קיבה: מאפיינים, מבנה, ייצור, פונקציות - ביולוגיה - 2025

Gastrin הוא הורמון קיבה כי הוא מיוצר חלבוניים לתוך חלל הבטן של יונקים רבים ופונקציות אשר קשור גירוי של הפרשת חומצת קיבה ואנזימים.

זה מיוצר על ידי קבוצה של תאים אנדוקריניים המכונים תאי "G" (גסטרין), שנמצאים בבלוטות הפילוריות בחלק הדיסטלי ביותר של הקיבה (אנטרום) ובאזור הפרוקסימלי של התריסריון (ראו תמונה).

תרשים מפושט של הבטן האנושית (מקור: Estomago.svg: עבודה Rhcastilhosderivative: Estevoaei באמצעות ויקימדיה Commons)

מבחינה היסטולוגית, לתאי G יש צורה "בקבוקית" אופיינית, עם בסיס רחב ו"צוואר "שמגיע אל פני שטח בטנה של הקיבה.

מאז 1905 נחשד קיומו של גסטרין. עם זאת, רק ב -1964 בודד "הורמון האנטרלי" הזה (מכיוון שהוא מיוצר באנטטרום הקיבה) לראשונה בזכות עבודתם של גרגורי וטרייסי, שחקרו את רירית הקיבה של החזירים.

המבנה הכימי שלה הוסבר זמן קצר לאחר מכן על ידי קנר ומשתפי הפעולה, שהיו אחראים גם על סינתזה מלאכותית.

בדומה להורמונים אחרים של המערכת האנדוקרינית של היונקים, גסטרין הוא תוצר של עיבוד אנזימטי שיתופי לתרגום של מולקולת מבשר המכונה preprogastrin.

תפקידיהם תלויים באינטראקציה שלהם עם קולטנים ספציפיים המפעילים בדרך כלל מפל איתות תוך-תאי הקשור לחלבוני G וקינאזות חלבון (מפל זרחן).

ריכוז הסידן התוך תאי, הימצאות חומצות וחומצות אמינו בלומן הקיבה, או גירוי עצבי באמצעות משדרים עצביים ספציפיים הם חלק מהגורמים השולטים על הפרשת הורמון חשוב זה בבני אדם.

מאפיינים

גסטרין הוא הורמון דמוי פפטיד ומאז התגלה עד היום הוכרו שלוש צורות של מולקולה זו ושמותיהן נקבעות, על פי גודלן:

- קסטרינה "grande" (מאנגלית "Big gastrin") של 34 חומצות אמיניות

- קסטרין "קטן" (מאנגלית "Little gastrin") של 17 חומצות אמיניות

- קסטרינה "מיניאטורה" או "מיני גסטרינה" (מתוך האנגלית "מיני גסטרין") של 13 חומצות אמינו.

גסטרין גדול נמצא ברירית האנטרלי וזוהה גם בתמציות מגסטרינומות אנושיות (גידולי בטן). חלק מהמחברים סבורים כי גסטרין קטן וגם מיניאטורי תואם את השברים הנגזרים ממנו.

מבנה ה"גסטרין הגדול "G-34 (מקור: Edgar181 דרך ויקימדיה Commons)

השגת רצף חומצות האמינו של גסטרין גדול שימש עדות לאימות ההשערה הקודמת, מכיוון שהפטפטקה סופנטית C של רצף פפטיד זה זהה לרצף הגסטרין הקטן.

יתר על כן, רצף הטרידקה-פפטיד של סיומת C של גסטרין קטן זהה לרצף חומצות האמינו של גסטרין זעיר או גסטרין מיניאטורי, שאורכו 13 חומצות אמינו.

בגסטרין קטן (G17), נקבע כי השבר הזהה למיני גסטרין (סיום פפטיד Trideca מסוף C) הוא בעל פעילות ביולוגית, אך הקצה N-terminal אינו פעיל מבחינה ביולוגית.

כיום ידוע כי חלבון זה עובר סדרה של שינויים שיתופיים, הכוללים מחשוף אנזימטי של צורת "מבשר" (גסטרין גדול או G-34) לייצור הפפטיד הפעיל (גסטרין הקטן) ונגזרות אחרות. הקטנים.

מִבְנֶה

סוגי הגסטרין שהוזכרו לעיל (G-34, G-17 ו- G-13) הם פפטידים לינאריים שאינם מכילים קשרים דיסולפידים בין אף אחד משקעי חומצות האמינו שלהם.

לגסטרין גדול יש משקל מולקולרי של בערך 4 kDa, בעוד שלגסטרין קטן ומיני גסטרין קטנים יש כ -2.1 ו 1.6 kDa, בהתאמה.

מבנה ה"גסטרין הקטן "או G-17 (מקור: Edgar181 דרך ויקימדיה Commons)

בהתאם לתנאי הסביבה, ובמיוחד לרמת החומציות, ניתן למצוא מולקולות בעלות אופי חלבון כמסניפי אלפא או כמובנות כ"סלילים אקראיים "

בגסטרינים G-34 ו- G-17, שאריות חומצות הגלוטמי הממוקמות בקצה ה- N יכולים "להסתובב" ולמנוע את עיכול הורמוני הפפטיד הללו על ידי פעולת אנזימי אמינופפטידאז.

הפקה

גסטרין הוא התוצר הפעיל של העיבוד השיתופי של מולקולה מבשר: פרוגוגסטרין, שבבני אדם יש 101 שאריות חומצות אמיניות. ראשית קדם פרוגסטרין מעובד לייצור פרוגסטרין, פפטיד 80 חומצות אמינו.

הפרוגסטרין מעובד בתאים אנדוקריניים, תחילה על ידי האנזימים פרובראזינים של טרנספרוטאין ואחר כך על ידי האנזים קרבוקסיפפטידאז E, כדי להוליד גאסטרין גדול עם שארית גליצין סופנית C (G34-Gly) או גסטרין קטן עם שאריות של גליצין C-סופני (G17-Gly).

מולקולות אלה נשארות פרוגסטרינים כל עוד הן עוברות המרה לפפטידים G-34 ו- G-17 על ידי "amidation" של סיום ה- C, תהליך המתווך על ידי פעולתו של האנזים פפטידיל מונו-חמצןאז (PAM, מאנגלית "peptidyl") אלפא-בין amo- חמצן ".

תהליך המחשוף המתווך אנדופפטידיידאז וההתרחשות סופנית C מתרחשים בשלפוחית ​​ההפרשה של תאי G.

מבנה ה"גרין הזעיר "או G-13 (מקור: Edgar181 באמצעות ויקימדיה Commons)

ויסות ייצורו ברמה הגנטית

קסטרין מקודד על ידי גן שבא לידי ביטוי בדרך כלל בתאי G של הרירית הפיליאלית האנטרית ובתאי ה- G בתריסריון הקיבה האנושי. גן זה הוא 4.1 kb ויש לו שני אינטרונים ברצף שלו.

ביטויו יכול להתגבר כתגובה לכניסת מזון לקיבה או שניתן לעכב אותו בזכות נוכחות חומצות ופעולתו של סומטוסטטין, שהוא הורמון האחראי על עיכוב הפרשות במערכת העיכול.

למרות שלא ידוע בדיוק, נהוג לחשוב שמסלולי האיתות הסלולריים המקדמים את הפעלת הגן הזה, ולכן, ייצור גסטרין, תלויים באנזימי חלבון קינאז (מסלול MAPK).

הַפרָשָׁה

הפרשת הקסטרינה תלויה בגורמים כימיים מסוימים הפועלים על תאי G, האחראים לסינתזה שלה. לגורמים אלה יכולים להיות השפעות מעוררות או מעכבות.

תאי G באים במגע עם גורמים כימיים כאלה או בגלל שהם מועברים דרך מחזור הדם, מכיוון שהם משתחררים מהטרמינלים העצביים שנמצאים במגע איתם, או בגלל שהם מגיעים מתכולת הקיבה ש"מרחצת "את פני השטח הלבניים של הגוף. אלה.

גורמים כימיים הנישאים בדם

למרות שבתנאים רגילים הם כמעט ולא מגיעים לריכוזים גבוהים מספיק כדי לקדם את שחרור הגסטרין, הגורמים "המגרים" המועברים דרך מחזור הדם הם אפינפרין או אדרנלין וסידן .

לדוגמה, עלייה משמעותית בהובלת הסידן לקיבה, מה שמביא לגירוי של שחרור הגסטרין, בדרך כלל קשור לתנאים כמו יתר-יתר של בלוטת התריס.

הדם יכול לשאת גם גורמים מעכבים, כמו במקרה של מולקולות הורמונאליות אחרות כמו סודן, גלוקגון וקלציטונין.

גורמים כימיים "לומינליים" או ממזון

המזון שאנו אוכלים עשוי להכיל גורמים כימיים המעוררים את הפרשת הגסטרין, דוגמאות לכך הן סידן ומוצרי העיכול של חלבונים (קזאין הידרוליזה).

להימצאותם של חומרים חומציים בלומן הקיבה יש השפעה הפוכה, שכן דווח כי הם מעדיפים לעכב את הפרשת הגסטרין על ידי השפעה על כל שאר הגורמים הכימיים המעוררים את ייצורו.

מאפיינים

תפקידי הגסטרין הם כמה:

- ממריץ את הפרשת האנזימים בקיבה, הלבלב ובמעי הדק.

- ממריץ את הפרשת המים והאלקטרוליטים בקיבה, הלבלב, הכבד, המעי הדק ובלוטות ברונר (קיימים בתריסריון).

- מעכב את ספיגת המים, הגלוקוזה והאלקטרוליטים במעי הדק.

- ממריץ את שרירי הקיבה החלקים, המעי הדק והמעי הגס, כיס המרה וסוגר הושט.

- מעכב את השרירים החלקים של הסוגרים הפילוריים, האילוצקלים ואודדי.

- מקדם את שחרור האינסולין והקלציטונין.

- מגביר את זרימת הדם ללבלב, למעי הדק והבטן.

כיצד פועלת הגסטרין?

פעולת הגסטרין קשורה ישירות לאינטראקציה שלה עם חלבון קולטן טרנסמברנלי ספציפי, המכונה CCK2R או CCKBR (קולטן גסטרין).

לקולטן זה יש שבעה מקטעי טרנסממברנה והוא משולב לחלבון G, הקשור למסלולי האיתות הסלולריים של קינאזות MAP.

דלקת קיבה ומחלות אחרות

דלקת העיכול היא מצב פתולוגי הנגרם על ידי החיידק השלילי גרם-הליקובקטר פילורי, שגורם בין התסמינים השונים לדלקת כואבת ברירית הקיבה.

דלקת זו הנגרמת על ידי H. pylori גורמת לעיכוב הביטוי של ההורמון סומטוסטטין, האחראי על עיכוב ייצור והפרשת הגסטרין, המתורגם לעלייה משמעותית בהפרשת הורמון זה וירידה בחומציות בקיבה על ידי הפרשה מוגזמת של חומצות קיבה.

מחלת הסרטן

גידולים רבים במערכת העיכול מתאפיינים בביטוי מוגבר של הגן המקודד לגסטרין. מבין הנחקרים ביותר ניתן להזכיר קרצינומה של המעי הגס, סרטן הלבלב וגסטרינומה או תסמונת זולינגר-אליסון.

חלק מהפתולוגיות הללו עשויות להיות קשורות לביטוי גבוה של גסטרין, לעיבוד שגוי של פפטידים מקדימים, או לביטוי גנים באתרים שאינם מהקיבה.

הפניות

1. Dockray, G., Dimaline, R., & Varro, A. (2005). קסטרין: הורמון ישן, פונקציות חדשות. יור ג'יי פיזיול, 449, 344–355.
2. Ferrand, A., & Wang, TC (2006). קיבה וסרטן: סקירה. מכתבי סרטן, 238, 15–29.
3. גרגורי, ח., הרדי, פ., ד, ג', קנר, ג., ושפרד, ר. (1964). קסטרינה הורמונית אנטרלית. קבוצת הוצאת טבע, 204, 931–933.
4. ג'קסון, ב.מ., רידר, די.די., ותומפסון, ג'יי סי (1972). מאפיינים דינמיים של שחרור גסטרין. כתב העת האמריקאי לכירורגיה, 123, 137–142.
5. Walsh, J., & Grossman, M. (1975). גסטרין (הראשון משני החלקים). כתב העת לרפואה של ניו אינגלנד, 292 (25), 1324–1334.