HOLECISTOKINĪNS: ĪPAŠĪBAS, STRUKTŪRA, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Holecistokinīns (CCK) ir dzīvnieks, hormons, kas regulēšanā kuņģa-zarnu trakta fizioloģiju. Tas darbojas kā barības uzņemšanas un kuņģa "iztukšošanas" inhibitors, stimulē arī aizkuņģa dziedzera enzīmu sekrēciju un žultspūšļa saraušanos.

Pirmoreiz tas tika aprakstīts 1928. gadā kaķu un suņu zarnu izdalījumos. Tomēr tikai 1962. gadā to izdalīja un raksturoja no cūku zarnām, nosakot, ka tas ir peptīds, kas spēj izraisīt žultspūšļa saraušanos un aizkuņģa dziedzera enzīmu sekrēciju.

Holecistokinīns. Attēls caur: https://conbetodefinicion.de

Pēc atklāšanas holecistokinīns kopā ar gastrīnu un sekretīnu kļuva par hormonālā trijotni, kas piedalās dažādās kuņģa un zarnu trakta funkcijās, kaut arī darbojas arī kā augšanas faktors, neirotransmiters, spermas auglības faktors utt.

Tāpat kā gastrīns, šis hormons pieder neiroendokrīno peptīdu saimei, ko raksturo C-gala gala identitāte, kurā atrodas visas tā bioloģiskās īpašības un iedarbība.

Holecistokinīnu bagātīgi ražo endokrīnās šūnas daudzu zīdītāju divpadsmitpirkstu zarnas un jejunuma (tievās zarnas zonas) gļotādās, kā arī daudzi zarnu trakta nervi (tie, kas saistīti ar gremošanas sistēmu) un centrālās nervu sistēmas neironi un perifērijas.

Tāpat kā daudzi citi hormoni, holecistokinīns ir iesaistīts dažādos sarežģītos patoloģiskos apstākļos, īpaši ar vēža audzējiem.

Raksturojums un uzbūve

Nobriedis holecistokinīns ir peptīds, kura garums var mainīties, un tas ir atkarīgs no tā prekursora formas fermentatīvas apstrādes, ko mediē specifiskas proteāzes. Pazīstamākās hormona formas ir CCK-33, CCK-58, CCK-39 un CCK-8.

Šie peptīdi tiek pakļauti sekojošām pēctranslācijas modifikācijām, kas saistītas ar sulfātu pievienošanu tirozīna atlikumiem, C-gala fenilalanīnu amidēšanu un dažu īpašu aminoskābju atlikumu selektīvu noņemšanu abos peptīda galos.

Šāds peptīdu hormons pieder pie regulējošo peptīdu grupas, kuriem ir ļoti konservēta C-gala secība. Tas satur savu aktīvo vietu, un tā aktivitāte parasti ir atkarīga no sēra atlikumu klātbūtnes.

Arī šai peptīdu saimei pieder cieši saistīts peptīdu hormons - gastrīns, kā arī citi peptīdi, kas atrodami vardēs un protohordātos.

Literatūrā holecistokinīns tiek aprakstīts kā žultspūšļa kontrakcijas peptīds, un to raksturo C-gala secība, kas sastāv no 7 aminoskābēm, proti: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, kur X zīdītājiem vienmēr ir glicīna atlikums (Gly).

Ražošana

Holecistokinīns tiek sintezēts un izdalīts vairākās molekulārās izoformās, tomēr ir atrasta tikai viena mRNS molekula, tāpēc tiek uzskatīts, ka tā iziet dažādu pēctranskripcijas procesu.

Šis kurjers ir atrasts vienādās proporcijās gan smadzenēs, gan zarnu gļotādā, kas nozīmē, ka tā funkcijas nervu sistēmā ir tikpat svarīgas kā gremošanas sistēmā, lai gan pirmajā tie vēl nav pilnībā izprotami.

Cilvēkiem šī peptīda kodējošais gēns ir atrodams 3. hromosomā. To veido pieci eksoni, un starp pirmajiem 100 bp ir vairāki regulatīvie elementi.

Tajos ietilpst E-box elements (transkripcijas faktoru saistīšanai), reģions, kas bagāts ar GC atkārtojumiem, un cAMP atbildes elements.

Messenger RNS, kas pārrakstīts no šī gēna, ir apmēram 1 511 bp un kodē peptīda prekursoru ar 115 aminoskābju atlikumiem, kas pazīstami kā pirmspro-CCK .

Pirms-CCK molekulas pirmā daļa sastāv no signālpeptīda, bet otrā daļa - ar starpliku peptīdu, kura secība dažādās sugās ir ļoti atšķirīga.

Holecistokinīna bioaktīvie peptīdi ir iegūti no 58 aminoskābju atlikumu pēdējās daļas, kas ir ļoti konservēta starp dažādām sugām.

Prekursoru molekulu apstrāde notiek šūnās. Tas nozīmē, ka atkarībā no audiem, kur tiek izteikts CCK gēns, tiek atrasti CCK peptīdu maisījumi ar dažādu garumu un pēctranslācijas modifikācijām.

Šāda pārstrāde parasti notiek vietās ar sulfurētiem vienvērtīgiem atlikumiem, kuriem ir izšķiroša nozīme saistīšanā ar to specifiskajiem receptoriem, īpaši ar tā saukto CCK1, kas atrodas mezenteriskajā pinumā, hipofīzes priekšējā daļā un dažās smadzeņu daļās.

Kur tiek ražots prekursoru peptīds?

Tievās zarnas I šūnas ir atbildīgas par holecistokinīna sekrēciju šajā nodalījumā caur to apikālajām membrānām, kas ir tiešā kontaktā ar zarnu gļotādu, un caur īpašām sekrēcijas “granulām”.

Nervu sistēmā holecistokinīnu ražo dažas medulārās virsnieru šūnas un dažas hipofīzes šūnas.

Smadzenes ir orgāns, kas zīdītāja ķermenī rada visvairāk holecistokinīna, un neironiem, kas to ražo, ir daudz vairāk nekā tiem, kas ražo jebkuru citu neiropeptīdu.

Resnajā zarnā ir arī daudzi holecistokinīnus veidojošie nervi, galvenokārt muskuļa apļveida slānī, tāpēc tiek nodrošināts, ka šis hormons ietekmē arī resnās zarnas gludo muskuļu ierosmi.

Ražošanas stimulēšana

Holecistokinīna izdalīšanos cita starpā var stimulēt taukskābju un olbaltumvielu klātbūtne tievajā zarnā, īpaši ar garu ķēžu taukskābēm un aromātiskām L-aminoskābēm.

Darbības mehānisms

Holecistokinīna peptīdu iedarbība ir saistīta ar to mijiedarbību ar diviem specifiskiem receptoriem: CCK-A (" a limenticio" receptoru ) un CCK-B ("smadzeņu" receptoru, no angļu valodas " B rain").

CCK-A receptors piedalās žultspūšļa saraušanā, Oddi sfinktera relaksācijā, aizkuņģa dziedzera augšanā un gremošanas enzīmu sekrēcijas stimulēšanā, kuņģa iztukšošanās aizkavēšanā un kavēšanā. kuņģa skābes sekrēcija.

Cholecistokinīna peptīdi, kuriem ir sulfātu un amīdu grupas, atpazīst CCK-A receptori un saistās ar tiem ar augstu afinitāti. CCK-B tipa receptori reaģē mazāk efektīvi un nesaistās ar tik lielu afinitāti pret sēra peptīdiem.

Cholecystokinin izdalās no zarnām pēc ēdiena uzņemšanas un aktivizē receptorus (CCK 1) vagus nervā, kas smadzenēm pārraida "pilnības" vai "sāta sajūtu", kas ir atbildīga par to, lai izbeigtu barošana.

Gan holecistokinīnu, gan gastrīnu (citu saistītu hormonu) var izdalīt asinsritē vai zarnu lūmenā, veicot parakrīnas, autokrīnas un eksokrīnas funkcijas ne tikai nervu sistēmā, bet arī tieši gremošanas sistēmā.

Asociācija ar šiem receptoriem izraisa hormonālās reakcijas kaskādi, kas galvenokārt ir saistīta ar fosfatidilinozīta molekulu hidrolīzi.

Iespējas

Gremošanā

Kā jau minēts, holecistokinīns sākotnēji tika aprakstīts kā hormons, kura galvenās funkcijas bija saistītas ar gremošanas sistēmas fizioloģiju.

Lai arī mūsdienās ir zināms, ka tā piedalās daudzos citos dzīvnieku attīstības un fizioloģijas procesos, viena no tās galvenajām funkcijām ir žultspūšļa kontrakcijas (apjoma samazināšanās) stimulēšana.

Tās eksokrīnās funkcijas ietver arī gremošanas aizkuņģa dziedzera enzīmu sekrēcijas stimulēšanu, tieši tāpēc tas ir netieši iesaistīts pārtikas gremošanā un absorbcijā (uzturā), īpaši zīdītājiem.

Šis mazais peptīdu hormons piedalās arī kuņģa iztukšošanas kavēšanā, veicot pastarpināta sfinktera kontrakciju un proksimālā kuņģa relaksāciju caur vagusa nervu, kas eksperimentāli pierādīts žurkām, cilvēkiem un primātiem, kas nav hominīdi.

Atkarībā no zīdītājdzīvnieku sugas, holecistokinīnam ir inhibējoša vai stimulējoša iedarbība uz kuņģa skābes sekrēciju, pozitīvi vai negatīvi ietekmējot citus saistītos hormonus, piemēram, gastrīnu.

Citas funkcijas

Papildus kuņģa un zarnu trakta funkcijām holecistokinīns piedalās nervu sistēmā, palielinot vai pastiprinot centrālās nervu sistēmas neirotransmitera dopamīna inhibējošo iedarbību.

Tādā pašā veidā holecistokinīns palielina elpošanu un asinsspiedienu grauzēju sirds un asinsvadu sistēmā.

Ekspegēniski ievadīts eksperimentālos dzīvniekos, šis peptīdu hormons izraisa hipotermisku stāvokli, palielinot neironu darbību, kas reaģē uz augstu temperatūru, un kavē neironu reakciju uz aukstumu.

Citas funkcijas, cita starpā, ir saistītas ar dažādu neirotransmiteru atbrīvošanu, aizkuņģa dziedzera augšanas regulēšanu, karcinomu augšanas indukciju, spermas šūnu nobriešanu sēkliniekos.

Saistītās slimības

Dažādi autori ir noteikuši mainīga daudzuma holecistokinīna klātbūtni dažādos endokrīnās audzējos, īpaši hipofīzes audzējos, vairogdziedzera karcinomās, aizkuņģa dziedzera audzējos un Ewinga sarkomās.

Liela šī hormona koncentrācija noteiktos audzējos rada tā saukto "CCKomas" sindromu, kas sākotnēji aprakstīts dzīvniekiem un vēlāk apstiprināts cilvēkiem.

Aizkuņģa dziedzera vēzis un pankreatīts ir saistīti arī ar holecistokinīnu, jo tas ir saistīts ar tā normālu augšanu un daļu no eksokrīnās stimulācijas gremošanas enzīmu sekrēcijai.

Ir noteikts, ka holecistokinīna loma šajos patoloģiskajos apstākļos ir saistīta ar tā receptoru (CCK-A un CCK-B) pārmērīgu ekspresiju, kas ļauj šim hormonam veikt savas funkcijas pat tad, ja šūnas to pārāk ekspresē. audzējs.

Atsauces

1. Krolijs, JN, un Korvins, RL (1994). Holecistokinīna bioloģiskās darbības. Peptīdi, 15 (4), 731–755.
2. Dockray, Dž. Dž. (2012). Holecistokinīns. Pašreizējais atzinums par endokrinoloģiju, diabētu un aptaukošanos, 19. panta 1. punkts, 8. – 12.
3. Guilloteau, P., Le Meuth-Metzinger, V., Morisset, J., & Zabielski, R. (2006). Gastrīna, holecistokinīna un kuņģa-zarnu trakta funkcijas zīdītājiem. Uztura pētījumu pārskati, 19. (2), 254. – 283.
4. Jens F. Rehfelds, Lennarts Frīss-Hansens, Jenss P. Goetze un Tomass VO Hansens. (2007). Cholecystokinin un Gastrin peptīdu bioloģija. Aktuālās medicīnas ķīmijas tēmas, 7 (12), 1154–1165.
5. Kellers, J. (2015). Kuņģa-zarnu trakta gremošana un absorbcija. In Essentials of Medical biochemistry (2. izdevums, 137.-164. Lpp.). Elsevier Inc.
6. Rehfelds, JF (2017). Holecistokinīns - no vietējā zarnu hormona līdz visuresošajam kurjeram. Endokrinoloģijas robežas, 8., 1. – 8.
7. Rehfelds, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U., un Bardram, L. (2016). CCKoma sindroma atklāšana un raksturojums enteropancreatic neiroendokrīna audzēja pacientiem. Scandinavian Journal of Gastroenterology, 51 (10), 1172–1178.
8. Sekiguchi, T. (2016). Holecistokinīns. Hormonu rokasgrāmatā (177. – 178. Lpp.). Elsevier Inc.
9. Smits, JP, un Zālamans, TE (2014). Holecistokinīns un aizkuņģa dziedzera vēzis: vistas vai olšūna? American Journal of Physiology - Kuņģa-zarnu trakta un aknu fizioloģija, 306 (2), 1. – 46.