- مميزات
- بناء
- إنتاج
- تنظيم إنتاجه على المستوى الجيني
- إفراز
- العوامل الكيميائية المحمولة في الدم
- العوامل الكيميائية "اللمعية" أو من الغذاء
- المميزات
- كيف يعمل الجاسترين؟
- التهاب المعدة والأمراض الأخرى
- سرطان
- المراجع
و الغاسترين هو هرمون المعدة التي يتم إنتاجها البروتينية داخل تجويف المعدة من العديد من الثدييات والتي ترتبط تحفيز إفراز حامض المعدة والأنزيمات وظائف.
يتم إنتاجه من قبل مجموعة من خلايا الغدد الصماء المعروفة باسم خلايا "G" (غاسترين) ، والتي توجد في الغدد البوابية في الجزء الأبعد من المعدة (غار) وفي المنطقة القريبة من الاثني عشر (انظر الصورة).
رسم تخطيطي مبسط للمعدة البشرية (المصدر: Estomago.svg: عمل Rhcastilhosderivative: Estevoaei via Wikimedia Commons)
من الناحية النسيجية ، تمتلك الخلايا G شكل "قارورة" مميز ، بقاعدة عريضة و "رقبة" تصل إلى سطح بطانة المعدة.
منذ عام 1905 تم الاشتباه في وجود الجاسترين. ومع ذلك ، لم يتم عزل هذا "الهرمون الغار" (لأنه يتم إنتاجه في غار المعدة) لأول مرة حتى عام 1964 بفضل عمل جريجوري وتريسي ، اللذين درسًا الغشاء المخاطي لمعدة الخنازير.
تم توضيح هيكلها الكيميائي بعد فترة وجيزة من قبل كينر والمتعاونين ، الذين كانوا مسؤولين أيضًا عن تصنيعه بشكل مصطنع.
مثل الهرمونات الأخرى في نظام الغدد الصماء في الثدييات ، فإن الغاسترين هو نتاج معالجة إنزيمية مشتركة لجزيء سلف يعرف باسم بريبروجسترين.
تعتمد وظائفها على تفاعلها مع مستقبلات محددة تؤدي عادةً إلى شلالات إشارات داخل الخلايا تتعلق ببروتينات G وكينازات البروتين (شلالات الفسفرة).
إن تركيز الكالسيوم داخل الخلايا ، ووجود الأحماض والأحماض الأمينية في تجويف المعدة ، أو تحفيز الأعصاب من خلال نواقل عصبية معينة هي بعض العوامل التي تتحكم في إفراز هذا الهرمون المهم في الإنسان.
مميزات
الجاسترين هرمون يشبه الببتيد ، ومنذ اكتشافه حتى اليوم ، تم التعرف على ثلاثة أشكال من هذا الجزيء وتم تسميتها وفقًا لحجمها:
- Gastrina "grande" (من "Big gastrin" الإنجليزية) تحتوي على 34 حمض أميني
- جاسترين "صغير" (من الإنجليزية "ليتل جاسترين") من 17 حمض أميني
- Gastrina "miniature" أو "mini gastrina" (من "Mini gastrin" الإنجليزية) من 13 حمض أميني.
تم العثور على الجاسترين الكبير في الغشاء المخاطي الغار وقد تم تحديده أيضًا في مقتطفات من ورم الغاسترين البشري (أورام المعدة). يعتبر بعض المؤلفين أن كلا من الجاسترين الصغير والصغير يتوافق مع شظايا مشتقة منه.
هيكل «الجاسترين الكبير» G-34 (المصدر: Edgar181 عبر ويكيميديا كومنز)
كان الحصول على تسلسل الأحماض الأمينية للجاسترين الكبير بمثابة دليل للتحقق من الفرضية السابقة ، لأن الببتيد الطرفي C- heptadeca لتسلسل هذا الببتيد مطابق لتسلسل الجاسترين الصغير.
علاوة على ذلك ، فإن تسلسل trideca-peptide للنهاية C للجاسترين الصغير مطابق لتسلسل الأحماض الأمينية للجاسترين الصغير أو الجاسترين المصغر ، بطول 13 حمضًا أمينيًا.
في الجاسترين الصغير (G17) ، تم تحديد أن الجزء المطابق للجاسترين الصغير (نهاية الببتيد التريديكا الطرفي C) له نشاط بيولوجي ، لكن الطرف N غير نشط بيولوجيًا.
من المعروف الآن أن هذا البروتين يخضع لسلسلة من التعديلات الترجمية المشتركة التي تتضمن الانقسام الأنزيمي لصيغة "السلائف" (الجاسترين الكبير أو G-34) لإنتاج الببتيد النشط heptadeca (الجاسترين الصغير) ومشتقات أخرى. الصغار.
بناء
أنواع الجاسترين المذكورة أعلاه (G-34 و G-17 و G-13) هي ببتيدات خطية لا تحتوي على روابط ثاني كبريتيد بين أي من بقايا الأحماض الأمينية الخاصة بها.
يبلغ الوزن الجزيئي للجاسترين الكبير حوالي 4 كيلو دالتون ، بينما يبلغ وزن الجاسترين الصغير والجاسترين الصغير حوالي 2.1 و 1.6 كيلو دالتون على التوالي.
هيكل "الجاسترين الصغير" أو G-17 (المصدر: Edgar181 عبر ويكيميديا كومنز)
اعتمادًا على ظروف البيئة ، وخاصة الأس الهيدروجيني ، يمكن العثور على هذه الجزيئات ذات الطبيعة البروتينية على شكل حلزونات ألفا أو منظمة على أنها "ملفات عشوائية"
في gastrins G-34 و G-17 ، يمكن لبقايا حمض الجلوتاميك الموجودة في الطرف N "دورة" وتمنع هضم هرمونات الببتيد عن طريق عمل إنزيمات aminopeptidase.
إنتاج
الجاسترين هو المنتج النشط للمعالجة المشتركة لجزيء السلائف: البربروجسترين ، الذي يحتوي عند البشر على 101 من بقايا الأحماض الأمينية. تتم معالجة Preprogastrin مبدئيًا لإنتاج البروجاسترين ، وهو 80 ببتيد من الأحماض الأمينية.
تتم معالجة البروجاسترين في خلايا الغدد الصماء ، أولاً عن طريق إنزيمات محولات البروتين ومن ثم بواسطة إنزيم carboxypeptidase E ، لإحداث غاسترين كبير مع بقايا جلايسين طرفي C (G34-Gly) أو غاسترين صغير مع بقايا من ج - جلايسين المحطة (G17-Gly).
تظل هذه الجزيئات عبارة عن بروجاسترينات طالما يتم تحويلها إلى ببتيدات G-34 و G-17 عن طريق "وسط" نهاية الطرف C ، وهي عملية تتوسط فيها عمل إنزيم الببتيدل ألفا-وسطيد أحادي الأكسجين (PAM ، من الإنجليزية "peptidyl الأوكسجين أحادي وسط ألفا ").
تحدث عملية الانقسام بوساطة endopeptidase و C- الطرفية في الحويصلات الإفرازية للخلايا G.
هيكل "الجاسترين المصغر" أو G-13 (المصدر: Edgar181 عبر ويكيميديا كومنز)
تنظيم إنتاجه على المستوى الجيني
يتم ترميز الجاسترين بواسطة جين يتم التعبير عنه عادةً في الخلايا G من الغشاء المخاطي للبوابة الغارية وفي الخلايا G في المعدة البشرية الاثني عشر. هذا الجين هو 4.1 كيلو بايت وله إينتيرونات في تسلسلها
يمكن أن يزداد تعبيره استجابةً لدخول الطعام إلى المعدة أو يمكن تثبيطه بسبب وجود الأحماض وعمل السوماتوستاتين ، وهو هرمون مسؤول عن تثبيط إفرازات الجهاز الهضمي.
على الرغم من عدم معرفته تمامًا ، يُعتقد أن مسارات الإشارات الخلوية التي تعزز تنشيط هذا الجين ، وبالتالي إنتاج الجاسترين ، تعتمد على إنزيمات بروتين كينيز (مسار MAPK).
إفراز
يعتمد إفراز الجاسترين على عوامل كيميائية معينة تعمل على الخلايا الجيولوجية المسؤولة عن تركيبها. يمكن أن يكون لهذه العوامل تأثيرات محفزة أو مثبطة.
تتلامس الخلايا G مع هذه العوامل الكيميائية إما لأنها تنتقل عبر مجرى الدم ، أو لأنها تحرر من الأطراف العصبية التي تلامسها ، أو لأنها تأتي من محتويات المعدة التي "تستحم" السطح اللامع للجسم. هؤلاء.
العوامل الكيميائية المحمولة في الدم
على الرغم من أنها بالكاد تصل في الظروف العادية إلى تركيزات عالية بما يكفي لتعزيز إطلاق الجاسترين ، فإن العوامل "المنشطة" التي تنتقل عبر مجرى الدم هي الإبينفرين أو الأدرينالين والكالسيوم.
على سبيل المثال ، ترتبط الزيادة الكبيرة في نقل الكالسيوم إلى المعدة ، والتي تؤدي إلى تحفيز إطلاق الجاسترين ، بحالات مثل فرط نشاط جارات الدرق.
يمكن أن يحمل الدم أيضًا عوامل مثبطة ، كما هو الحال في الجزيئات الهرمونية الأخرى مثل السكرتين والجلوكاجون والكالسيتونين.
العوامل الكيميائية "اللمعية" أو من الغذاء
قد يحتوي الطعام الذي نتناوله على عوامل كيميائية تحفز إفراز الجاسترين ، ومن أمثلة ذلك الكالسيوم ومنتجات هضم البروتينات (الكازين هيدروليزات).
إن وجود المواد الحمضية في تجويف المعدة له تأثير معاكس ، حيث تم الإبلاغ عن أنها تمنع إفراز الجاسترين من خلال التأثير على جميع العوامل الكيميائية الأخرى التي تحفز إنتاجه.
المميزات
وظائف الجاسترين عدة:
- ينشط إفراز الإنزيمات في المعدة والبنكرياس والأمعاء الدقيقة.
- يحفز إفراز الماء والشوارد في المعدة والبنكرياس والكبد والأمعاء الدقيقة وغدد برونر (الموجودة في الاثني عشر).
- يمنع امتصاص الماء والجلوكوز والكهارل في الأمعاء الدقيقة.
- ينشط العضلات الملساء للمعدة والأمعاء الدقيقة والقولون والمرارة والعضلة العاصرة للمريء.
- يثبط العضلات الملساء للمصرات البوابية واللفائقية والعصرية.
- يعزز إفراز الأنسولين والكالسيتونين.
- يزيد من تدفق الدم إلى البنكرياس والأمعاء الدقيقة والمعدة.
كيف يعمل الجاسترين؟
يرتبط عمل الجاسترين ارتباطًا مباشرًا بتفاعله مع بروتين مستقبل عبر الغشاء ، يُعرف باسم CCK2R أو CCKBR (مستقبلات الغاسترين).
يحتوي هذا المستقبل على سبعة أجزاء عبر الغشاء ويقترن ببروتين G ، والذي يرتبط بمسارات الإشارات الخلوية لكينازات MAP.
التهاب المعدة والأمراض الأخرى
التهاب المعدة هو حالة مرضية تسببها بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري سالبة الجرام والتي تسبب ، من بين الأعراض المختلفة ، التهابًا مؤلمًا في بطانة المعدة.
يتسبب هذا الالتهاب الذي تسببه بكتيريا الملوية البوابية في تثبيط إفراز هرمون السوماتوستاتين المسؤول عن تثبيط إنتاج وإفراز الجاسترين ، الأمر الذي يترجم إلى زيادة كبيرة في إفراز هذا الهرمون وانخفاض في درجة حموضة المعدة. عن طريق الإفراط في إفراز أحماض المعدة.
سرطان
تتميز العديد من أورام الجهاز الهضمي بزيادة التعبير عن الجين المشفر للجاسترين. من بين أكثرها دراسة ، يمكن ذكر سرطان القولون والمستقيم وسرطان البنكرياس والورم الغاستريني أو متلازمة زولينجر إليسون.
قد تكون بعض هذه الأمراض مرتبطة بالتعبير الجيني العالي للجاسترين ، أو المعالجة غير الصحيحة للببتيدات الأولية ، أو التعبير الجيني في مواقع أخرى غير المعدة.
المراجع
- Dockray ، G. ، Dimaline ، R. ، & Varro ، A. (2005). الجاسترين: هرمون قديم ، وظائف جديدة. Eur J Physiol ، 449 ، 344–355.
- Ferrand، A.، & Wang، TC (2006). الجاسترين والسرطان: مراجعة. رسائل السرطان ، 238 ، 15-29.
- جريجوري ، هـ. ، هاردي ، ب. ، د ، ج. ، كينر ، ج. ، وشيبارد ، ر. (1964). هرمون أنترال جاسترين. مجموعة نيتشر للنشر ، 204 ، 931-933.
- جاكسون ، بي إم ، ريدر ، دي دي ، وتومسون ، جي سي (1972). الخصائص الديناميكية لإطلاق الجاسترين. المجلة الأمريكية للجراحة ، 123 ، 137-142.
- والش ، ج. ، وغروسمان ، م. (1975). جاسترين (أول جزئين). مجلة نيو إنجلاند الطبية ، 292 (25) ، 1324-1334.