G BUNKY: VÝVOJ, GASTRÍN, PIEZO MECHANOSENZITÍVNE KANÁLY - BIOLÓGIE - 2025

Tieto G bunky sú endokrinné bunky, ktoré sú predmetom humorálnej a nervových obsahu regulácie priesvitu. Nachádzajú sa na úrovni duodenálnej sliznice a žalúdočnej antrum. Tieto bunky predstavujú menšie percento buniek žalúdočnej sliznice (1%).

Mikrovily prítomné v tomto bunkovom type, ktoré sú rozmiestnené na svojich apikálnych povrchoch, umožňujú odoberať vzorky obsahu žalúdka. G bunky uvoľňujú gastrín, čo je polypeptidový hormón, ktorého sekrécia je indukovaná stimulmi nervovej, mechanickej alebo chemickej povahy.

G bunka žalúdočnej antrum. Miguelferig, z Wikimedia Commons.

Gastrin stimuluje parietálne bunky, aby vylučovali kyselinu, zvyšuje prietok krvi v žalúdočnej sliznici, indukuje sekréciu pepsínu v hlavných bunkách a podporuje rast exokrinného a pankreatického tkaniva, ako aj žalúdočnú pohyblivosť.

Aktivita alebo mechanizmus pôsobenia G buniek je stimulovaný prítomnosťou produktov degradácie proteínov. Ukázalo sa však, že reagujú nielen na tieto typy chemických signálov, ale sú stimulované aj distanciou brušnej steny.

V tomto zmysle bola preukázaná prítomnosť mechanosenzitívnych iónových kanálov patriacich do rodiny piezo, ktoré sú opísané neskôr.

Vývoj G buniek

Na stavovcoch plní žalúdok okrem toho, že je miestom, kde sa potraviny skladujú, viac funkcií, napríklad poskytuje bariéru, ktorá zabraňuje vstupu mikroorganizmov do čreva a vytvára ochranné prostredie proti útokom endogénnej alebo exogénnej povahy.

Žalúdok má rôzne bunky, ktoré vykonávajú špecifické funkcie. To je prípad enterochromafínových buniek zodpovedných za produkciu histamínu; bunky vylučujúce hormóny peptidovej povahy; D bunky, ktoré uvoľňujú somatostatín; bunky A produkujúce ghrelín; a G bunky, ktoré vylučujú gastrín.

G-bunky pochádzajú z pre-endokrinných hormonálnych buniek, ktoré podliehajú asymetrickému deleniu v žalúdočnej výstelke, čo vedie k vzniku dvoch dcérskych buniek. Jeden z nich exprimuje somatostatín a druhý vylučuje gastrín v každom procese delenia.

Takéto asymetrické delenie umožňuje bunkám vylučujúcim somatostatín modulovať rast a pôsobenie G buniek vylučujúcich gastrín. Zrenie oboch typov buniek je jemne regulované transkripčnými faktormi.

Receptor gastrínu a cholecystokinínu

Uvoľňovanie gastrínu z G buniek antrum žalúdočnej sliznice. Autor: Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D. , z Wikimedia Commons.

Gastrin sa v zásade prekladá ako preprogastrín. Akonáhle dôjde k translačnému procesu, preprogastrín prechádza štiepením, ktoré vedie k peptidom rôznych veľkostí, v ktorých je najbežnejším peptidom „veľký“ gastrín.

Biologická aktivita gastrínu sa nachádza v sekvencii nazývanej pentagastrín, ktorá pozostáva z 5 aminokyselín. Táto sekvencia je umiestnená v C-terminálnej doméne.

Pôsobenie gastrínu nastáva po jeho väzbe na cholecystokinínový receptor (CCKB), receptor spojený s G proteínom.

Akonáhle sa gastrin viaže na svoj receptor, spustí sa signalizačná kaskáda, v ktorej sa aktivujú membránové inozitoly, ako je fosfolipáza C, čo vedie k zvýšeniu koncentrácie intracelulárneho vápnika a k pôsobeniu druhých poslov, ako je inositol. trifosfát a diacylglycerol.

Tento receptor však môže tiež indukovať aktiváciu signálnej dráhy, ktorá zahŕňa receptory tyrozínkinázy, iba v menšej miere.

Expresia CCKB receptora sa nachádza v tráviacom systéme, bielych krvinkách, endotelových bunkách a centrálnom nervovom systéme.

Piezo mechanosenzitívne kanály

Mechanosenzitívne iónové kanály reagujú na mechanické impulzy, to znamená; otvárajú sa, keď je bunková membrána vystavená zmene napätia alebo tlaku.

O mechanizmoch, prostredníctvom ktorých sa tieto zmeny vnímajú, sa diskutuje, ale bola navrhnutá účasť zložiek cytoskeletu a fosfolipáz spojených s bunkovou membránou.

Piezo mechanosenzitívne kanály sú proteíny, ktoré boli konzervované počas evolúcie a ktoré okrem napäťovej modulácie reagujú aj na stimuly mechanického charakteru.

Iónové kanály Piezo1 a Piezo2 spĺňajú širokú škálu fyziologických procesov životne dôležitých. Napríklad: Piezo1 sa zúčastňuje na vývoji lymfatického systému a vaskulatúry u myší.

Piezo 2 sa zúčastňuje na mechanotransdukcii Merkelových buniek a senzorických neurónov nachádzajúcich sa v dorzálnom koreni.

Posledné štúdie na ľuďoch a myšiach ukázali, že piezo kanály sa podieľajú aj na nesenzorických fyziologických procesoch, ako je prestavba hladkého svalstva, tvorba epiteliálnej laminy a chrupavka v bunkách, ktoré ju tvoria (chondrocyty).

U myší sa ukázalo, že delécia génov Piezo 1 alebo Piezo 2 vedie k embryonálnej mortalite alebo k skorej postnatálnej letality.

Expresia mechanosenzitívnych kanálov v G bunkách

Reakcie G-buniek na rôzne proteínové produkty sa uskutočňujú chemosenzorickými receptormi. Mechanizmy zapojené do aktivácie týchto buniek po distancii steny žalúdka sú však zle pochopené.

Na stimuláciu G-buniek je potrebná antrálna inervácia. Nedávna štúdia však naznačila, že aj po antrálnej denervácii sa účinok G-buniek zvyšuje v reakcii na distenziu. Preto sa predpokladá, že G bunky sú citlivé na mechanické podnety.

Z tohto hľadiska sa skupina vedcov rozhodla objasniť existenciu piezoelektrických kanálov v G bunkách, ktoré sú mechanosenzitívne. Získané výsledky účinne demonštrovali, že piezo 1 kanály sú exprimované v antrálnej oblasti žalúdka myší.

Kanály piezo 1 nie sú rovnomerne rozložené v celej G bunke, ale skôr v bazolaterálnej časti. Skutočnosť, ktorá je veľmi zaujímavá, pretože ukladanie gastrínu v sekrečných vezikulách sa vyskytuje práve v tejto oblasti, čaká sa na príchod vhodného stimulu na jeho uvoľnenie.

Referencie

1. Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 a Piezo2 sú základné komponenty odlišných mechanicky aktivovaných katiónových kanálov. Science. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Komplexná morfológia G-buniek uvoľňujúcich gastrín v antrálnej oblasti žalúdka myši. Cell Tissue Res. 2016; 366 (2): 301 - 310.
3. Jain R., Samuelson L. Diferenciácia žalúdočnej sliznice. II Úloha gastrínu pri proliferácii a dozrievaní epitelových buniek žalúdka. Am J Physiol Gastrointestinálny fyziologický roztok v pečeni. 2006; 291: 762-765.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, Principy of Internal Medicine. (16. vydanie). Mexiko: McGrawHill.
5. Lang K, Breer H, Frick. Mechanosenzitívny iónový kanál Piezo1 je exprimovaný v antrálnych G bunkách myšieho žalúdka. Cell Tissue Res. 2018; 371 (2): 251 - 260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Napäťové hradlo mechanosenzitívnych kanálov PIEZO. 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. Vrstvy žalúdočného hlienu: zložky a regulácia akumulácie. Am J Physiol Gastrointestinálny fyziologický roztok v pečeni. 2008; 295: 806-812.
8. Raybould H. Chutí vaše črevo? Senzorická transdukcia v gastrointestinálnom trakte. News Physiol Sci. 1998; 13: 275 - 280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Uvoľňovanie gastrínu vyvolané distenziou: účinky okyslenia lúmenu a intravenózneho atropínu. Gastroenterológia. 1980; 78: 912-917.