כולציסטוקינין: מאפיינים, מבנה, פונקציות - ביולוגיה - 2025

כולציסטוקינין (CCK) הוא הורמון חיה המעורב בויסות של הפיזיולוגיה של מערכת העיכול. זה עובד כמעכב צריכת מזון ו"תרוקנות "הקיבה, הוא גם ממריץ את הפרשת האנזימים של הלבלב ואת התכווצות כיס המרה.

זה תואר לראשונה בשנת 1928 בהפרשות המעיים של חתולים וכלבים. עם זאת, רק בשנת 1962 הוא היה מבודד ומאופיין ממעיים חזיריים, וקבע כי מדובר בפפטיד המסוגל לגרום להתכווצות של כיס המרה ולהפרשת אנזימי הלבלב.

כולציסטוקינין. תמונה דרך: https://conbetodefinicion.de

לאחר גילויו, הפכה הציסטצוקינין, יחד עם גסטרין וסודרין, לחלק מהשלישייה ההורמונאלית שמשתתפת בתפקודים השונים של מערכת העיכול, אם כי היא מתפקדת גם כגורם גדילה, מעביר עצבי, גורם פוריות זרע וכו '.

בדומה לגסטרין, הורמון זה שייך למשפחת הפפטידים הנוירואנדוקריניים, המאופיין בזהותו של הקצה הטרמינלי, בו כל תכונותיו והשפעותיו הביולוגיות.

כולציסטוקינין מיוצר בשפע על ידי תאים אנדוקריניים ברירית התריסריון והג'ג'ונום (אזורים במעי הדק) של יונקים רבים, וכן על ידי עצבים enteric רבים (אלה הקשורים למערכת העיכול) ונוירונים של מערכת העצבים המרכזית ו שׁוּלִי.

כמו הורמונים רבים אחרים, כולציסטוקינין מעורב במצבים פתולוגיים מורכבים שונים, בעיקר בגידולים סרטניים.

מאפיינים ומבנה

כולציסטוקינין בוגר הוא פפטיד שיכול להיות באורכים משתנים התלויים בעיבוד אנזימטי של צורתו הקודמת, המתווכת על ידי פרוטאזות ספציפיות. הצורות הידועות ביותר של ההורמון הן CCK-33, CCK-58, CCK-39 ו- CCK-8.

פפטידים אלו עוברים שינויים שלאחר התרגום שקשורים לתוספת סולפטים לשאריות טירוזין, השמדת פניל-אלנינים סופניים, וביטול סלקטיבי של כמה שאריות חומצות אמיניות מסוימות בשני קצוות הפפטיד.

הורמון פפטיד כזה שייך למשפחת הפפטידים הרגולטוריים המחזיקים ברצף C-terminal שמור ביותר. הוא מכיל את האתר הפעיל שלו ופעילותו בדרך כלל תלויה בנוכחות שאריות גופרית.

הורמון פפטידים שקשור בקשר הדוק, גסטרין, שייך גם למשפחת פפטידים זו, כמו גם לפפטידים אחרים הנמצאים בצפרדעים ובפרוטוקורדטים.

בספרות, כולציסטוקינין מתואר כפפטיד לכיווץ כיס המרה ומאופיין ברצף C-terminal המורכב מ -7 חומצות אמינו, כלומר: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, כאשר X, ביונקים, הוא תמיד שארית גליצין (גלי).

הפקה

Cholecystokinin מסונתז ומשתחרר בכמה איזו-פורמולות מולקולריות, עם זאת, רק מולקולת mRNA אחת נמצאה, כך שחושבים שהיא עוברת עיבוד פוסט-תעתיקי אחר.

שליח זה נמצא בשיעורים שווים הן במוח והן ברירית המעי, מה שאומר שתפקידיו במערכת העצבים חשובים לא פחות ממערכת העיכול, אם כי בראשון הם עדיין לא מובנים לחלוטין.

אצל בני אדם, הגן המקודד לפפטיד זה נמצא על כרומוזום 3. הוא מורכב מחמישה אקסונים וישנם כמה אלמנטים רגולטוריים מבין 100 ה- bp הראשונים שלו.

אלה כוללים אלמנט תיבת דואר אלקטרוני (לקשירת גורמי שעתוק), אזור עשיר בחזרות GC ואלמנט תגובה של ה- CAMP.

ה- RNA של השליח שהועתק מגן זה הוא בערך 1,511 bp וקודד לפפטיד מבשר של 115 שאריות חומצות אמיניות הידועות בשם pre-pro-CCK .

החלק הראשון של מולקולת ה- pre-pro-CCK מורכב מפפטיד איתות והחלק השני תואם לפפטיד מרווח, שרצבו משתנה מאוד בין המינים.

הפפטידים הביו-אקטיביים של כולציסטוקינין נגזרים מהחלק האחרון של 58 שאריות חומצות אמיניות, שנשמר מאוד בין מינים שונים.

העיבוד של מולקולות קודמות הוא ספציפי לתאים. משמעות הדבר היא, תלוי ברקמה בה מתבטא הגן CCK, תערובות של פפטידים CCK נמצאות באורכים שונים ובשינויים שלאחר התרגום.

עיבוד כזה מתרחש בדרך כלל באתרים עם שאריות מונובזיות מוגזות, אשר מכריעות לקשירה עם הקולטנים הספציפיים שלהן, במיוחד עם מה שמכונה CCK1, שנמצא במקלע המיזנטרי, יותרת המוח הקדמית ובחלקים מסוימים של המוח.

היכן מיוצר הפפטיד הקודם?

תאי ה- I של המעי הדק אחראים להפרשת הכולציסטוקינין בתא זה, דרך ממברנותיהם האפליות, הנמצאים במגע ישיר עם רירית המעי ובאמצעות "גרגירים" פרטניים.

במערכת העצבים, כולציסטוקינין מיוצר על ידי חלק מתאי האדרנל המדולריים ועל ידי כמה תאי יותרת המוח.

המוח הוא האיבר המייצר הכי הרבה כולציסטוקינין בגופו של יונק והנוירונים המייצרים אותו נפוצים יותר מאלו המייצרים כל נוירופפטיד אחר.

יש גם עצבים רבים המייצרים כולציסטוקינין במעי הגס, בעיקר בשכבה השרירית המעגלית, כך שמובטחים כי להורמון זה יש השפעות גם על עירור השרירים החלקים של המעי הגס.

גירוי ייצור

ניתן לעורר את שחרורו של כולציסטוקינין, בין היתר, על ידי הימצאות חומצות שומן וחלבונים במעי הדק, באופן ספציפי על ידי חומצות שומן ארוכות שרשרת וחומצות אמיניות L- ארומטיות.

מנגנון פעולה

ההשפעות של פפטידים כולציסטוקינין קשור האינטראקציה שלהם עם שני קולטנים ספציפיים: CCK-A ( " limenticio" קולטן ) ו CCK-B (קולטן 'מוח', מאנגלית ' B גשם').

קולטן CCK-A הוא זה שמשתתף בהתכווצות כיס המרה, בהרפיה של הסוגר של אודי, בגידול הלבלב ובגירוי הפרשת אנזימי העיכול, בעיכוב התרוקנות הקיבה ובעיכוב של הפרשת חומצת קיבה.

פפטידים כולציסטוקינינים בעלי קבוצות סולפט ואמיד מוכרים על ידי קולטני CCK-A ונקשרים אליהם בעלי זיקה גבוהה. קולטנים מסוג CCK-B יעילים פחות בתגובה ואינם נקשרים עם זיקה כה רבה לפפטידים גופריים.

כולציסטוקינין משתחרר מהמעי לאחר צריכת מזון ומפעיל קולטנים (CCK 1) בעצב הווגוס המעבירים את התחושה של "מלאות" או "שובע" למוח, האחראי על סיום ההתנהגות של הַאֲכָלָה.

ניתן לשחרר גם את הכולציסטוקינין וגם את הגסטרין (הורמון קשור אחר) לזרם הדם או לומן המעי, ולהפעיל תפקודים של פרצרין, אוטוקריני ואקסוקריני לא רק במערכת העצבים, אלא גם במערכת העיכול באופן ישיר.

הקשר עם קולטנים אלה מפעיל את מפל התגובה ההורמונאלית שקשור בעיקר להידרוליזה של מולקולות פוספטידילינוסיטול.

מאפיינים

בעיכול

כאמור, תחילה תואר הכולציטוקינין כהורמון שתפקידיו העיקריים קשורים לפיזיולוגיה של מערכת העיכול.

למרות שכיום ידוע שהוא משתתף בתהליכים רבים אחרים בהתפתחות ובפיזיולוגיה של בעלי חיים, אחד מתפקידיו העיקריים הוא גירוי התכווצות (ירידה בנפח) של כיס המרה.

תפקידיה האקוקריניים כוללים גם גירוי הפרשת אנזימי הלבלב העיכול, וזו הסיבה שהוא מעורב בעקיפין בעיכול וספיגת המזון (תזונה), במיוחד אצל יונקים.

הורמון הפפטיד הקטן הזה משתתף גם בעיכוב התרוקנות הקיבה על ידי תיווך של התכווצות של הסוגר הפילורי והרפיית הקיבה הפרוקסימאלית דרך עצב הווגוס, שהודגם בניסוי אצל חולדות, בני אדם ופרימטים שאינם הומינידים.

תלוי בסוג היונקים שנחשבים, לכולציסטוקינין השפעות מעכבות או מגרה על הפרשת חומצות הקיבה, ותורמים לחיוב או לשלילה להורמונים קשורים אחרים כמו גסטרין.

פעולות אחרות

בנוסף לתפקודי מערכת העיכול שלה, כולציסטוקינין משתתף במערכת העצבים על ידי הגברת או שיפור ההשפעות המעכבות של הדופמין, מעביר עצבים של מערכת העצבים המרכזית.

באותה דרך, כולציסטוקינין מעלה את הנשימה ולחץ הדם במערכת הלב וכלי הדם של מכרסמים.

הורמון פפטיד זה, המנוהל באופן חיצוני בבעלי ניסוי, גורם למצב היפותרמי על ידי הגברת הפעולה של נוירונים המגיבים לטמפרטורות גבוהות ומעכבים נוירונים המגיבים לקור.

פונקציות אחרות קשורות לשחרורם של מעבירים עצביים שונים, לוויסות צמיחת הלבלב, להשראת צמיחת קרצינומות, התבגרות של תאי זרע באשכים, בין היתר.

מחלות קשורות

מחברים שונים קבעו את נוכחותן של כמויות משתנות של כולציסטוקינין בגידולים אנדוקריניים שונים, בעיקר בגידולי יותרת המוח, בקרצינומות של בלוטת התריס, בגידולי הלבלב ובסרקומות של יואינג.

ריכוזים גבוהים של הורמון זה בגידולים מסוימים מייצרים את מה שכונה "תסמונת CCKomas", שתואר תחילה בבעלי חיים ואושר לאחר מכן בבני אדם.

סרטן הלבלב ודלקת הלבלב קשורים גם הם לכולציסטוקינין, מכיוון שזה מעורב בגדילה התקינה שלו ובחלק מהגירוי האקסוקריני להפרשת אנזימי עיכול.

נקבע כי תפקידו של כולציסטוקינין במצבים פתולוגיים אלה קשור לביטוי יתר של הקולטנים שלו (CCK-A ו- CCK-B), המאפשר להורמון זה להפעיל את תפקידו גם כאשר הוא מתבטא יתר על ידי תאים גידולי.

הפניות

1. Crawley, JN, and Corwin, RL (1994). פעולות ביולוגיות של כולציסטוקינין. פפטידים, 15 (4), 731–755.
2. Dockray, GJ (2012). כולציסטוקינין. חוות דעת נוכחית באנדוקרינולוגיה, סוכרת והשמנה, 19 (1), 8–12.
3. גילוטו, פ., לה מאות-מצינגר, ו., מוריסט, ג', וזאבלסקי, ר (2006). תפקודי קסטרינה, כולציסטוקינין ודרכי העיכול אצל יונקים. ביקורות על תזונה, 19 (2), 254–283.
4. ג'נס פ. רהפלד, לנרט פריס-הנסן, ג'נס פ. גצה, ותומס VO הנסן. (2007). הביולוגיה של פפטידים כולציסטוקינין וגסטרין. נושאים נוכחיים בכימיה רפואית, 7 (12), 1154–1165.
5. Keller, J. (2015). עיכול וקליטה במערכת העיכול. ביסודות הביוכימיה הרפואית (מהדורה שנייה, עמ '137-164). Elsevier Inc.
6. Refeld, JF (2017). כולציסטוקינין - מהורמון מעי מקומי למסנג'ר בכל מקום. גבולות באנדוקרינולוגיה, 8, 1-8.
7. Refeld, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U., & Bardram, L. (2016). גילוי ואפיון של תסמונת CCKoma בחולי גידול עצב-אנדרוקריני enteropancreatic. כתב העת הסקנדינבי לגסטרואנטרולוגיה, 51 (10), 1172–1178.
8. Sekiguchi, T. (2016). כולציסטוקינין. בספר ההורמונים (עמ '177–178). Elsevier Inc.
9. סמית ', ג'יי.פי וסולומון, TE (2014). כולציסטוקינין וסרטן הלבלב: העוף או הביצה? כתב העת האמריקאי לפיזיולוגיה - פיזיולוגיה במערכת העיכול והכבד, 306 (2), 1–46.