G STANICE: RAZVOJ, GASTRIN, PIEZO MEHANOSENZIBILNI KANALI - BIOLOGIJA - 2026

A G stanice su endokrine stanice koje su predmet humoralnog i neuronske regulacija luminalnih sadržaja. Smješteni su na razini sluznice dvanaestopalačnog crijeva i želučanog antruma. Te stanice predstavljaju manji postotak stanica želučane sluznice (1%).

Mikrovilli prisutni u ovom staničnom tipu koji su raspoređeni na njihovim apikalnim površinama omogućuju uzimanje uzoraka želučanog sadržaja. G stanice oslobađaju gastrin, koji je polipeptidni hormon čija se sekrecija inducira podražajima neuronske, mehaničke ili kemijske prirode.

G stanica želučanog antruma. Autor Miguelferig, iz Wikimedia Commons.

Gastrin potiče parijetalne stanice na lučenje kiseline, povećava protok krvi u želučanoj sluznici, potiče izlučivanje pepsina u glavnim stanicama te potiče rast egzokrina i tkiva gušterače, kao i pokretljivost želuca.

Aktivnost ili mehanizam djelovanja G stanica potiče se prisutnošću produkata razgradnje proteina. No, pokazalo se da oni ne samo da reagiraju na ove vrste kemijskih signala, već i potiču distancu trbušne stijenke.

U tom smislu dokazano je prisustvo mehanosenzibilnih ionskih kanala koji pripadaju porodici Piezo, koji su opisani kasnije.

Razvoj G stanica

Kod kralježnjaka, želudac ispunjava više funkcija, osim što čuva hranu, poput pružanja barijere koja sprečava ulazak mikroorganizama u crijeva i stvaranja zaštitnog okruženja protiv napada endogene ili egzogene prirode.

Želudac ima razne stanice, koje obavljaju specifične funkcije. Takav je slučaj enterokromafinskih stanica odgovornih za proizvodnju histamina; stanice koje luče hormone peptidne naravi; D stanice koje oslobađaju somatostatin; A stanice koje stvaraju grelin; i G stanice koje luče gastrin.

G stanice potječu iz pred-endokrinih hormonalnih stanica koje prolaze asimetričnu podjelu u sluznici želuca, stvarajući dvije kćeri. Jedan od njih izražava somatostatin, a drugi izražava gastrin u svakom postupku dijeljenja.

Takva asimetrična podjela omogućuje somatostatinu koji luči stanice da moduliraju rast i djelovanje gastrin-sekrecijskih G stanica. Sazrijevanje obje vrste stanica fino je regulirano transkripcijskim faktorima.

Gastrin i holecitostokin receptor

Oslobađanje Gastrina od strane G stanica antruma želučane sluznice. Autor: L. L. VanWert, Pharm.D., Dr. Sc., s Wikimedia Commons.

Gastrin se u principu prevodi kao preprogastrin. Jednom kada se dogodio proces prevođenja, preprostrstrin prolazi cijepanje koje potiču peptide različitih veličina, u kojima je "Veliki" gastrin najčešći peptid.

Biološka aktivnost gastrina nalazi se u nizu zvanom pentagastrin koji se sastoji od 5 aminokiselina. Taj se slijed nalazi u domeni C-terminala.

Djelovanje gastrina događa se nakon njegovog vezanja na holesterolininski receptor (CCKB), G-protein vezan receptor.

Nakon što se gastrin veže na svoj receptor, aktivira se signalna kaskada u kojoj se aktiviraju membranski inozitoli poput fosfolipaze C, što dovodi do povećanja unutarćelijskih koncentracija kalcija i djelovanja drugih glasnika, poput inozitola trifosfat i diacilglicerol.

Međutim, ovaj receptor može također inducirati aktivaciju signalnog puta koji uključuje receptore tirozin kinaze, samo u manjem opsegu.

Ekspresija CCKB receptora nalazi se u probavnom sustavu, bijelim krvnim ćelijama, endotelnim stanicama i središnjem živčanom sustavu.

Piezo mehanosenzibilni kanali

Mehanosesenzitivni ionski kanali reagiraju na mehaničke impulse, to jest; otvaraju se kad je stanična membrana podvrgnuta promjeni napetosti ili pritiska.

Raspravlja se o mehanizmima kroz koje se opažaju ove promjene, ali predloženo je sudjelovanje komponenata citoskeleta i fosfolipaza povezanih sa staničnom membranom.

Mehanosenzitivni kanali piezo su proteini koji su sačuvani tijekom evolucije i koji, osim što moduliraju napon, odgovaraju na podražaje mehaničke prirode.

Piezo1 i Piezo2 ionski kanali ispunjavaju širok spektar fizioloških procesa od vitalne važnosti. Na primjer: Piezo1, sudjeluje u razvoju limfnog sustava i vaskulature u miševa.

Piezo 2, sa svoje strane, sudjeluje u mehanotransdukciji Merkelovih stanica i senzornih neurona smještenih u korijenu dorzalnog dna.

Nedavna istraživanja na ljudima i miševima pokazala su da su Piezo kanali također uključeni u neosjetljive fiziološke procese poput preuređenja glatkih mišića, stvaranja epitelne lamine i hrskavice u stanicama koje je čine (hondrociti).

Kod miševa je pokazano da brisanje gena Piezo 1 ili Piezo 2 dovodi do smrtnosti embrija ili ranog postnatalnog letaliteta.

Ekspresija mehanosenzibilnih kanala u G stanicama

Odgovori G-stanica na različite proteinske proizvode provode kemosenzorni receptori. Međutim, mehanizmi koji su uključeni u aktivaciju ovih stanica nakon uklanjanja stjenke želuca su slabo razumljivi.

Antralna inervacija potrebna je za podsticanje G-staničnih stanica. Međutim, nedavno istraživanje pokazalo je da čak i nakon antralne denervacije, djelovanje G-stanica raste kao odgovor na distenziju. Zbog toga se nagađalo da su G stanice osjetljive na mehaničke podražaje.

S obzirom na to, skupina istraživača nastojala je rasvijetliti postojanje piezo ionskih kanala u G stanicama, koji su mehanosenzibilni. Dobiveni rezultati učinkovito pokazuju da su Piezo 1 kanali izraženi u antralnoj regiji želuca miševa.

Piezo 1 kanali nisu ravnomjerno raspoređeni u G stanici, već u bazolateralnom dijelu. Činjenica koja je od velikog interesa budući da se skladištenje gastrina u sekretornim vezikulama događa upravo u toj regiji koja čeka dolazak odgovarajućeg podražaja za njegovo oslobađanje.

Reference

1. Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 i Piezo2 bitne su komponente različitih mehanički aktiviranih kationskih kanala. Znanost. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Složena morfologija G-stanica koje oslobađaju gastrin u antralnom dijelu mišjeg želuca. Stanična tkiva Res. 2016; 366 (2): 301-310.
3. Jain R, Samuelson L. Diferencija želučane sluznice. II Uloga gastrina u proliferaciji i sazrijevanju ćelija epitela želuca. Am J Physiol Gastrointest jetreni fiziol. 2006; 291: 762-765.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, Principi interne medicine. (16. izd.). Meksiko: McGrawHill.
5. Lang K, Breer H, Frick. Mehanosesenzitivni ionski kanal Piezo1 eksprimiran je u antralnim G stanicama mišjeg želuca. Stanična tkiva Res. 2018; 371 (2): 251-260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Napon mreže za mehanosenzibilne PIEZO kanale. 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. Slojevi želučane sluzi: sastojci i regulacija nakupljanja. Am J Physiol Gastrointest jetreni fiziol. 2008. godine; 295: 806-812.
8. Raybould H. Ima li vaša crijeva ukus? Senzorna transdukcija u gastrointestinalnom traktu. Vijesti Physiol Sci. 1998; 13: 275-280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Ispuštanje gastrina izazvano distenzijom: učinci luminalne zakiseljavanja i intravenskog atropina. Gastroenterologija. 1980; 78: 912-917.