Gastrin je peptidni hormon koji stimulira lučenje želučane kiseline (HCl) u parijetalnim ćelijama želuca i pomaže u njegovoj pokretljivosti. Oslobađaju ga G-ćelije u pilornom antrumu želuca, dvanaestopalačnom crijevu i gušterači.
Gastrin se veže za holecistokininski B receptor da stimulira oslobađanje histamina u enterohromafinu-sličnim ćelijama i inducira umetanje K+/ H+ ATPaza pumpi u apikalnu membranu parijetalnih ćelija (što zauzvrat povećava otpuštanje H+ u želudačnu šupljinu). Njegovo oslobađanje stimuliraju peptidi u lumenu želuca.
U ljudi, gen GAS nalazi se na dugom kraku hromosoma 17, pozicija 17q21).[5]
Snteza
Gastrin je linearni peptidni hormon koji proizvode G-ćelije dvanaestopalačnog crijeva i pilorni antrumželuca. Izlučuje se u krvotok. Kodirani polipeptid je preprogastrin, koji se enzimima cijepa u posttranslacijskim modifikacijama dajući progastrin (međuprodukt, neaktivni prekursor), a zatim gastrin u raznim oblicima, prvenstveno sljedeća tri:
gastrin-34 ("veliki gastrin")
gastrin-17 ("mali gastrin")
gastrin-14 ("minigastrin")
Također, pentagastrin je veštački sintetizirana petoaminokiselinska sekvenca, sa identičnim posljednjih pet aminokiselinskih sekvenci na C-kraju gastrina.
Brojevi se odnose na broj aminokiselina.
Lučenje
Gastrin se oslobađa kao odgovor na određene podražaje. Oni uključuju:
antrum želuca distenzija
Vagus nustimulaciju (posredovana signalna ćelija neurokrinimbombezinom ili GRP-om kod ljudi)
G-ćelija vidljiva je u donjem lijevom uglu, a gastrin je označen kao dve crne strelice koje vode od njega. Napomena: ovaj dijagram ne ilustrira stimulativni efekat gastrina na ECL ćelije.
Prisustvo gastrina stimulira parijetalne ćelije želuca da luče hlorovodoničnu kiselinu (HCl) / želučanu kiselinu. To se odvija direktno. u parijetalnim ćelijama i indirektno, vezanjem na CCK2 / gastrinski receptori na ECL-ćelijama u želucu, koji zatim reagira oslobađanjem histamina, koji zauzvrat djeluje parakrino na parijetalne ćelije, stimulirajući ih da luče H + ion. Ovo je glavni podsticaj za sekreciju kiseline u parijetalnim ćelijama.[10]
Zajedno sa gore spomenutom funkcijom, pokazalo se da gastrin ima i dodatne aktivnosti:
Podstiče sazrijevanje parijetalnih ćelija i rast fundusa.
Može uticati na tonus donji jednjački sfinkter (LES), uzrokujući njegovu kontrakciju,[14] iako uzrok može biti i pentagastrin, a ne endogeni gastrin.[15]
Gastrin doprinosi pojavi gastrokoličnog refleksa.
Faktori koji utiču na sekreciju
Faktori koji utiču na lučenje gastrina mogu se podijeliti u dvije kategorije:[16]
Fiziološki
Lumen želuca
Stimulativni faktori: hranjivi proteini i aminokiseline (meso), hiperkalcemija. (npr. tokom želučane faze)
Inhibitorni faktori: kiselost (pH ispod 3) – mehanizam negativne povratne sprege, oslobađanjem somatostatina iz δ ćelija u želucu, koji inhibira oslobađanje gastrina i histamina.
Parakrini
Stimulativni faktori: bombesin ili gastrin-oslobađajući peptid (GRP)
Inhibitorni faktori: somatostatin – djeluje parakrino na somatostatin-2 receptore na G-ćelijama, putem lokalne difuzije u međućelijskim prostorima, ali i sistemski kroz njegovo puštanje u lokalnu cirkulaciju sluznice; inhibira lučenje kiseline djelujući na parijetalne ćelije.
Prekomjerna sekrecija gastrina izaziva paraneoplazijski sindrom.
Kod osoba sa Zollinger-Ellisonovim sindromom, gastrin se proizvodi na prekomjernoj razini, često preko gastrinoma (tumor koji proizvodi gastrin, uglavnom benigni) dvanaestpalačnog crijeva ili pankreasa.[17]
U autoimunskom gastritisu, imunoski sistem napada parijetalne ćelije, što dovodi do hipohlorhidrije (niskog lučenja želučane kiseline). To rezultira povišenom razinom gastrina, u pokušaju da se podesi povećani pH u želucu. Na kraju se sve parijetalne ćelije izgube, pa aklorhidrija rezultira gubitkom negativne povratne informacije na sekreciju gastrina. Koncentracija gastrina u plazmi povišena je kod gotovo svih osoba sa poremećajem zvanim mukolipidoza tip IV (srednja vrednost 1507 pg/ml; raspon 400-4100 pg/ml) (normala 0-200 pg /ml), sekundarno u odnosu na konstitutivnu aklorhidriju. Ovo otkriće olakšava dijagnozu kod pacijenata sa ovim neurogenetičkim poremećajemIn autoimunskim gastritisom.[18] Pored toga, povišeni nivoi gastrina mogu biti prisutni pri hroničnom gastritisu koji je posljedica infekcije sa H. pylori.[19]
Postojanje gastrina prvi je put predložio britanski fiziolog John Sydney Edkins, 1905.,[20][21] a gastrine su izolirali Hilda Tracy i Roderic Alfred Gregory sa University of Liverpool, 1964. godine.[22] In 1964 the structure of gastrin was determined.[23]
Blanco, Antonio; Blanco, Gustavo (2017), "Biochemical Bases of Endocrinology (II) Hormones and Other Chemical Intermediates", Medical Biochemistry, Elsevier, str.573–644, doi:10.1016/b978-0-12-803550-4.00026-4, ISBN9780128035504
Holst JJ, Orskov C, Seier-Poulsen S (1992). "Somatostatin is an essential paracrine link in acid inhibition of gastrin secretion". Digestion. 51 (2): 95–102. doi:10.1159/000200882. PMID1354190.
Vadokas B, Lüdtke FE, Lepsien G, Golenhofen K, Mandrek K (decembar 1997). "Effects of gastrin-releasing peptide (GRP) on the mechanical activity of the human ileocaecal region in vitro". Neurogastroenterology and Motility. 9 (4): 265–70. doi:10.1046/j.1365-2982.1997.d01-59.x. PMID9430795.
Castell DO (februar 1978). "Gastrin and lower esophageal sphincter tone". Archives of Internal Medicine. 138 (2): 196. doi:10.1001/archinte.138.2.196. PMID626547.
Polosatov MV, Klimov PK, Masevich CG, Samartsev MA, Wünsch E (april 1979). "Interaction of synthetic human big gastrin with blood proteins of man and animals". Acta Hepato-Gastroenterologica. 26 (2): 154–9. PMID463490.
Fritsch WP, Hausamen TU, Scholten T (april 1977). "[Gastrointestinal hormones. I. Hormones of the gastrin group]". Zeitschrift für Gastroenterologie. 15 (4): 264–76. PMID871064.
Higashimoto Y, Himeno S, Shinomura Y, Nagao K, Tamura T, Tarui S (maj 1989). "Purification and structural determination of urinary NH2-terminal big gastrin fragments". Biochemical and Biophysical Research Communications. 160 (3): 1364–70. doi:10.1016/S0006-291X(89)80154-8. PMID2730647.
Pauwels S, Najdovski T, Dimaline R, Lee CM, Deschodt-Lanckman M (juni 1989). "Degradation of human gastrin and CCK by endopeptidase 24.11: differential behaviour of the sulphated and unsulphated peptides". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Protein Structure and Molecular Enzymology. 996 (1–2): 82–8. doi:10.1016/0167-4838(89)90098-8. PMID2736261.
Kariya Y, Kato K, Hayashizaki Y, Himeno S, Tarui S, Matsubara K (1986). "Expression of human gastrin gene in normal and gastrinoma tissues". Gene. 50 (1–3): 345–52. doi:10.1016/0378-1119(86)90338-0. PMID3034736.
Kato K, Himeno S, Takahashi Y, Wakabayashi T, Tarui S, Matsubara K (decembar 1983). "Molecular cloning of human gastrin precursor cDNA". Gene. 26 (1): 53–7. doi:10.1016/0378-1119(83)90035-5. PMID6689486.
Koh TJ, Wang TC (novembar 1995). "Molecular cloning and sequencing of the murine gastrin gene". Biochemical and Biophysical Research Communications. 216 (1): 34–41. doi:10.1006/bbrc.1995.2588. PMID7488110.
Rehfeld JF, Johnsen AH (august 1994). "Identification of gastrin component I as gastrin-71. The largest possible bioactive progastrin product". European Journal of Biochemistry. 223 (3): 765–73. doi:10.1111/j.1432-1033.1994.tb19051.x. PMID8055952.