GASTRINA: CIRI, STRUKTUR, PENGELUARAN, FUNGSI - BIOLOGI - 2026

The gastrin adalah hormon gastrik yang dihasilkan protin ke dalam rongga perut daripada mamalia dan yang fungsinya berkaitan dengan rangsangan rembesan asid gastrik dan enzim.

Ia dihasilkan oleh sekumpulan sel endokrin yang dikenali sebagai sel "G" (gastrin), yang terdapat di kelenjar pilorik di bahagian perut yang paling distal (antrum) dan di kawasan dekat duodenum (lihat gambar).

Gambarajah ringkas perut manusia (Sumber: Estomago.svg: Karya Rhcastilhosderivatif: Estevoaei melalui Wikimedia Commons)

Secara histologi, sel-sel G mempunyai bentuk "labu" yang khas, dengan pangkal lebar dan "leher" yang mencapai permukaan lapisan perut.

Sejak tahun 1905 kewujudan gastrin disyaki. Namun, baru pada tahun 1964 bahawa "hormon antral" ini (kerana dihasilkan di antrum perut) diasingkan untuk pertama kalinya berkat karya Gregory dan Tracy, yang mempelajari mukosa perut babi.

Struktur kimianya dijelaskan tidak lama kemudian oleh Kenner dan rakan-rakannya, yang juga bertanggungjawab untuk mensintesisnya secara buatan.

Seperti hormon lain dari sistem endokrin mamalia, gastrin adalah produk pemprosesan enzimatik co-translasional molekul prekursor yang dikenali sebagai preprogastrin.

Fungsi mereka bergantung pada interaksi mereka dengan reseptor tertentu yang biasanya mencetuskan lata isyarat intraselular yang berkaitan dengan protein G dan protein kinase (lata fosforilasi).

Kepekatan kalsium intraselular, kehadiran asid dan asid amino dalam lumen perut, atau rangsangan saraf melalui neurotransmitter tertentu adalah beberapa faktor yang mengawal rembesan hormon penting ini pada manusia.

ciri

Gastrin adalah hormon seperti peptida dan sejak penemuannya hingga hari ini, tiga bentuk molekul ini telah dikenali dan diberi nama, mengikut ukurannya:

- Gastrina "grande" (dari bahasa Inggeris "Big gastrin") daripada 34 asid amino

- Gastrin "kecil" (dari bahasa Inggeris "Little gastrin") daripada 17 asid amino

- Gastrina "miniatur" atau "mini gastrina" (dari bahasa Inggeris "Mini gastrin") daripada 13 asid amino.

Gastrin besar terdapat di mukosa antral dan juga telah dikenal pasti dalam ekstrak dari gastrinoma manusia (tumor perut). Beberapa pengarang menganggap bahawa gastrin kecil dan kecil sesuai dengan serpihan yang berasal daripadanya.

Struktur «gastrin besar» G-34 (Sumber: Edgar181 melalui Wikimedia Commons)

Mendapatkan urutan asid amino gastrin besar telah menjadi bukti untuk mengesahkan hipotesis sebelumnya, kerana peptida C-terminal heptadeca urutan peptida ini sama dengan urutan gastrin kecil.

Selanjutnya, urutan trideca-peptida C-terminus gastrin kecil sama dengan urutan asid amino gastrin miniatur atau gastrin miniatur, panjang 13 asid amino.

Dalam gastrin kecil (G17), serpihan yang serupa dengan gastrin mini (hujung C-terminal trideca peptide) telah ditentukan untuk mempunyai aktiviti biologi, tetapi ujung N-terminal tidak aktif secara biologi.

Sekarang diketahui bahawa protein ini mengalami serangkaian pengubahsuaian bersama yang melibatkan pembelahan enzimatik bentuk "pendahulu" (gastrin besar atau G-34) untuk pengeluaran peptida aktif heptadeca (gastrin kecil) dan derivatif lain. si kecil.

Struktur

Jenis gastrin yang disebutkan di atas (G-34, G-17 dan G-13) adalah peptida linier yang tidak mengandungi ikatan disulfida antara residu asid amino mereka.

Gastrin besar mempunyai berat molekul sekitar 4 kDa, sementara gastrin kecil dan gastrin mini masing-masing mempunyai sekitar 2.1 dan 1.6 kDa.

Struktur «gastrin kecil» atau G-17 (Sumber: Edgar181 melalui Wikimedia Commons)

Bergantung pada keadaan persekitaran, terutama pH, molekul-molekul protein ini dapat dijumpai sebagai heliks alfa atau disusun sebagai "gegelung rawak"

Dalam gastrins G-34 dan G-17, residu asid glutamat yang terletak di terminal N dapat "mengitar" dan mencegah pencernaan hormon peptida ini dengan tindakan enzim aminopeptidase.

Pengeluaran

Gastrin adalah produk aktif pemprosesan bersama molekul prekursor: preprogastrin, yang pada manusia mempunyai 101 sisa asid amino. Preprogastrin pada mulanya diproses untuk menghasilkan progastrin, peptida asid amino 80.

Progastrin diproses dalam sel endokrin, pertama oleh enzim proprotein convertases dan kemudian oleh enzim karboksipeptidase E, untuk menghasilkan gastrin besar dengan residu glisin C-terminal (G34-Gly) atau gastrin kecil dengan residu Glisin C-terminal (G17-Gly).

Molekul-molekul ini tetap progastrin selagi diubah menjadi peptida G-34 dan G-17 dengan "amidasi" hujung terminal-C, suatu proses yang dimediasi oleh tindakan enzim peptidyl alpha-amidating mono-oxygenase (PAM, dari bahasa Inggeris "peptidyl mono-oksigenase alpha-amidating ”).

Proses pembelahan yang diperantarai oleh endopeptidase dan amidasi terminal-C berlaku pada vesikel sekretori sel G.

Struktur «gastrin miniatur» atau G-13 (Sumber: Edgar181 melalui Wikimedia Commons)

Peraturan pengeluarannya pada peringkat genetik

Gastrin dikodkan oleh gen yang biasanya dinyatakan dalam sel G mukosa pilorik antral dan di sel G duodenum perut manusia. Gen ini ialah 4.1 kb dan mempunyai dua intron mengikut urutannya.

Ekspresinya dapat meningkat sebagai tindak balas terhadap masuknya makanan ke dalam perut atau ia dapat dihambat berkat kehadiran asid dan tindakan somatostatin, yang merupakan hormon yang bertanggungjawab untuk penghambatan rembesan gastrointestinal.

Walaupun tidak diketahui secara tepat, dianggap bahawa jalur isyarat selular yang mendorong pengaktifan gen ini dan, oleh itu, pengeluaran gastrin, bergantung pada enzim protein kinase (jalur MAPK).

Rembesan

Rembesan gastrin bergantung pada faktor kimia tertentu yang bertindak pada sel G, yang bertanggungjawab untuk sintesisnya. Faktor-faktor ini boleh memberi kesan merangsang atau menghalang.

Sel-sel G bersentuhan dengan faktor-faktor kimia seperti itu, baik kerana diangkut melalui aliran darah, kerana mereka dibebaskan dari terminal saraf yang bersentuhan dengan mereka, atau kerana ia berasal dari kandungan perut yang "memandikan" permukaan lumen badan. ini.

Faktor kimia yang dibawa dalam darah

Walaupun dalam keadaan normal mereka hampir tidak mencapai kepekatan yang cukup tinggi untuk mendorong pembebasan gastrin, faktor "perangsang" yang diangkut melalui aliran darah adalah epinefrin atau adrenalin dan kalsium .

Sebagai contoh, peningkatan ketara dalam pengangkutan kalsium ke perut, yang mengakibatkan rangsangan pelepasan gastrin, biasanya dikaitkan dengan keadaan seperti hiperparatiroidisme.

Darah juga dapat membawa faktor penghambat, seperti pada molekul hormon lain seperti sekretin, glukagon dan kalsitonin.

Faktor kimia "luminal" atau dari makanan

Makanan yang kita makan mungkin mengandungi faktor kimia yang merangsang rembesan gastrin, contohnya adalah kalsium dan produk pencernaan protein (kasein hidrolisat).

Kehadiran bahan-bahan berasid dalam lumen perut mempunyai kesan yang berlawanan, kerana telah dilaporkan bahawa mereka lebih sedikit menghalang rembesan gastrin dengan mempengaruhi semua faktor kimia lain yang merangsang pengeluarannya.

ciri-ciri

Fungsi gastrin adalah beberapa:

- Merangsang rembesan enzim di perut, pankreas dan usus kecil.

- Merangsang rembesan air dan elektrolit di perut, pankreas, hati, usus kecil dan kelenjar Brunner (terdapat di duodenum).

- Menghambat penyerapan air, glukosa dan elektrolit di usus kecil.

- Merangsang otot licin perut, usus kecil dan kolon, pundi hempedu dan sfingter esofagus.

- Menghambat otot licin pyloric, ileocecal dan Oddi.

- Menggalakkan pembebasan insulin dan kalsitonin.

- Meningkatkan aliran darah ke pankreas, usus kecil dan perut.

Bagaimana gastrin berfungsi?

Tindakan gastrin secara langsung berkaitan dengan interaksinya dengan protein reseptor transmembran tertentu, yang dikenali sebagai CCK2R atau CCKBR (reseptor gastrin).

Reseptor ini mempunyai tujuh segmen transmembran dan digabungkan dengan protein G, yang dikaitkan dengan jalur isyarat selular MAP kinases.

Gastritis dan penyakit lain

Gastritis adalah keadaan patologi yang disebabkan oleh bakteria gram-negatif Helicobacter pylori yang, antara simptom yang berbeza, menyebabkan keradangan pada lapisan perut yang menyakitkan.

Keradangan ini yang disebabkan oleh H. pylori menyebabkan penghambatan ekspresi hormon somatostatin, yang bertanggungjawab untuk menghalang pengeluaran dan rembesan gastrin, yang bermaksud peningkatan yang signifikan dalam rembesan hormon ini dan penurunan pH perut oleh rembesan asid gastrik yang berlebihan.

Kanser

Banyak tumor gastrointestinal dicirikan oleh peningkatan ekspresi gen yang mengekodkan gastrin. Dari yang paling banyak dikaji, penyebutan boleh dibuat mengenai karsinoma kolorektal, barah pankreas dan gastrinoma atau sindrom Zollinger-Ellison.

Beberapa patologi ini mungkin berkaitan dengan ekspresi gen gastrin yang tinggi, pemprosesan peptida prekursor yang salah, atau ekspresi gen di tempat selain perut.

Rujukan

1. Dockray, G., Dimaline, R., & Varro, A. (2005). Gastrin: hormon lama, fungsi baru. Eur J Physiol, 449, 344–355.
2. Ferrand, A., & Wang, TC (2006). Gastrin dan barah: Satu tinjauan. Surat Kanser, 238, 15–29.
3. Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G., & Sheppard, R. (1964). Hormon Antral Gastrin. Nature Publishing Group, 204, 931–933.
4. Jackson, BM, Reeder, DD, & Thompson, JC (1972). Ciri-ciri Dinamik Pelepasan Gastrin. Jurnal Pembedahan Amerika, 123, 137–142.
5. Walsh, J., & Grossman, M. (1975). Gastrin (Pertama dari Dua Bahagian). Jurnal Perubatan New England, 292 (25), 1324–1334.