G BUŇKY: VÝVOJ, GASTRIN, PIEZO MECHANOSENZITIVNÍ KANÁLY - BIOLOGIE - 2025

Tyto G buňky jsou endokrinní buňky, které jsou předmětem humorální a nervových obsahu regulace průsvitu. Jsou umístěny na úrovni duodenální sliznice a žaludeční antrum. Tyto buňky představují menší procento buněk žaludeční sliznice (1%).

Mikrovily přítomné v tomto typu buněk, které jsou rozloženy na jejich apikálních povrchech, umožňují odebrat vzorky žaludečního obsahu. G buňky uvolňují gastrin, což je polypeptidový hormon, jehož sekrece je indukována stimuly nervové, mechanické nebo chemické povahy.

G buňka žaludeční antrum. Miguelferig, z Wikimedia Commons.

Gastrin stimuluje parietální buňky k vylučování kyseliny, zvyšuje průtok krve v žaludeční sliznici, indukuje sekreci pepsinu v hlavních buňkách a podporuje růst exokrinní a pankreatické tkáně, jakož i žaludeční motility.

Aktivita nebo mechanismus působení G buněk je stimulován přítomností produktů degradace proteinu. Ukázalo se však, že nejen reagují na tyto typy chemických signálů, ale jsou také stimulovány distancí břišní stěny.

V tomto smyslu byla prokázána přítomnost mechanosenzitivních iontových kanálů patřících do rodiny Piezo, které jsou popsány dále.

Vývoj G buněk

U obratlovců plní žaludek několik funkcí navíc k tomu, že je místem skladování potravin, jako je vytvoření bariéry, která zabraňuje vstupu mikroorganismů do střeva a vytváří ochranné prostředí proti útokům endogenní nebo exogenní povahy.

Žaludek má různé buňky, které vykonávají specifické funkce. To je případ enterochromafinových buněk zodpovědných za produkci histaminu; buňky vylučující hormony peptidové povahy; D buňky, které uvolňují somatostatin; buňky A produkující ghrelin; a G buňky, které vylučují gastrin.

G buňky pocházejí z pre-endokrinních hormonálních buněk, které podstupují asymetrické dělení v sliznici žaludku, což vede ke vzniku dvou dceřiných buněk. Jeden z nich exprimuje somatostatin a druhý exprimuje gastrin v každém dělícím procesu.

Takové asymetrické dělení umožňuje buňkám secernujícím somatostatin modulovat růst a působení G buněk vylučujících gastrin. Zrání obou typů buněk je jemně regulováno transkripčními faktory.

Gastrinový a cholecystokininový receptor

Uvolňování gastrinu z G buněk antrem žaludeční sliznice. Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D., z Wikimedia Commons.

Gastrin se v zásadě překládá jako preprogastrin. Jakmile dojde k translačnímu procesu, preprogastrin podléhá štěpením, které vytvářejí peptidy různých velikostí, ve kterých je "Big" gastrin nejběžnějším peptidem.

Biologická aktivita gastrinu se nachází v sekvenci zvané pentagastrin, která se skládá z 5 aminokyselin. Tato sekvence je umístěna v C-terminální doméně.

Působení gastrinu nastává po jeho vazbě na cholecystokininový receptor (CCKB), receptor spojený s G proteinem.

Jakmile se gastrin naváže na svůj receptor, spustí se signální kaskáda, ve které jsou aktivovány membránové inozitoly, jako je fosfolipáza C, což vede ke zvýšení koncentrací vápníku uvnitř buněk a působení druhých poslů, jako je inositol. trifosfát a diacylglycerol.

Tento receptor však může také indukovat aktivaci signální dráhy, která zahrnuje receptory tyrosinkinázy, pouze v menší míře.

Exprese CCKB receptoru se nachází v zažívacím systému, bílých krvinek, endoteliálních buňkách a centrálním nervovém systému.

Piezo mechanosenzitivní kanály

Mechanosenzitivní iontové kanály reagují na mechanické impulsy, to znamená; otevírají se, když je buněčná membrána vystavena změně napětí nebo tlaku.

O mechanismech, prostřednictvím kterých jsou tyto změny vnímány, se diskutuje, ale byla navržena účast složek cytoskeletu a fosfolipáz spojených s buněčnou membránou.

Piezo mechanosenzitivní kanály jsou proteiny, které byly konzervovány v průběhu evoluce a které kromě toho, že jsou modulovány napětím, reagují na podněty mechanické povahy.

Ionové kanály Piezo1 a Piezo2 splňují celou řadu fyziologických procesů životně důležitých. Například: Piezo1 se podílí na vývoji lymfatického systému a vaskulatury u myší.

Piezo 2 se podílí na mechanotransdukci Merkelových buněk a senzorických neuronů umístěných v dorzálním kořeni.

Nedávné studie na lidech a myších ukázaly, že piezo kanály jsou také zapojeny do nesenzorických fyziologických procesů, jako je remodelace hladkého svalstva, tvorba epiteliální laminy a chrupavka v buňkách, které ji tvoří (chondrocyty).

U myší bylo prokázáno, že delece genů Piezo 1 nebo Piezo 2 vede k embryonální mortalitě nebo časné postnatální letalitě.

Exprese mechanosenzitivních kanálů v G buňkách

Reakce G-buněk na různé proteinové produkty jsou prováděny chemosenzorickými receptory. Mechanismy podílející se na aktivaci těchto buněk po distanci stěny žaludku však nejsou dostatečně známy.

K stimulaci G-buněk je nutná antorální inervace, avšak nedávná studie ukázala, že i po anterální denervaci se aktivita G-buněk zvyšuje v reakci na distenzi. Proto bylo spekulováno, že G buňky jsou citlivé na mechanické podněty.

S ohledem na to se skupina vědců rozhodla objasnit existenci piezo iontových kanálů v G buňkách, které jsou mechanosenzitivní. Získané výsledky účinně prokázaly, že piezo 1 kanály jsou exprimovány v antrální oblasti žaludku myší.

Kanály piezo 1 nejsou rovnoměrně distribuovány v G buňce, ale spíše v bazolaterální části. Skutečnost, která je velmi zajímavá, protože skladování gastrinu v sekrečních váčcích nastává přesně v této oblasti, která čeká na příchod vhodného podnětu k jeho uvolnění.

Reference

1. Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 a Piezo2 jsou základní komponenty odlišných mechanicky aktivovaných kationtových kanálů. Věda. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Složitá morfologie G-buněk uvolňujících gastrin v anální oblasti žaludku myši. Cell Tissue Res. 2016; 366 (2): 301-310.
3. Jain R, Samuelson L. Diferenciace žaludeční sliznice. II Role gastrinu v proliferaci a zrání žaludečních epitelových buněk. Am J Physiol Gastrointestinální játra Physiol. 2006; 291: 762-765.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, Principy vnitřního lékařství. (16. vydání). Mexiko: McGrawHill.
5. Lang K, Breer H, Frick. Mechanosenzitivní iontový kanál Piezo1 je exprimován v antrálních G buňkách myšího žaludku. Cell Tissue Res. 2018; 371 (2): 251-260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Napěťové hradlo mechanosenzitivních kanálů 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 sliznice žaludku: složky a regulace akumulace. Am J Physiol Gastrointestinální játra Physiol. 2008; 295: 806-812.
8. Raybould H. Má vaše střeva chuť? Senzorická transdukce v gastrointestinálním traktu. News Physiol Sci. 1998; 13: 275-280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Uvolňování gastrinu vyvolané distenzí: účinky luminální acidifikace a intravenózního atropinu. Gastroenterologie. 1980; 78: 912-917.