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

Den G-celler er endokrine celler som er gjenstand for humorale og nevrale regulering luminale innhold. De er lokalisert på nivået av duodenal slimhinne og mage antrum. Disse cellene representerer en mindre prosentandel av cellene i mageslimhinnen (1%).

Mikrovillien som er til stede i denne celletypen, som er fordelt på deres apikale overflater, gjør det mulig å ta prøver av mageinnhold. G-celler frigjør gastrin, som er et polypeptidhormon hvis sekresjon er indusert av stimulanser av en nevral, mekanisk eller kjemisk karakter.

G-celle i gastrisk antrum. Av Miguelferig, fra Wikimedia Commons.

Gastrin stimulerer parietalcellene til å utskille syre, øker blodstrømmen i mageslimhinnen, induserer sekresjonen av pepsin i hovedcellene og fremmer veksten av eksokrin og bukspyttkjertelen, samt gastrisk bevegelighet.

Aktiviteten eller virkningsmekanismen til G-celler stimuleres av tilstedeværelsen av protein-nedbrytningsprodukter. Det har imidlertid vist seg at de ikke bare reagerer på denne typen kjemiske signaler, men også stimuleres av distensjon av bukveggen.

I denne forstand er det påvist tilstedeværelsen av mekanosensitive ionekanaler som tilhører Piezo-familien, som er beskrevet senere.

G-celleutvikling

Hos virveldyr utfører magen flere funksjoner i tillegg til å være stedet der maten blir lagret, for eksempel å gi en barriere som forhindrer at mikroorganismer kommer inn i tarmen og skaper et beskyttende miljø mot angrep av endogen eller eksogen art.

Magen har forskjellige celler, som utfører spesifikke funksjoner. Slik er tilfellet med enterokromaffinceller som er ansvarlige for å produsere histamin; celler som skiller ut hormoner av peptidkarakter; D-celler som frigjør somatostatin; ghrelin-produserende A-celler; og G-celler som utskiller gastrin.

G-celler stammer fra pre-endokrine hormonelle celler som gjennomgår asymmetrisk inndeling i slimhinnen i magen, noe som gir opphav til to datterceller. Den ene uttrykker somatostatin og den andre uttrykker gastrin i hver delingsprosess.

Slik asymmetrisk inndeling muliggjør somatostatinsekreterende celler å modulere veksten og virkningen av gastrinsekreterende G-celler. Modningen av begge celletyper reguleres fint av transkripsjonsfaktorer.

Gastrin og kolecystokinin reseptor

Gastrinfrigjøring av G-cellene i mageslimhinnen. Av Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D. , fra Wikimedia Commons.

Gastrin blir i prinsippet oversatt som preprogastrin. Når oversettelsesprosessen har skjedd, gjennomgår preprogastrinet spaltninger som har opprinnelse av peptider i forskjellige størrelser, der "Big" gastrin er det vanligste peptidet.

Den biologiske aktiviteten til gastrin finnes i en sekvens som kalles pentagastrin, som består av 5 aminosyrer. Denne sekvensen er lokalisert i det C-terminale domenet.

Handlingene av gastrin skjer etter at det bindes til kolecystokinin-reseptoren (CCKB), en G-proteinkoblet reseptor.

Når gastrin binder seg til reseptoren, utløses en signaleringskaskade der membraninositoler som fosfolipase C aktiveres, noe som fører til økning i intracellulære kalsiumkonsentrasjoner og virkningen av andre budbringere som inositol trifosfat og diacylglycerol.

Imidlertid kan denne reseptoren også indusere aktivering av signalveien som involverer tyrosinkinasereseptorer, bare i mindre grad.

Uttrykket av CCKB-reseptoren finnes i fordøyelsessystemet, hvite blodlegemer, endotelceller og sentralnervesystemet.

Piezo mekanosensitive kanaler

Mekanosensitive ionekanaler reagerer på mekaniske impulser, det vil si; de åpnes når cellemembranen utsettes for en endring i spenning eller trykk.

Mekanismene disse endringene blir oppfattet gjennom er under diskusjon, men deltakelse av komponenter i cytoskjelettet og fosfolipasene assosiert med cellemembranen har blitt foreslått.

Piezo mekanosensitive kanaler er proteiner som har blitt bevart gjennom hele evolusjonen, og som i tillegg til å være spenningsmodulert, reagerer på stimuli av mekanisk karakter.

Piezo1- og Piezo2-ionekanalene oppfyller et bredt spekter av fysiologiske prosesser av vital betydning. For eksempel: Piezo1, deltar i utviklingen av lymfesystemet og vaskulaturen hos mus.

Piezo 2 på sin side deltar i mekanotransduksjon av Merkel-celler og sensoriske nevroner lokalisert i ryggroten.

Nyere studier på mennesker og mus har vist at Piezo-kanaler også er involvert i ikke-sensoriske fysiologiske prosesser som ombygging av glatt muskel, dannelse av epitelialamina og brusk i cellene som utgjør den (kondrocytter).

Hos mus er det vist at sletting av Piezo 1 eller Piezo 2 gener fører til embryodødelighet eller tidlig postnatal dødelighet.

Uttrykk for mekanosensitive kanaler i G-celler

G-celle-responsene på de forskjellige proteinproduktene utføres av kjemosensoriske reseptorer. Mekanismene som er involvert i aktiveringen av disse cellene etter distensjon av mageveggen er imidlertid dårlig forstått.

Antral innervasjon er nødvendig for at G-cellestimulering skal skje, men en fersk undersøkelse indikerte at selv etter antral denervering øker G-cellevirkningen som svar på distensjon. Derfor er det blitt spekulert i at G-celler er følsomme for mekaniske stimuli.

Med tanke på dette bestemte en gruppe forskere seg for å belyse eksistensen av Piezo-ionkanaler i G-celler, som er mekanosensitive. Resultatene oppnådd demonstrerte effektivt at Piezo 1-kanaler uttrykkes i det antrale området av magen til mus.

Piezo 1-kanaler er ikke jevnt fordelt over G-cellen, men heller i den basolaterale delen. Fakta som er av stor interesse siden gastrinlagring i sekretoriske vesikler forekommer nettopp i det området og avventer ankomst av passende stimulans for frigjøring.

referanser

1. Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 og Piezo2 er essensielle komponenter i distinkte mekanisk aktiverte kationkanaler. Vitenskap. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Kompleks morfologi av gastrinfrigjørende G-celler i det antrale området av musmagen. Cell Tissue Res. 2016; 366 (2): 301-310.
3. Jain R, Samuelson L. Differensiering av mageslimhinnen. II Rollen av gastrin i gastrisk epitelcelleproliferasjon 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, Principles of Internal Medicine. (16. utg.). Mexico: McGrawHill.
5. Lang K, Breer H, Frick. Mekanosensitiv ionekanal Piezo1 kommer til uttrykk i antrale G-celler i murin mage. Cell Tissue Res. 2018; 371 (2): 251-260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Spenningsgatering av mekanosensitive 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. Mageslimlagene: bestanddeler og regulering av akkumulering. Am J Physiol gastrointest leverfysiol. 2008; 295: 806-812.
8. Raybould H. Smaker tarmene dine? Sensorisk overføring i mage-tarmkanalen. Nyheter Physiol Sci. 1998; 13: 275-280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Distensjonsindusert gastrinfrigjøring: effekter av luminal forsuring og intravenøs atropin. Gastroenterology. 1980; 78: 912-917.