ХОЛЕЦИСТОКИНИН: ХАРАКТЕРИСТИКА, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Холецистокинина (ССК) представляет собой животное гормон участвует в регуляции желудочно - кишечного тракта физиологии. Он действует как ингибитор приема пищи и «опорожнения» желудка, он также стимулирует секрецию ферментов поджелудочной железы и сокращение желчного пузыря.

Впервые он был описан в 1928 году в кишечном секрете кошек и собак. Однако только в 1962 году он был выделен и охарактеризован из кишечника свиней, определив, что это пептид, способный вызывать сокращение желчного пузыря и секрецию ферментов поджелудочной железы.

Холецистокинин. Изображение через: https://conbetodefinicion.de

После своего открытия холецистокинин вместе с гастрином и секретином стал частью гормонального трио, которое участвует в различных желудочно-кишечных функциях, хотя он также действует как фактор роста, нейротрансмиттер, фактор фертильности сперматозоидов и т. Д.

Как и гастрин, этот гормон принадлежит к семейству нейроэндокринных пептидов, характеризующихся идентичностью С-концевого конца, на котором находятся все его биологические свойства и эффекты.

Холецистокинин в большом количестве продуцируется эндокринными клетками слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки и тощей кишки (области тонкой кишки) многих млекопитающих, а также многими кишечными нервами (теми, которые связаны с пищеварительной системой) и нейронами центральной нервной системы и периферийное устройство.

Как и многие другие гормоны, холецистокинин участвует в различных сложных патологических состояниях, особенно в раковых опухолях.

Характеристики и состав

Зрелый холецистокинин представляет собой пептид, длина которого может варьироваться в зависимости от ферментативного процессинга его формы-предшественника, который опосредуется специфическими протеазами. Наиболее известными формами гормона являются CCK-33, CCK-58, CCK-39 и CCK-8.

Эти пептиды подвергаются последующим посттрансляционным модификациям, которые связаны с добавлением сульфатов к остаткам тирозина, амидированием C-концевых фенилаланинов и селективным удалением некоторых определенных аминокислотных остатков на обоих концах пептида.

Такой пептидный гормон принадлежит к семейству регуляторных пептидов, которые обладают высококонсервативной С-концевой последовательностью. Он содержит активный центр, и его активность обычно зависит от присутствия остатков серы.

Близкородственный пептидный гормон, гастрин, также принадлежит к этому семейству пептидов, как и другие пептиды, обнаруженные у лягушек и протохордовых.

В литературе холецистокинин описывается как пептид сокращения желчного пузыря и характеризуется С-концевой последовательностью, состоящей из 7 аминокислот, а именно: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, где X у млекопитающих всегда представляет собой остаток глицина (Gly).

производство

Холецистокинин синтезируется и высвобождается в виде множества молекулярных изоформ, однако была обнаружена только одна молекула мРНК, поэтому считается, что она проходит через различные посттранскрипционные процессы.

Этот посланник был обнаружен в равных пропорциях как в головном мозге, так и в слизистой оболочке кишечника, а это означает, что его функции в нервной системе так же важны, как и в пищеварительной системе, хотя в первом они еще не полностью изучены.

У человека ген, кодирующий этот пептид, находится на хромосоме 3. Он состоит из пяти экзонов, и среди его первых 100 п.н. есть несколько регуляторных элементов.

К ним относятся элемент E-box (для связывания факторов транскрипции), область, богатая повторами GC, и элемент ответа цАМФ.

Информационная РНК, транскрибируемая из этого гена, имеет длину около 1511 п.н. и кодирует пептид-предшественник из 115 аминокислотных остатков, известный как пре-про-CCK .

Первая часть молекулы пре-про-CCK состоит из сигнального пептида, а вторая часть соответствует спейсерному пептиду, последовательность которого сильно различается у разных видов.

Биоактивные пептиды холецистокинина происходят из последней части из 58 аминокислотных остатков, которая является высококонсервативной для разных видов.

Процессинг молекул-предшественников зависит от клетки. Это означает, что в зависимости от ткани, в которой экспрессируется ген CCK, встречаются смеси пептидов CCK с различной длиной и посттрансляционными модификациями.

Такой процессинг обычно происходит на участках с сульфурированными одноосновными остатками, которые имеют решающее значение для связывания с их специфическими рецепторами, особенно с так называемым CCK1, который находится в брыжеечном сплетении, в передней доле гипофиза и в некоторых частях мозга.

Где производится пептид-предшественник?

I-клетки тонкой кишки ответственны за секрецию холецистокинина в этом отделе через их апикальные мембраны, которые находятся в непосредственном контакте со слизистой оболочкой кишечника и через определенные секреторные «гранулы».

В нервной системе холецистокинин продуцируется некоторыми клетками мозгового вещества надпочечников и некоторыми клетками гипофиза.

Мозг - это орган, который производит наибольшее количество холецистокинина в организме млекопитающего, а количество нейронов, вырабатывающих его, превышает количество нейронов, производящих любой другой нейропептид.

В толстой кишке есть также множество нервов, продуцирующих холецистокинин, в основном в круговом слое мышц, поэтому можно гарантировать, что этот гормон также влияет на возбуждение гладких мышц толстой кишки.

Стимулирование производства

Высвобождение холецистокинина может быть стимулировано, среди прочего, наличием жирных кислот и белков в тонком кишечнике, в частности, длинноцепочечных жирных кислот и ароматических L-аминокислот.

Механизм действия

Эффекты холецистокининых пептидов связаны с их взаимодействием с двумя специфических рецепторами: CCK-A ( « limenticio» рецептор ) и CCK-B ( „мозг“ рецептор, с английского „ В дожде“).

Рецептор CCK-A - это рецептор, который участвует в сокращении желчного пузыря, в расслаблении сфинктера Одди, в росте поджелудочной железы и стимуляции секреции пищеварительных ферментов, в задержке опорожнения желудка и ингибировании секреции желудочного сока.

Пептиды холецистокинина, содержащие сульфатные и амидные группы, распознаются рецепторами CCK-A и связываются с ними с высоким сродством. Рецепторы типа CCK-B менее эффективны в ответе и не связываются с таким большим сродством с серными пептидами.

Холецистокинин высвобождается из кишечника после приема пищи и активирует рецепторы (CCK 1) в блуждающем нерве, которые передают в мозг ощущение «полноты» или «сытости», которое отвечает за прекращение поведения кормление.

И холецистокинин, и гастрин (другой родственный гормон) могут попадать в кровоток или в просвет кишечника, выполняя паракринные, аутокринные и экзокринные функции не только в нервной системе, но и непосредственно в пищеварительной системе.

Связь с этими рецепторами запускает каскад гормонального ответа, который связан, главным образом, с гидролизом молекул фосфатидилинозита.

Характеристики

В пищеварении

Как уже упоминалось, холецистокинин изначально был описан как гормон, основные функции которого были связаны с физиологией пищеварительной системы.

Хотя сегодня известно, что он участвует во многих других процессах развития и физиологии животных, одной из его основных функций является стимуляция сокращения (уменьшения объема) желчного пузыря.

Его экзокринные функции также включают стимуляцию секреции пищеварительных ферментов поджелудочной железы, поэтому он косвенно участвует в переваривании и всасывании пищи (питания), особенно у млекопитающих.

Этот небольшой пептидный гормон также участвует в ингибировании опорожнения желудка, опосредуя сокращение пилорического сфинктера и расслабление проксимального отдела желудка через блуждающий нерв, что было экспериментально продемонстрировано на крысах, людях и негоминидных приматах.

В зависимости от рассматриваемого вида млекопитающего холецистокинин оказывает ингибирующее или стимулирующее действие на секрецию кислоты в желудке, положительно или отрицательно влияя на другие родственные гормоны, такие как гастрин.

Прочие функции

В дополнение к своим желудочно-кишечным функциям холецистокинин участвует в нервной системе, увеличивая или усиливая тормозящие эффекты дофамина, нейромедиатора центральной нервной системы.

Таким же образом холецистокинин увеличивает дыхание и артериальное давление в сердечно-сосудистой системе грызунов.

Экзогенно вводимый экспериментальным животным, этот пептидный гормон вызывает гипотермическое состояние, усиливая действие нейронов, реагирующих на высокие температуры, и ингибируя нейроны, реагирующие на холод.

Другие функции связаны с высвобождением различных нейротрансмиттеров, регулированием роста поджелудочной железы, индукцией роста карцином, созреванием сперматозоидов в семенниках, среди прочего.

Сопутствующие заболевания

Различные авторы определили наличие различных количеств холецистокинина в различных эндокринных опухолях, особенно в опухолях гипофиза, карциномах щитовидной железы, опухолях поджелудочной железы и саркомах Юинга.

Высокие концентрации этого гормона в некоторых опухолях вызывают так называемый синдром CCKomas, первоначально описанный у животных, а затем подтвержденный у людей.

Рак поджелудочной железы и панкреатит также связаны с холецистокинином, поскольку он участвует в его нормальном росте и является частью экзокринной стимуляции секреции пищеварительных ферментов.

Было определено, что роль холецистокинина в этих патологических состояниях связана со сверхэкспрессией его рецепторов (CCK-A и CCK-B), что позволяет этому гормону выполнять свою функцию, даже когда он чрезмерно экспрессируется клетками. опухолевидное.

Ссылки

1. Кроули, Дж. Н., и Корвин, Р. Л. (1994). Биологические действия холецистокинина. Пептиды, 15 (4), 731–755.
2. Докрей, GJ (2012). Холецистокинин. Текущее мнение в эндокринологии, диабете и ожирении, 19 (1), 8–12.
3. Гильото, П., Ле Меут-Метцингер, В., Мориссе, Дж., И Забельски, Р. (2006). Функции гастрина, холецистокинина и желудочно-кишечного тракта у млекопитающих. Обзоры исследований питания, 19 (2), 254–283.
4. Йенс Ф. Рехфельд, Леннарт Фриис-Хансен, Йенс П. Гетце и Томас В.О. Хансен. (2007). Биология холецистокинина и гастриновых пептидов. Актуальные темы в медицинской химии, 7 (12), 1154–1165.
5. Келлер, Дж. (2015). Желудочно-кишечное пищеварение и всасывание. В основах медицинской биохимии (2-е изд., Стр. 137-164). Elsevier Inc.
6. Рефельд, Дж. Ф. (2017). Холецистокинин - от местного гормона кишечника до вездесущего мессенджера. Границы эндокринологии, 8, 1–8.
7. Rehfeld, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U., & Bardram, L. (2016). Выявление и характеристика синдрома CCKoma у пациентов с энтеропанкреатической нейроэндокринной опухолью. Скандинавский журнал гастроэнтерологии, 51 (10), 1172–1178.
8. Секигучи, Т. (2016). Холецистокинин. В Справочнике гормонов (стр. 177–178). Elsevier Inc.
9. Смит, JP, и Соломон, TE (2014). Холецистокинин и рак поджелудочной железы: курица или яйцо? Американский журнал физиологии - физиология желудочно-кишечного тракта и печени, 306 (2), 1–46.