G-CELLER: UDVIKLING, GASTRIN, PIEZO MEKANOSENSITIVE KANALER - BIOLOGI - 2025

De G-celler er endokrine celler, som er underkastet humorale og neurale regulering luminale indhold. De er placeret i niveauet af duodenalslimhinden og gastrisk antrum. Disse celler repræsenterer en mindre procentdel af cellerne i gastrisk mucosa (1%).

Mikrovilli til stede i denne celletype, der er fordelt på deres apikale overflader, gør det muligt at tage prøver af gastrisk indhold. G-celler frigiver gastrin, som er et polypeptidhormon, hvis sekretion induceres af stimuleringer af en neural, mekanisk eller kemisk karakter.

G-celle i gastrisk antrum. Af Miguelferig fra Wikimedia Commons.

Gastrin stimulerer parietalcellerne til at udskille syre, øger blodgennemstrømningen i maveslimhinden, inducerer sekretion af pepsin i hovedcellerne og fremmer væksten af ​​eksokrin og bugspytkirtelvæv samt gastrisk motilitet.

Aktiviteten eller virkningsmekanismen for G-celler stimuleres ved tilstedeværelsen af ​​proteinnedbrydningsprodukter. Det er imidlertid vist, at de ikke kun reagerer på disse typer kemiske signaler, men også stimuleres af forstyrrelse af mavevæggen.

I denne forstand er tilstedeværelsen af ​​mekanosensitive ionkanaler, der hører til Piezo-familien, bevist, som er beskrevet senere.

G-celleudvikling

Hos hvirveldyr udfylder maven flere funktioner ud over at være det sted, hvor mad opbevares, såsom at tilvejebringe en barriere, der forhindrer mikroorganismeres indtræden i tarmen og skaber et beskyttende miljø mod angreb af endogen eller eksogen art.

Maven har forskellige celler, der udfører specifikke funktioner. Sådan er tilfældet med enterochromaffin-celler, der er ansvarlige for produktion af histamin; celler, der udskiller hormoner af en peptidkarakter; D-celler, der frigiver somatostatin; ghrelin-producerende A-celler; og G-celler, der udskiller gastrin.

G-celler stammer fra præ-endokrine hormonelle celler, der gennemgår asymmetrisk opdeling i maveforet, hvilket giver anledning til to datterceller. Den ene udtrykker somatostatin, og den anden udtrykker gastrin i hver opdelingsproces.

En sådan asymmetrisk opdeling gør det muligt for somatostatin-secernerende celler at modulere væksten og virkningen af ​​gastrinsekreterende G-celler. Modningen af ​​begge celletyper reguleres fint af transkriptionsfaktorer.

Gastrin og cholecystokinin-receptor

Gastrinfrigivelse af G-cellerne i maveslimhindens antrum. Af Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D., fra Wikimedia Commons.

Gastrin oversættes i princippet som preprogastrin. Når oversættelsesprocessen er sket, gennemgår preprogastrin spaltning, der stammer fra peptider i forskellige størrelser, hvor "Big" gastrin er det mest almindelige peptid.

Den biologiske aktivitet af gastrin findes i en sekvens kaldet pentagastrin, der består af 5 aminosyrer. Denne sekvens er placeret i det C-terminale domæne.

Handlingerne af gastrin forekommer efter dens binding til cholecystokininreceptoren (CCKB), en G-proteinkoblet receptor.

Når gastrin binder til sin receptor, udløses en signaleringskaskade, i hvilken membraninositoler såsom phospholipase C aktiveres, hvilket fører til stigninger i intracellulære calciumkoncentrationer og virkningen af ​​andre messengers såsom inositol triphosphat og diacylglycerol.

Imidlertid kan denne receptor også inducere aktivering af signalvejen, der involverer tyrosinkinase-receptorer, kun i mindre grad.

Ekspressionen af ​​CCKB-receptoren findes i fordøjelsessystemet, hvide blodlegemer, endotelceller og det centrale nervesystem.

Piezo mekanosensitive kanaler

Mekanosensitive ionkanaler reagerer på mekaniske impulser, dvs. de åbnes, når cellemembranen udsættes for en ændring i spænding eller tryk.

Mekanismerne, gennem hvilke disse ændringer opfattes, diskuteres, men deltagelse af komponenter i cytoskelettet og phospholipaser forbundet med cellemembranen er blevet foreslået.

Piezo mekanosensitive kanaler er proteiner, der er blevet konserveret gennem hele udviklingen, og som ud over at være spændingsmoduleret reagerer på stimuleringer af mekanisk karakter.

Piezo1- og Piezo2-ionkanalerne opfylder en lang række fysiologiske processer af vital betydning. For eksempel: Piezo1, deltager i udviklingen af ​​lymfesystemet og vaskulaturen hos mus.

Piezo 2 deltager på sin side i mekanotransduktion af Merkel-celler og sensoriske neuroner, der er placeret i ryggen.

Nylige undersøgelser på mennesker og mus har vist, at Piezo-kanaler også er involveret i ikke-sensoriske fysiologiske processer såsom renovering af glat muskel, dannelse af epitelialamina og brusk i cellerne, der udgør den (chondrocytter).

Hos mus er det vist, at sletning af Piezo 1- eller Piezo 2-generne fører til embryodødelighed eller tidlig postnatal dødelighed.

Ekspression af mekanosensitive kanaler i G-celler

G-celle-responserne på de forskellige proteinprodukter udføres af kemosensoriske receptorer. Imidlertid forstås de mekanismer, der er involveret i aktiveringen af ​​disse celler efter distention af mavevæggen.

Antral innervation er påkrævet for at G-celle-stimulering kan forekomme, men en nylig undersøgelse indikerede, at selv efter antral denervering øges G-cellevirkningen som respons på distention. Derfor er det blevet spekuleret i, at G-celler er følsomme over for mekaniske stimuli.

I lyset af dette forsøgte en gruppe forskere at belyse eksistensen af ​​Piezo-ionkanaler i G-celler, som er mekanosensitive. De opnåede resultater demonstrerede effektivt, at Piezo 1-kanaler udtrykkes i det antrale område af musens mave.

Piezo 1-kanaler er ikke jævnt fordelt over G-cellen, men snarere i den basolaterale del. Faktum, som er af stor interesse, da gastrinopbevaring i sekretoriske vesikler forekommer nøjagtigt i det område, der venter på ankomsten af ​​den passende stimulus til dens frigivelse.

Referencer

1. Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 og Piezo2 er essentielle komponenter i forskellige mekanisk aktiverede kationkanaler. Videnskab. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Kompleks morfologi af gastrinfrigivende G-celler i det antrale område af musens mave. Cell Tissue Res. 2016; 366 (2): 301-310.
3. Jain R, Samuelson L. Differentiering af gastrisk slimhinde. II Gastrins rolle i gastrisk epitelcelleproliferation og modning. Am J Physiol Gastrointest leverfysiol. 2006; 291: 762-765.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, principper for intern medicin. (16. udgave). Mexico: McGrawHill.
5. Lang K, Breer H, Frick. Mekanosensitiv ionkanal Piezo1 udtrykkes i antrale G-celler i murin mave. Cell Tissue Res. 2018; 371 (2): 251-260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Spændingslåge af mekanisk følsomme PIEZO-kanaler. Nat Commun. 2018 9 (1): 1096. doi: 10.1038 / s41467-018-03502-7
7. Phillison M, Johansson M, Henriksnas J, Petersson J, Gendler S, Sandler S, Persson E, Hansson G, Holm L. Magens slimlag: bestanddele og regulering af akkumulering. Am J Physiol Gastrointest leverfysiol. 2008; 295: 806-812.
8. Raybould H. Smager din tarm? Sensorisk transduktion i mave-tarmkanalen. Nyheder Physiol Sci. 1998; 13: 275-280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Distention-induceret gastrinfrigivelse: virkninger af luminal forsuring og intravenøs atropin. Gastroenterology. 1980; 78: 912-917.