KOMÓRKI G: ROZWÓJ, GASTRYNA, KANAŁY PIEZOCZUŁE - BIOLOGIA - 2026

Do g komórek są komórki wydzielania wewnętrznego, które podlegają humoralnej i neuronowych zawartości regulacji prześwitu. Znajdują się na poziomie błony śluzowej dwunastnicy i odźwiernika żołądka. Te komórki stanowią niewielki procent komórek błony śluzowej żołądka (1%).

Obecne w tym typie komórek mikrokosmki, które są rozmieszczone na ich wierzchołkowych powierzchniach, umożliwiają pobranie próbek treści żołądkowej. Komórki G uwalniają gastrynę, która jest hormonem polipeptydowym, którego wydzielanie jest indukowane bodźcami o charakterze neuronalnym, mechanicznym lub chemicznym.

Komórka G żołądka żołądka. Miguelferig, źródło Wikimedia Commons.

Gastryna pobudza komórki okładzinowe do wydzielania kwasu, zwiększa przepływ krwi w błonie śluzowej żołądka, indukuje wydzielanie pepsyny w komórkach głównych oraz sprzyja wzrostowi tkanki zewnątrzwydzielniczej i trzustkowej oraz motoryce żołądka.

Aktywność lub mechanizm działania komórek G jest stymulowany przez obecność produktów degradacji białek. Jednak wykazano, że nie tylko reagują na tego typu sygnały chemiczne, ale są również stymulowane przez rozdęcie ściany brzucha.

W tym sensie udowodniono obecność wrażliwych na mechanizmy kanałów jonowych należących do rodziny Piezo, które zostaną opisane później.

Rozwój komórek G.

U kręgowców żołądek oprócz tego, że jest miejscem przechowywania pokarmu, spełnia wiele funkcji, takich jak bariera uniemożliwiająca przedostawanie się drobnoustrojów do jelita oraz tworzenie środowiska ochronnego przed atakami o charakterze endogennym lub egzogennym.

Żołądek ma różne komórki, które pełnią określone funkcje. Tak jest w przypadku komórek enterochromafinowych odpowiedzialnych za produkcję histaminy; komórki, które wydzielają hormony o charakterze peptydowym; Komórki D, które uwalniają somatostatynę; komórki A wytwarzające grelinę; i komórki G, które wydzielają gastrynę.

Komórki G wywodzą się z hormonalnych komórek pre-endokrynnych, które ulegają asymetrycznemu podziałowi w wyściółce żołądka, dając początek dwóm komórkom potomnym. Jeden z nich wyraża somatostatynę, a drugi gastrynę w każdym procesie podziału.

Taki asymetryczny podział umożliwia komórkom wydzielającym somatostatynę modulowanie wzrostu i działania komórek G wydzielających gastrynę. Dojrzewanie obu typów komórek jest ściśle regulowane przez czynniki transkrypcyjne.

Receptor gastryny i cholecystokininy

Uwalnianie gastryny przez komórki G z antrum błony śluzowej żołądka. Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D. , źródło Wikimedia Commons.

Gastrin w zasadzie jest tłumaczony jako preprogastryna. Po zajściu procesu translacji preprogastryna ulega rozszczepieniu, w wyniku którego powstają peptydy o różnych rozmiarach, w których „duża” gastryna jest najpowszechniejszym peptydem.

Biologiczna aktywność gastryny znajduje się w sekwencji zwanej pentagastryną, która składa się z 5 aminokwasów. Ta sekwencja znajduje się w domenie C-końcowej.

Działanie gastryny następuje po jej związaniu z receptorem cholecystokininy (CCKB), receptorem sprzężonym z białkiem G.

Gdy gastryna zwiąże się ze swoim receptorem, wyzwalana jest kaskada sygnalizacyjna, w której aktywowane są błonowe inozytole, takie jak fosfolipaza C, co prowadzi do wzrostu wewnątrzkomórkowego stężenia wapnia i działania drugich przekaźników, takich jak inozytol trifosforan i diacyloglicerol.

Jednak ten receptor może również indukować aktywację szlaku sygnałowego, który obejmuje receptory kinazy tyrozynowej, tylko w mniejszym stopniu.

Ekspresja receptora CCKB znajduje się w układzie pokarmowym, białych krwinkach, komórkach śródbłonka i ośrodkowym układzie nerwowym.

Kanały wrażliwe na mechanizmy piezoelektryczne

To znaczy, wrażliwe mechanicznie kanały jonowe reagują na impulsy mechaniczne; otwierają się, gdy błona komórkowa jest poddawana zmianie napięcia lub ciśnienia.

Dyskutowane są mechanizmy, dzięki którym te zmiany są postrzegane, ale zaproponowano udział składników cytoszkieletu i fosfolipaz związanych z błoną komórkową.

Kanały wrażliwe na mechanizmy piezoelektryczne to białka, które zostały zachowane w trakcie ewolucji i które oprócz modulacji napięcia, reagują na bodźce natury mechanicznej.

Kanały jonowe Piezo1 i Piezo2 spełniają szeroki zakres procesów fizjologicznych o żywotnym znaczeniu. Na przykład: Piezo1, uczestniczy w rozwoju układu limfatycznego i układu naczyniowego u myszy.

Z kolei Piezo 2 bierze udział w mechanotransdukcji komórek Merkela i neuronów czuciowych zlokalizowanych w korzeniu grzbietowym.

Niedawne badania na ludziach i myszach wykazały, że kanały piezoelektryczne są również zaangażowane w nie-sensoryczne procesy fizjologiczne, takie jak przebudowa mięśni gładkich, tworzenie blaszki nabłonkowej i chrząstki w komórkach, które ją tworzą (chondrocyty).

U myszy wykazano, że delecja genów Piezo 1 lub Piezo 2 prowadzi do śmiertelności zarodków lub wczesnej śmiertelności poporodowej.

Ekspresja kanałów wrażliwych na mechanizmy w komórkach G.

Odpowiedzi komórek G na różne produkty białkowe są przeprowadzane przez receptory chemosensoryczne. Jednak mechanizmy związane z aktywacją tych komórek po rozdęciu ściany żołądka są słabo poznane.

Do stymulacji komórek G. niezbędne jest unerwienie antralu, jednak ostatnie badanie wykazało, że nawet po odnerwieniu antralu działanie komórek G nasila się w odpowiedzi na rozdęcie. Dlatego spekulowano, że komórki G są wrażliwe na bodźce mechaniczne.

W związku z tym grupa naukowców postanowiła wyjaśnić istnienie piezoelektrycznych kanałów jonowych w komórkach G, które są wrażliwe na mechanizmy. Uzyskane wyniki skutecznie wykazały, że kanały Piezo 1 są wyrażane w antralnej części żołądka myszy.

Kanały Piezo 1 nie są równomiernie rozmieszczone w całej komórce G, ale raczej w części podstawno-bocznej. Fakt, który jest bardzo interesujący, ponieważ magazynowanie gastryny w pęcherzykach wydzielniczych zachodzi właśnie w tym regionie, w oczekiwaniu na nadejście odpowiedniego bodźca do jej uwolnienia.

Bibliografia

1. Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 i Piezo2 są podstawowymi składnikami odrębnych mechanicznie aktywowanych kanałów kationowych. Nauka. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Złożona morfologia komórek G uwalniających gastrynę w obszarze antralnym żołądka myszy. Cell Tissue Res.2016; 366 (2): 301-310.
3. Jain R, Samuelson L. Differentiation of the gastric Mucosa. II Rola gastryny w proliferacji i dojrzewaniu komórek nabłonka żołądka. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006; 291: 762-765.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, Zasady medycyny wewnętrznej. (Wyd. 16). Meksyk: McGrawHill.
5. Lang K, Breer H, Frick. Kanał jonowy Piezo1 wrażliwy na mechanizmy ulega ekspresji w antralnych komórkach G żołądka myszy. Cell Tissue Res.2018; 371 (2): 251-260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Bramkowanie napięciowe czułych mechanicznie kanałów 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. Warstwy śluzu żołądka: składniki i regulacja akumulacji. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2008; 295: 806-812.
8. Raybould H. Czy Twoje jelita smakują? Transdukcja sensoryczna w przewodzie pokarmowym. Aktualności Physiol Sci.1998; 13: 275-280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Uwalnianie gastryny indukowane dystorsją: skutki zakwaszenia światła i dożylnej atropiny. Gastroenterology. 1980; 78: 912-917.