G-КЛЕТКИ: РАЗВИТИЕ, ГАСТРИН, ПЬЕЗОМЕХАНОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ КАНАЛЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

В клетках G эндокринные клетки , которые являются предметом гуморального и нервного содержания регулирования просвета. Они расположены на уровне слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки и антрального отдела желудка. Эти клетки составляют незначительный процент клеток слизистой оболочки желудка (1%).

Присутствующие в этом типе клеток микроворсинки, распределенные по их апикальной поверхности, позволяют брать образцы содержимого желудка. G-клетки выделяют гастрин, полипептидный гормон, секреция которого вызвана раздражителями нервной, механической или химической природы.

G-клетка антрального отдела желудка. Автор Мигельфериг, из Wikimedia Commons.

Гастрин стимулирует секрецию кислоты париетальными клетками, увеличивает кровоток в слизистой оболочке желудка, вызывает секрецию пепсина в основных клетках и способствует росту экзокринной ткани и ткани поджелудочной железы, а также перистальтике желудка.

Активность или механизм действия G-клеток стимулируется присутствием продуктов распада белка. Однако было показано, что они не только реагируют на эти типы химических сигналов, но также стимулируются растяжением брюшной стенки.

В этом смысле доказано наличие механочувствительных ионных каналов, принадлежащих к семейству Piezo, которые описаны ниже.

Развитие G-клеток

У позвоночных желудок выполняет множество функций, помимо того, что он является местом хранения пищи, например, он обеспечивает барьер, предотвращающий проникновение микроорганизмов в кишечник и создавая защитную среду от атак эндогенного или экзогенного характера.

В желудке есть различные клетки, которые выполняют определенные функции. Так обстоит дело с энтерохромаффинными клетками, ответственными за выработку гистамина; клетки, секретирующие гормоны пептидной природы; D-клетки, выделяющие соматостатин; грелин-продуцирующие А-клетки; и G-клетки, которые секретируют гастрин.

G-клетки происходят из преэндокринных гормональных клеток, которые подвергаются асимметричному делению в слизистой оболочке желудка, давая начало двум дочерним клеткам. Один из них экспрессирует соматостатин, а другой - гастрин в каждом процессе деления.

Такое асимметричное деление позволяет секретирующим соматостатин клеткам модулировать рост и действие G-клеток, секретирующих гастрин. Созревание обоих типов клеток тонко регулируется факторами транскрипции.

Гастрин и рецептор холецистокинина

Высвобождение гастрина G-клетками антрального отдела слизистой оболочки желудка. Автор: Адам Л. Ванверт, фармацевт, доктор философии , из Wikimedia Commons.

Гастрин в принципе переводится как препрогастрин. После того, как процесс трансляции произошел, препрогастрин подвергается расщеплению, в результате которого образуются пептиды разного размера, в которых «большой» гастрин является наиболее распространенным пептидом.

Биологическая активность гастрина обнаруживается в последовательности под названием пентагастрин, которая состоит из 5 аминокислот. Эта последовательность находится в С-концевом домене.

Действие гастрина происходит после его связывания с рецептором холецистокинина (CCKB), рецептором, связанным с G-белком.

Как только гастрин связывается со своим рецептором, запускается сигнальный каскад, в котором активируются мембранные инозиты, такие как фосфолипаза C, что приводит к увеличению внутриклеточной концентрации кальция и действию вторичных мессенджеров, таких как инозитол. трифосфат и диацилглицерин.

Однако этот рецептор может также индуцировать активацию сигнального пути, в котором участвуют рецепторы тирозинкиназы, только в меньшей степени.

Экспрессия рецептора CCKB обнаруживается в пищеварительной системе, лейкоцитах, эндотелиальных клетках и центральной нервной системе.

Пьезомеханочувствительные каналы

Механочувствительные ионные каналы реагируют на механические импульсы, то есть; они открываются, когда клеточная мембрана подвергается изменению напряжения или давления.

Механизмы, посредством которых воспринимаются эти изменения, обсуждаются, но предполагается участие компонентов цитоскелета и фосфолипаз, связанных с клеточной мембраной.

Пьезомеханочувствительные каналы - это белки, которые сохранялись на протяжении всей эволюции и которые, помимо модуляции напряжения, реагируют на стимулы механической природы.

Ионные каналы Piezo1 и Piezo2 выполняют широкий спектр жизненно важных физиологических процессов. Например: Piezo1 участвует в развитии лимфатической системы и сосудистой сети у мышей.

Пьезо 2, со своей стороны, участвует в механотрансдукции клеток Меркеля и сенсорных нейронов, расположенных в спинном корешке.

Недавние исследования на людях и мышах показали, что пьезоканалы также участвуют в несенсорных физиологических процессах, таких как ремоделирование гладкой мускулатуры, формирование эпителиальной пластинки и хряща в клетках, которые ее составляют (хондроциты).

На мышах было показано, что делеция генов Piezo 1 или Piezo 2 приводит к гибели эмбрионов или ранней постнатальной летальности.

Экспрессия механочувствительных каналов в G-клетках

Ответы G-клеток на различные белковые продукты осуществляются хемосенсорными рецепторами. Однако механизмы, участвующие в активации этих клеток после растяжения стенки желудка, плохо изучены.

Для стимуляции G-клеток требуется антральная иннервация, однако недавнее исследование показало, что даже после антральной денервации действие G-клеток увеличивается в ответ на растяжение. Вот почему было высказано предположение, что G-клетки чувствительны к механическим раздражителям.

В связи с этим группа исследователей решила выяснить, существуют ли пьезо-ионные каналы в G-клетках, которые являются механочувствительными. Полученные результаты эффективно продемонстрировали, что каналы Piezo 1 экспрессируются в антральном отделе желудка мышей.

Каналы Piezo 1 не распределены равномерно по всей G-клетке, а скорее в базолатеральной части. Факт, который представляет большой интерес, поскольку накопление гастрина в секреторных пузырьках происходит именно в этой области, ожидая прибытия соответствующего стимула для его высвобождения.

Ссылки

1. Косте Б, Матур Дж., Шмидт М., Эрли Т.Дж., Ранад С., Петрус М.Дж., Дубин А.Е., Патапутян А. Пьезо1 и Пьезо2 являются важными компонентами отдельных механически активируемых катионных каналов. Наука. 2010; 330: 55-60.
2. Фрик С., Реттенбергер А.Т., Лунц М.Л., Брер Х. Сложная морфология высвобождающих гастрин G-клеток в антральной области желудка мыши. Cell Tissue Res.2016; 366 (2): 301-310.
3. Джайн Р., Самуэльсон Л. Дифференциация слизистой оболочки желудка. II Роль гастрина в пролиферации и созревании эпителиальных клеток желудка. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006; 291: 762-765.
4. Каспер Д., Фаучи А., Лонго Д., Браунвальд Е., Хаузер С., Джеймсон Дж. (2005). Харрисон, Принципы внутренней медицины. (16-е изд.). Мексика: McGrawHill.
5. Ланг К., Брир Х, Фрик. Механочувствительный ионный канал Piezo1 экспрессируется в антральных G-клетках желудка мыши. Cell Tissue Res.2018; 371 (2): 251-260.
6. Морони М., Сервин-Венсес Р., Флейшер Р., Санчес-Карранса О., Левин Г.Р. Стробирование по напряжению механочувствительных каналов PIEZO. Nat Commun. 2018; 9 (1): 1096. DOI: 10.1038 / s41467-018-03502-7
7. Филлисон М., Йоханссон М., Хенрикснас Дж., Петерссон Дж., Гендлер С., Сандлер С., Перссон Е., Ханссон Г., Холм Л. Слои желудочной слизи: составляющие и регуляция накопления. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2008; 295: 806-812.
8. Рейбоулд Х. Есть ли у вас вкус кишечника? Сенсорная трансдукция в желудочно-кишечном тракте. Новости Physiol Sci.1998; 13: 275-280.
9. Шиллер Л. Р., Уолш Дж. Х., Фельдман М. Вызванное растяжением высвобождение гастрина: эффекты закисления просвета и внутривенного введения атропина. Гастроэнтерологии. 1980; 78: 912-917.