KOLECISTOKININ: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Kolecistokinina (CCK) je hormon životinja uključen u regulaciju probavnog fiziologiji. Djeluje kao inhibitor unosa hrane i "pražnjenje" želuca, također potiče izlučivanje enzima gušterače i kontrakciju žučnog mjehura.

Prvi put je opisan 1928. godine u crijevnim izlučevinama mačaka i pasa. Međutim, tek je 1962. godine izdvojeno i okarakterizirano iz svinjskih crijeva što je utvrdilo da je to peptid koji može inducirati kontrakciju žučnog mjehura i izlučivanje enzima gušterače.

Kolecistokinin. Slika putem:

Nakon otkrića, kolecistokinin je postao, zajedno s gastrinom i sekreinom, dio hormonskog trija koji sudjeluje u različitim gastrointestinalnim funkcijama, iako djeluje i kao faktor rasta, neurotransmiter, faktor plodnosti sperme itd.

Poput gastrina, i ovaj hormon pripada obitelji neuroendokrinih peptida, karakterizira ih identitet C-terminalnog kraja, gdje se nalaze sva njegova biološka svojstva i učinci.

Kolecistokinin se obilno proizvodi od endokrinih stanica na sluznici dvanaestopalačnog crijeva i jejunuma (područja tankog crijeva) mnogih sisavaca, kao i od strane mnogih enteričkih živaca (onih koji su povezani s probavnim sustavom) i neurona središnjeg živčanog sustava i periferne.

Kao i mnogi drugi hormoni, kolecistokinin je uključen u različita složena patološka stanja, posebno kod karcinoma.

Karakteristike i struktura

Zreli kolecistokinin je peptid koji može imati različitu duljinu koja ovisi o enzimskoj obradi njegovog oblika prekursora, a posreduje specifičnim proteazama. Najpoznatiji oblici hormona su CCK-33, CCK-58, CCK-39 i CCK-8.

Ovi peptidi podvrgavaju se naknadnim translacijskim modifikacijama koje se odnose na dodavanje sulfata na ostacima tirozina, amidaciju C-terminalnih fenilalanina i selektivno uklanjanje nekih određenih aminokiselinskih ostataka na oba kraja peptida.

Takav peptidni hormon pripada obitelji regulatornih peptida koji posjeduju visoko očuvanu C-terminalnu sekvencu. Sadrži njegovo aktivno mjesto i njegova aktivnost obično ovisi o prisutnosti sumpornih ostataka.

Usko povezani peptidni hormon, gastrin, također pripada ovoj skupini peptida, kao i drugi peptidi koji se nalaze u žabama i protohordatima.

U literaturi je kolecistokinin opisan kao peptid kontrakcije žučnog mjehura, a karakterizira ga C-terminalna sekvenca sastavljena od 7 aminokiselina, naime: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, gdje je X kod sisavaca uvijek glicinski ostatak (Gly).

Proizvodnja

Kolecistokinin se sintetizira i oslobađa u više molekularnih izoforma, međutim, pronađena je samo jedna molekula mRNA, pa se smatra da prolazi kroz različite post-transkripcijske obrade.

Taj je glasnik pronađen u jednakim omjerima i u mozgu i u crijevnoj sluznici, što znači da su njegove funkcije u živčanom sustavu jednako važne kao i u probavnom sustavu, mada u prvom još nisu u potpunosti shvaćene.

Kod ljudi se kodirajući gen za ovaj peptid nalazi na kromosomu 3. Sačinjen je od pet eksona i među njegovih prvih 100 bp ima nekoliko regulatornih elemenata.

To uključuje element E-okvira (za vezanje faktora transkripcije), područje bogato GC ponavljanjima i element cAMP odgovora.

Glasnica RNK prepisana iz ovog gena iznosi oko 1.511 bp i kodira za prekursorski peptid od 115 aminokiselinskih ostataka poznatih kao pre-pro-CCK.

Prvi dio pre-pro-CCK molekule sastoji se od signalnog peptida, a drugi dio odgovara razmačnom peptidu, čiji slijed uvelike varira između vrsta.

Bioaktivni peptidi kolecistokinina dobiveni su iz posljednjeg dijela 58 aminokiselinskih ostataka, što je visoko očuvano između različitih vrsta.

Prerada molekula prekursora specifična je za ćelije. To znači da se, ovisno o tkivu u kojem je ekspresioniran gen CCK, pronalaze mješavine CCK peptida različite duljine i posttralacijske modifikacije.

Takva se obrada obično događa na mjestima sa sumpornim monobaznim ostacima, koji su presudni za vezanje sa njihovim specifičnim receptorima, posebno s takozvanim CCK1, koji se nalazi u mezenterijskom pleksusu, u prednjoj hipofizi i u nekim dijelovima mozga.

Gdje se proizvodi prethodnik peptid?

I stanice tankog crijeva odgovorne su za izlučivanje kolecistokinina u ovom odjeljku, putem svojih apikalnih membrana koje su u izravnom kontaktu s crijevnom sluznicom i preko posebnih sekretornih "granula".

U živčanom sustavu, kolecistokinin proizvode neke medularne stanice nadbubrežne stanice i neke stanice hipofize.

Mozak je organ koji proizvodi najviše kolecistokinina u tijelu sisara, a neuroni koji ga proizvode obilniji su od onih koji proizvode bilo koji drugi neuropeptid.

U debelom crijevu se nalaze i brojni živci koji stvaraju kolecistokinin, uglavnom u kružnom mišićnom sloju, pa je osigurano da i ovaj hormon ima učinke na pobuđivanje glatkih mišića debelog crijeva.

Poticanje proizvodnje

Oslobađanje kolecistokinina može se, između ostalog, potaknuti prisutnošću masnih kiselina i proteina u tankom crijevu, točnije, dugolančanim masnim kiselinama i aromatskim L-aminokiselinama.

Mehanizam djelovanja

Učinci kolecistokinina peptida se odnose na njihove interakcije sa specifičnim receptorima dva: CCK-A („ limenticio” receptor) i CCK-B (‘mozak’ receptora, od engleskog ‘B kiša’).

CCK-A receptor je onaj koji sudjeluje u kontrakciji žučnog mjehura, opuštanju sfinktera Oddija, rastu gušterače i stimulaciji izlučivanja probavnih enzima, u kašnjenju pražnjenja želuca i inhibiciji izlučivanja želudačne kiseline

Peptidi holecistokinina koji imaju sulfatnu i amidnu skupinu prepoznaju CCK-A receptore i vežu se na njih s visokim afinitetom. CCK-B receptori tipa su manje učinkoviti u reagiranju i ne vežu se s tolikim afinitetom na sumporne peptide.

Kolecistokinin se oslobađa iz crijeva nakon unosa hrane i aktivira receptore (CCK 1) u vagusnom živcu koji prenose osjećaj "punoće" ili "sitosti" u mozak, koji je odgovoran za okončanje ponašanja hraniti.

I kolecistokinin i gastrin (drugi srodni hormon) mogu se otpustiti u krvotok ili u crijevni lumen, vršeći parakrinske, autokrine i egzokrine funkcije ne samo u živčanom sustavu, već i u probavnom sustavu.

Povezanost s tim receptorima pokreće kaskadu hormonskog odgovora koja se uglavnom odnosi na hidrolizu molekula fosfatidilinozitola.

Značajke

U probavi

Kao što je već spomenuto, kolecistokinin je u početku opisan kao hormon čije su se glavne funkcije odnosile na fiziologiju probavnog sustava.

Iako je danas poznato da sudjeluje u mnogim drugim procesima u razvoju i fiziologiji životinja, jedna od njegovih glavnih funkcija je stimulacija kontrakcije (smanjenja volumena) žučnog mjehura.

Njegove egzokrine funkcije uključuju i stimuliranje izlučivanja probavnih enzima gušterače, zbog čega je neizravno uključen u probavu i apsorpciju hrane (prehrana), posebno kod sisavaca.

Ovaj mali peptidni hormon također sudjeluje u inhibiciji pražnjenja želuca posredovanjem kontrakcije piloričnog sfinktera i opuštanjem proksimalnog želuca kroz vagusni živac, što je eksperimentalno dokazano kod štakora, ljudi i primata koji nisu hominidi.

Ovisno o vrstama sisavaca, kolecistokinin ima inhibitorne ili stimulirajuće učinke na izlučivanje želučanih kiselina, doprinoseći pozitivno ili negativno drugim srodnim hormonima, poput gastrina.

Ostale funkcije

Uz gastrointestinalne funkcije, kolecistokinin sudjeluje u živčanom sustavu povećavajući ili pojačava inhibitorne učinke dopamina, neurotransmitera središnjeg živčanog sustava.

Na isti način, kolecistokinin povećava disanje i krvni tlak u kardiovaskularnom sustavu glodavaca.

Primijenjen egzogenim na eksperimentalnim životinjama, ovaj peptidni hormon inducira hipotermično stanje povećavajući djelovanje neurona koji reagiraju na visoke temperature i inhibira neurone koji reagiraju na hladnoću.

Ostale funkcije imaju veze s oslobađanjem različitih neurotransmitera, regulacijom rasta gušterače, indukcijom rasta karcinoma, sazrijevanjem spermatozoida u testisima, između ostalog.

Srodne bolesti

Razni autori utvrdili su prisutnost različitih količina kolecistokinina u različitim endokrinim tumorima, posebno u tumorima hipofize, karcinomom štitnjače, tumorima gušterače i Ewingovim sarkomima.

Visoke koncentracije ovog hormona u određenim tumorima proizvode ono što se naziva sindromom CCKomas, koji je u početku opisan kod životinja, a kasnije potvrđen kod ljudi.

Rak gušterače i pankreatitis također su povezani s kolecistokininom, jer je on uključen u njegov normalan rast i dijelom egzokrina stimulacija za izlučivanje probavnih enzima.

Utvrđeno je da uloga kolecistokinina u tim patološkim stanjima ima veze s prekomjernom ekspresijom njegovih receptora (CCK-A i CCK-B), što omogućuje ovom hormonu da vrši svoju funkciju, čak i kada ga stanice previše eksprimiraju. tumorskih.

Reference

1. Crawley, JN, & Corwin, RL (1994). Biološka djelovanja kolecistokinina. Peptidi, 15 (4), 731–755.
2. Dockray, GJ (2012). Kolecistokinin. Trenutno mišljenje o endokrinologiji, dijabetesu i pretilosti, 19 (1), 8–12.
3. Guilloteau, P., Le Meuth-Metzinger, V., Morisset, J., i Zabielski, R. (2006). U sisavaca djeluju gastrin, kolecistokinin i gastrointestinalni trakt. Prehrambena istraživanja recenzije, 19 (2), 254–283.
4. Jens F. Rehfeld, Lennart Friis-Hansen, Jens P. Goetze i Thomas VO Hansen. (2007). Biologija kolecistokininskih i gastrinskih peptida. Aktuelne teme iz medicinske kemije, 7 (12), 1154–1165.
5. Keller, J. (2015). Gastrointestinalna probava i apsorpcija. U Essentials of Medical Biochemistry (drugo izd., Str. 137-164). Elsevier Inc.
6. Rehfeld, JF (2017). Kolecistokinin - Od lokalnog hormona crijeva do sveprisutnog glasnika. Granice u endokrinologiji, 8, 1–8.
7. Rehfeld, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U. i Bardram, L. (2016). Otkrivanje i karakterizacija CCKoma sindroma u bolesnika s enteropancreatic neuroendokrinim tumorom. Skandinavski časopis za gastroenterologiju, 51 (10), 1172–1178.
8. Sekiguchi, T. (2016). Kolecistokinin. U Priručniku za hormone (str. 177–178). Elsevier Inc.
9. Smith, JP, i Solomon, TE (2014). Kolecistokinin i rak gušterače: piletina ili jaje? Američki časopis za fiziologiju - Gastrointestinalna i fiziologija jetre, 306 (2), 1–46.