Гастрин

Белок млекопитающих обнаружен у человека разумного

Гастрин – это пептидный гормон , который стимулирует секрецию желудочной кислоты (HCl) париетальными клетками желудка и способствует перистальтике желудка. Он высвобождается G-клетками пилорического отдела желудка, двенадцатиперстной кишки и поджелудочной железы .

Гастрин связывается с рецепторами холецистокинина В , стимулируя высвобождение гистамина в энтерохромаффиноподобных клетках, и индуцирует включение K ⁺ /H ⁺ АТФазных насосов в апикальную мембрану париетальных клеток (что, в свою очередь, увеличивает высвобождение H ⁺ в полость желудка). ). Его высвобождение стимулируется пептидами в просвете желудка.

Физиология

Генетика

У человека ген GAS расположен на длинном плече семнадцатой хромосомы (17q21). ^[5]

Синтез

Гастрин представляет собой линейный пептидный гормон , вырабатываемый G-клетками двенадцатиперстной кишки и пилорического отдела желудка . Он секретируется в кровоток. Кодируемый полипептид представляет собой препрогастрин, который расщепляется ферментами в ходе посттрансляционной модификации с образованием прогастрина (промежуточного неактивного предшественника), а затем гастрина в различных формах, в первую очередь следующих трех:

• гастрин-34 (« большой гастрин »)
• гастрин-17 (« маленький гастрин »)
• гастрин-14 (« минигастрин »)

Кроме того, пентагастрин представляет собой искусственно синтезированную последовательность из пяти аминокислот, идентичную последней пяти аминокислотной последовательности на С- конце гастрина. Цифры относятся к количеству аминокислот .

Выпускать

Гастрин высвобождается в ответ на определенные стимулы. К ним относятся:

• растяжение антрального отдела желудка
• стимуляция вагуса (опосредованная нейрокринным бомбезином или GRP у человека)
• наличие в желудке частично переваренных белков , особенно аминокислот . Ароматические аминокислоты являются особенно мощными стимулами высвобождения гастрина. ^[6]
• гиперкальциемия (через кальций-чувствительные рецепторы ^[7] )

Высвобождение гастрина ингибируется: ^{[8] [9]}

• наличие кислоты (в первую очередь секретируемой HCl) в желудке (случай отрицательной обратной связи )
• соматостатин также ингибирует высвобождение гастрина вместе с секретином , GIP ( гастроингибирующим пептидом ), VIP ( вазоактивным кишечным пептидом ), глюкагоном и кальцитонином .

Функция

G-клетка видна внизу слева, а гастрин обозначен двумя черными стрелками, идущими от нее. Примечание: эта диаграмма не иллюстрирует стимулирующее действие гастрина на клетки ECL.

Присутствие гастрина стимулирует париетальные клетки желудка секретировать соляную кислоту (HCl)/желудочную кислоту. Это делается как непосредственно на париетальной клетке ^{[ не удалось проверить ]} , так и косвенно через связывание с рецепторами CCK2/гастрина на клетках ECL в желудке, которые затем реагируют высвобождением гистамина , который, в свою очередь, действует паракринным образом на париетальные клетки, стимулируя их к выделяют ионы H+ . Это основной стимул секреции кислоты париетальными клетками. ^[10]

Было показано, что наряду с вышеупомянутой функцией гастрин имеет и дополнительные функции:

• Стимулирует созревание париетальных клеток и рост глазного дна.
• Заставляет главные клетки секретировать пепсиноген , зимогенную (неактивную) форму пищеварительного фермента пепсина .
• Увеличивает подвижность антральных мышц и способствует сокращениям желудка.
• Усиливает сокращения антрального отдела привратника и расслабляет сфинктер привратника, что увеличивает скорость опорожнения желудка. ^[11]
• Играет роль в расслаблении илеоцекального клапана . ^[12]
• Вызывает секрецию поджелудочной железы и опорожнение желчного пузыря . ^[13]
• Может влиять на тонус нижнего пищеводного сфинктера (НПС), вызывая его сокращение ^[14] - хотя причиной может быть пентагастрин, а не эндогенный гастрин. ^[15]
• Гастрин участвует в гастроколическом рефлексе .

Факторы, влияющие на секрецию

Факторы, влияющие на секрецию гастрина, можно разделить на 2 категории: ^[16]

физиологический

Просвет желудка

• Стимулирующие факторы: пищевой белок и аминокислоты (мясо), гиперкальциемия . (т.е. во время желудочной фазы)
• Ингибирующий фактор: кислотность (рН ниже 3) – механизм отрицательной обратной связи, осуществляемый через высвобождение соматостатина из δ-клеток желудка, который ингибирует высвобождение гастрина и гистамина.

Паракринный

• Стимулирующий фактор: бомбезин или гастрин-высвобождающий пептид (GRP).
• Ингибирующий фактор: соматостатин – действует на рецепторы соматостатина-2 на G-клетках. паракринным путем через местную диффузию в межклеточные пространства, а также системно через высвобождение в местный кровоток слизистой оболочки; он ингибирует секрецию кислоты, воздействуя на париетальные клетки.

Нервный

• Стимулирующие факторы: бета-адренергические средства, холинергические средства, гастрин-высвобождающий пептид (GRP).
• Тормозящий фактор: Энтерогастральный рефлекс.

Тираж

• Стимулирующий фактор: гастрин
• Ингибирующие факторы: желудочный ингибирующий пептид (ГИП), секретин , соматостатин , глюкагон , кальцитонин.

Патофизиологический

Паранеопластический

• Паранеопластическая чрезмерная секреция гастриномы (см. Роль в заболевании )

Роль в болезни

При синдроме Золлингера-Эллисона гастрин продуцируется в чрезмерных количествах, часто гастриномой , продуцирующей гастрин опухолью, в основном доброкачественной, расположенной в двенадцатиперстной кишке или поджелудочной железе . Чтобы выявить гипергастринемию, высокий уровень гастрина в крови, можно провести « пентагастриновый тест». ^[17]

При аутоиммунном гастрите иммунная система атакует париетальные клетки, что приводит к гипохлоргидрии, снижению секреции желудочной кислоты. Это приводит к повышению уровня гастрина в попытке компенсировать повышенный pH в желудке. В конце концов, все париетальные клетки теряются, и возникает ахлоргидрия , приводящая к потере отрицательной обратной связи на секрецию гастрина. Концентрация гастрина в плазме повышена практически у всех лиц с муколипидозом IV типа (в среднем 1507 пг/мл; диапазон 400–4100 пг/мл) (в норме 0–200 пг/мл) вследствие конститутивной ахлоргидрии. Это открытие облегчает диагностику пациентов с этим нейрогенетическим расстройством. ^[18] Кроме того, повышенные уровни гастрина могут присутствовать при хроническом гастрите, возникшем в результате инфекции H. pylori . ^[19]

История

Его существование было впервые предположено в 1905 году британским физиологом Джоном Сиднеем Эдкинсом ^{[20] [21],} а гастрины были выделены в 1964 году Хильдой Трейси и Родериком Альфредом Грегори в Ливерпульском университете . ^[22] В 1964 г. была определена структура гастрина. ^[23]

Рекомендации

1. GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000184502 — Ensembl , май 2017 г.
2. GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000017165 — Ensembl , май 2017 г.
3. "Ссылка на Human PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
4. "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
5. Лунд Т., Гертс ван Кессель А.Х., Хаун С., Диксон Дж.Э. (май 1986 г.). «Гены человеческого гастрина и холецистокинина расположены на разных хромосомах». Генетика человека . 73 (1): 77–80. дои : 10.1007/BF00292669. PMID  3011648. S2CID  32216320.
6. Бланко, Антонио; Бланко, Густаво (2017), «Биохимические основы эндокринологических гормонов (II) и других химических промежуточных продуктов», Медицинская биохимия , Elsevier, стр. 573–644, doi : 10.1016/b978-0-12-803550-4.00026-4, ISBN 9780128035504
7. Фэн Дж., Петерсен CD, Кой Д.Х., Цзян Дж.К., Томас СиДжей, Поллак М.Р., Ванк С.А. (октябрь 2010 г.). «Кальций-чувствительный рецептор представляет собой физиологический мультимодальный хемосенсор, регулирующий рост G-клеток желудка и секрецию гастрина». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (41): 17791–6. Бибкод : 2010PNAS..10717791F. дои : 10.1073/pnas.1009078107 . ПМЦ 2955134 . ПМИД  20876097. 
8. Хольст Дж. Дж., Орсков С., Зайер-Поульсен С. (1992). «Соматостатин является важным паракринным звеном в кислотном ингибировании секреции гастрина». Пищеварение . 51 (2): 95–102. дои : 10.1159/000200882. ПМИД  1354190.
9. Джонсон Л.Р. (март 1984 г.). «Влияние соматостатина и кислоты на ингибирование высвобождения гастрина у новорожденных крыс». Эндокринология . 114 (3): 743–6. дои : 10.1210/эндо-114-3-743. PMID  6141932. Архивировано из оригинала 5 сентября 2008 г. Проверено 17 мая 2011 г.
10. Линдстрем, Э.; Чен, Д.; Норлен, П.; Андерссон, К.; Хокансон, Р. (2001). «Контроль секреции желудочной кислоты: ось гастрин-ECL-париетальные клетки». Сравнительная биохимия и физиология. Часть A. Молекулярная и интегративная физиология . 128 (3): 505–514. дои : 10.1016/s1095-6433(00)00331-7. ISSN  1095-6433. ПМИД  11246041.
11. Тортора, Г.Дж., и Грабовски, С.Р. (1996). Основы анатомии и физиологии. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Колледж ХарперКоллинз. 14-е изд. стр. 906
12. Вадокас Б., Людтке Ф.Е., Лепсиен Г., Голенхофен К., Мандрек К. (декабрь 1997 г.). «Влияние гастрин-высвобождающего пептида (GRP) на механическую активность илеоцекальной области человека in vitro». Нейрогастроэнтерология и моторика . 9 (4): 265–70. doi :10.1046/j.1365-2982.1997.d01-59.x. PMID  9430795. S2CID  31858033.
13. Валенсуэла Дж. Э., Уолш Дж. Х., Изенберг Дж. И. (сентябрь 1976 г.). «Влияние гастрина на секрецию ферментов поджелудочной железы и опорожнение желчного пузыря у человека». Гастроэнтерология . 71 (3): 409–11. дои : 10.1016/S0016-5085(76)80445-3 . ПМИД  950091.
14. Кастель Д.О. (февраль 1978 г.). «Гастрин и тонус нижнего пищеводного сфинктера». Архив внутренней медицины . 138 (2): 196. doi :10.1001/archinte.138.2.196. ПМИД  626547.
15. Хендерсон Дж. М., Лидгард Г., Осборн Д. Х., Картер округ Колумбия, Heading RC (февраль 1978 г.). «Реакция нижнего пищеводного сфинктера на гастрин - фармакологическая или физиологическая?». Гут . 19 (2): 99–102. дои :10.1136/gut.19.2.99. ПМЦ 1411818 . ПМИД  631634. 
16. Инду Хурана (2006). Учебник медицинской физиологии . Нью-Дели: Рид Эльзевир, Индия. п. 605. ИСБН 978-8181478504. ОКЛК  968478170.
17. Барон, JH (1978). Клинические исследования желудочной секреции . дои : 10.1007/978-1-349-03188-7. ISBN 978-1-349-03190-0.
18. Шиффманн Р., Дуайер Н.К., Лубенский И.А., Цокос М., Сатлифф В.Е., Латимер Дж.С., Фрей К.П., Брэди Р.О., Бартон Н.В., Бланшетт-Маки Э.Дж., Голдин Э. (февраль 1998 г.). «Конститутивная ахлоргидрия при муколипидозе IV типа». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (3): 1207–12. Бибкод : 1998PNAS...95.1207S. дои : 10.1073/pnas.95.3.1207 . ЧВК 18720 . ПМИД  9448310. 
19. «Обзорная статья: Стратегии определения того, вызвана ли гипергастринемия синдромом Золлингера-Эллисона, а не более распространенной доброкачественной причиной» . www.medscape.com .
20. Эдкинс Дж.С. (март 1906 г.). «Химический механизм желудочной секреции». Журнал физиологии . 34 (1–2): 133–44. doi :10.1113/jphysicalol.1906.sp001146. ПМЦ 1465807 . ПМИД  16992839. 
21. Модлин И.М., Кидд М., Маркс И.Н., Тан Л.Х. (февраль 1997 г.). «Решающая роль Джона С. Эдкинса в открытии гастрина». Всемирный журнал хирургии . 21 (2): 226–34. дои : 10.1007/s002689900221. PMID  8995084. S2CID  28243696.
22. Грегори Р.А. , Трейси Х.Дж. (1964). «Состав и свойства двух гастринов, извлеченных из слизистой оболочки антрального отдела свиньи: Часть I, выделение двух гастринов из слизистой оболочки антрального отдела свиньи». Гут . 5 (2): 103–107. дои :10.1136/gut.5.2.103. ПМК 1552180 . ПМИД  14159395. 
23. Грегори Х, Харди П.М., Джонс Д.С., Кеннер Г.В., Шеппард Р.К. (декабрь 1964 г.). «Антральный гормон гастрин. Структура гастрина». Природа . 204 (4962): 931–3. Бибкод : 1964Natur.204..931G. дои : 10.1038/204931a0. PMID  14248711. S2CID  4262131.

дальнейшее чтение

• Розенгурт Э., Уолш Дж. Х. (2001). «Гастрин, CCK, передача сигналов и рак». Ежегодный обзор физиологии . 63 : 49–76. doi :10.1146/annurev.physical.63.1.49. ПМИД  11181948.
• Докрей Дж.Дж. (декабрь 2004 г.). «Клиническая эндокринология и обмен веществ. Гастрин». Лучшие практики и исследования. Клиническая эндокринология и обмен веществ . 18 (4): 555–68. дои : 10.1016/j.beem.2004.07.003. ПМИД  15533775.
• Анлауф М, Гарбрехт Н, Хенопп Т, Шмитт А, Шленгер Р, Раффель А, Крауш М, Гимм О, Айзенбергер КФ, Кнофель ВТ, Дралле Х, Комминот П, Хайтц П.У., Перрен А, Клёппель Г (сентябрь 2006 г.). «Спорадические и наследственные гастриномы двенадцатиперстной кишки и поджелудочной железы: различные клинико-патологические и эпидемиологические особенности». Всемирный журнал гастроэнтерологии . 12 (34): 5440–6. дои : 10.3748/wjg.v12.i34.5440 . ПМК  4088224 . ПМИД  17006979.
• Полосатов М.В., Климов П.К., Масевич К.Г., Самарцев М.А., Вюнш Э. (апрель 1979 г.). «Взаимодействие синтетического большого гастрина человека с белками крови человека и животных». Acta Hepato-Gastroenterologica . 26 (2): 154–9. ПМИД  463490.
• Фрич В.П., Хаусамен Т.У., Шолтен Т. (апрель 1977 г.). «[Желудочно-кишечные гормоны. I. Гормоны группы гастрина]». Zeitschrift für Gastroenterologie . 15 (4): 264–76. ПМИД  871064.
• Хигасимото Ю, Химено С, Синомура Ю, Нагао К, Тамура Т, Таруи С (май 1989 г.). «Очистка и структурное определение больших NH2-концевых фрагментов гастрина мочи». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 160 (3): 1364–70. дои : 10.1016/S0006-291X(89)80154-8. ПМИД  2730647.
• Пауэлс С., Найдовски Т., Дималин Р., Ли С.М., Дешодт-Ланкман М. (июнь 1989 г.). «Деградация человеческого гастрина и CCK эндопептидазой 24.11: различное поведение сульфатированных и несульфатированных пептидов». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология . 996 (1–2): 82–8. дои : 10.1016/0167-4838(89)90098-8. ПМИД  2736261.
• Лунд Т., Гертс ван Кессель А.Х., Хаун С., Диксон Дж.Э. (май 1986 г.). «Гены человеческого гастрина и холецистокинина расположены на разных хромосомах». Генетика человека . 73 (1): 77–80. дои : 10.1007/BF00292669. PMID  3011648. S2CID  32216320.
• Кария Ю, Като К, Хаяшизаки Ю, Химено С, Таруи С, Мацубара К (1986). «Экспрессия гена гастрина человека в нормальных тканях и тканях гастриномы». Джин . 50 (1–3): 345–52. дои : 10.1016/0378-1119(86)90338-0. ПМИД  3034736.
• Грегори Р.А., Трейси Х.Дж., Агарвал К.Л., Гроссман М.И. (август 1969 г.). «Аминокислотный состав двух гастринов, выделенных из опухолевой ткани Золлингера-Эллисона». Гут . 10 (8): 603–8. дои :10.1136/gut.10.8.603. ПМЦ  1552899 . ПМИД  5822140.
• Бентли П.Х., Кеннер Г.В., Шеппард Р.С. (февраль 1966 г.). «Структуры гастринов человека I и II». Природа . 209 (5023): 583–5. дои : 10.1038/209583b0. PMID  5921183. S2CID  4200721.
• Ито Р., Сато К., Хелмер Т., Джей Дж., Агарвал К. (август 1984 г.). «Структурный анализ гена, кодирующего гастрин человека: большой интрон содержит последовательность Alu». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (15): 4662–6. Бибкод : 1984PNAS...81.4662I. дои : 10.1073/pnas.81.15.4662 . ПМК  391550 . ПМИД  6087340.
• Выборг О, Берглунд Л, Боэль Э, Норрис Ф, Норрис К, Рефельд Дж. Ф., Маркер К. А., Вууст Дж (февраль 1984 г.). «Структура гена гастрина человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (4): 1067–9. Бибкод : 1984PNAS...81.1067W. дои : 10.1073/pnas.81.4.1067 . ПМЦ  344765 . ПМИД  6322186.
• Като К., Хаясидзаки Ю., Такахаши Ю., Химено С., Мацубара К. (декабрь 1983 г.). «Молекулярное клонирование гена гастрина человека». Исследования нуклеиновых кислот . 11 (23): 8197–203. дои : 10.1093/нар/11.23.8197. ПМК  326575 . ПМИД  6324077.
• Боэль Э., Вууст Дж., Норрис Ф., Норрис К., Винд А., Рефельд Дж. Ф., Маркер К. А. (май 1983 г.). «Молекулярное клонирование кДНК гастрина человека: доказательства эволюции гастрина путем дупликации генов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 80 (10): 2866–9. Бибкод : 1983PNAS...80.2866B. дои : 10.1073/pnas.80.10.2866 . ПМЦ  393933 . ПМИД  6574456.
• Като К., Химено С., Такахаши Ю., Вакабаяши Т., Таруи С., Мацубара К. (декабрь 1983 г.). «Молекулярное клонирование кДНК предшественника гастрина человека». Джин . 26 (1): 53–7. дои : 10.1016/0378-1119(83)90035-5. ПМИД  6689486.
• Ко Т.Дж., Ван Т.К. (ноябрь 1995 г.). «Молекулярное клонирование и секвенирование гена мышиного гастрина». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 216 (1): 34–41. дои : 10.1006/bbrc.1995.2588. ПМИД  7488110.
• Рефельд Дж. Ф., Хансен К. П., Джонсен А. Х. (январь 1995 г.). «Пост-поли (Glu) расщепление и деградация, модифицированная O-сульфатированным тирозином: новый механизм посттрансляционной обработки». Журнал ЭМБО . 14 (2): 389–96. doi :10.1002/j.1460-2075.1995.tb07013.x. ПМК  398093 . ПМИД  7530658.
• Рефельд Дж. Ф., Джонсен А. Х. (август 1994 г.). «Идентификация компонента I гастрина как гастрина-71. Максимально возможный биологически активный продукт прогастрина». Европейский журнал биохимии . 223 (3): 765–73. дои : 10.1111/j.1432-1033.1994.tb19051.x . ПМИД  8055952.
• Варро А., Докрей Г.Дж. (ноябрь 1993 г.). «Посттрансляционная обработка прогастрина: ингибирование расщепления, фосфорилирования и сульфатирования брефельдином А». Биохимический журнал . 295 (Часть 3): 813–9. дои : 10.1042/bj2950813. ПМЦ  1134634 . ПМИД  8240296.

Внешние ссылки

• Обзор на colostate.edu
• Носек, Томас М. «Раздел 6/6ch4/s6ch4_14». Основы физиологии человека . Архивировано из оригинала 24 марта 2016 г.