana gelir.

"Minyatür gastrin" veya G-13'ün yapısı (Kaynak: Edgar181, Wikimedia Commons)

Üretiminin genetik düzeyde düzenlenmesi

Gastrin, tipik olarak antral pilorik mukozanın G hücrelerinde ve insan mide duodenumunun G hücrelerinde ifade edilen bir gen tarafından kodlanır. Bu gen 4.1 kb'dir ve dizisinde iki introna sahiptir.

Gıdaların mideye girişine yanıt olarak ekspresyonu artabilir veya asitlerin varlığı ve gastrointestinal sekresyonların inhibisyonundan sorumlu bir hormon olan somatostatinin etkisi sayesinde inhibe edilebilir.

Tam olarak bilinmemekle birlikte, bu genin aktivasyonunu ve dolayısıyla gastrin üretimini teşvik eden hücresel sinyal yollarının protein kinaz enzimlerine (MAPK yolu) bağlı olduğu düşünülmektedir.

salgı

Gastrin sekresyonu, sentezinden sorumlu olan G hücrelerine etki eden bazı kimyasal faktörlere bağlıdır. Bu faktörlerin uyarıcı veya inhibe edici etkileri olabilir.

G hücreleri, bu tür kimyasal faktörlerle ya kan dolaşımıyla taşındıkları için, kendileriyle temas halindeki sinir uçlarından salındıkları için ya da vücudun lümen yüzeyini "yıkayan" mide içeriğinden geldikleri için temas ederler. bunlar.

Kanda taşınan kimyasal faktörler

Normal koşullar altında gastrin salınımını teşvik etmek için yeterince yüksek konsantrasyonlara neredeyse hiç ulaşmasalar da , kan dolaşımı yoluyla taşınan "uyarıcı" faktörler epinefrin veya adrenalin ve kalsiyumdur .

Örneğin, mideye kalsiyum taşınmasında önemli bir artış, gastrin salınmasının uyarılmasıyla sonuçlanır, normalde hiperparatiroidizm gibi durumlarla ilişkilidir.

Kan ayrıca sekretin, glukagon ve kalsitonin gibi diğer hormonal moleküllerde olduğu gibi inhibe edici faktörler de taşıyabilir.

"Luminal" kimyasal faktörler veya gıdalardan

Yediğimiz yiyecekler, gastrin salgılanmasını uyaran kimyasal faktörler içerebilir, bunlara örnek olarak kalsiyum ve proteinlerin sindirim ürünleri (kazein hidrolizat) verilebilir.

Mide lümeninde asidik maddelerin varlığı, gastrin salgılanmasını daha çok üretimini tetikleyen diğer tüm kimyasal faktörleri etkileyerek inhibe ettikleri bildirildiğinden ters etkiye sahiptir.

Özellikleri

Gastrinin birkaç işlevi vardır:

- Mide, pankreas ve ince bağırsakta enzimlerin salgılanmasını uyarır.

- Mide, pankreas, karaciğer, ince bağırsak ve Brunner bezlerinde (oniki parmak bağırsağında bulunur) su ve elektrolitlerin salgılanmasını uyarır.

- İnce bağırsakta su, glikoz ve elektrolitlerin emilimini engeller.

- Mide, ince bağırsak ve kolon, safra kesesi ve yemek borusu sfinkterinin düz kaslarını uyarır.

- Pilorik, ileoçekal ve Oddi sfinkterlerinin düz kaslarını inhibe eder.

- İnsülin ve kalsitonin salınımını teşvik eder.

- Pankreas, ince bağırsak ve mideye kan akışını artırır.

Gastrin nasıl çalışır?

Gastrinin etkisi, CCK2R veya CCKBR (gastrin reseptörü) olarak bilinen spesifik bir transmembran reseptör proteini ile etkileşimiyle doğrudan ilgilidir.

Bu reseptör yedi transmembran segmente sahiptir ve MAP kinazların hücresel sinyal yollarıyla ilişkili bir G proteinine bağlanmıştır.

Gastrit ve diğer hastalıklar

Gastrit, gram negatif bakteri Helicobacter pylori'nin neden olduğu patolojik bir durumdur ve farklı semptomlar arasında mide zarında ağrılı bir iltihaplanmaya neden olur.

H. pylori'nin neden olduğu bu iltihaplanma, bu hormonun salgılanmasında önemli bir artışa ve mide pH'ında bir düşüşe dönüşen gastrin üretimini ve salgılanmasını engellemekten sorumlu olan somatostatin hormonunun ifadesinin engellenmesine neden olur. mide asitlerinin abartılı salgılanmasıyla.

Kanser

Çoğu gastrointestinal tümör, gastrin kodlayan genin artan ekspresyonu ile karakterize edilir. En çok çalışılanlar arasında kolorektal karsinom, pankreas kanseri ve gastrinoma veya Zollinger-Ellison sendromundan bahsedilebilir.

Bu patolojilerden bazıları, yüksek gastrin geni ekspresyonu, prekürsör peptitlerin yanlış işlenmesi veya mide dışındaki yerlerde gen ekspresyonu ile ilgili olabilir.

Referanslar

1. Dockray, G., Dimaline, R. ve Varro, A. (2005). Gastrin: eski hormon, yeni işlevler. Eur J Physiol, 449, 344–355.
2. Ferrand, A. ve Wang, TC (2006). Gastrin ve kanser: Bir inceleme. Cancer Letters, 238, 15–29.
3. Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G. ve Sheppard, R. (1964). Antral Hormon Gastrin. Nature Publishing Group, 204, 931–933.
4. Jackson, BM, Reeder, DD ve Thompson, JC (1972). Gastrin Salımının Dinamik Özellikleri. American Journal of Surgery, 123, 137–142.
5. Walsh, J. ve Grossman, M. (1975). Gastrin (İki Bölümden Birincisi). New England Tıp Dergisi, 292 (25), 1324–1334.