ХОЛЕЦИСТОКІНІН: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

Холецистокініну (ССК) являє собою тварина гормон бере участь в регуляції шлунково - кишкового тракту фізіології. Він працює як інгібітор прийому їжі та «випорожнення шлунку», також стимулює секрецію ферментів підшлункової залози та скорочення жовчного міхура.

Вперше він був описаний у 1928 році в кишкових виділеннях котів і собак. Однак лише у 1962 р. Його виділили та охарактеризували зі свинячого кишечника, визначивши, що це пептид, здатний індукувати скорочення жовчного міхура та секрецію ферментів підшлункової залози.

Холецистокінін. Зображення через: https://conbetodefinicion.de

Після його відкриття холецистокінін став разом із гастрином та секретином частиною гормонального тріо, що бере участь у різних функціях шлунково-кишкового тракту, хоча також функціонує як фактор росту, нейромедіатор, фактор родючості сперматозоїдів тощо.

Як і гастрин, цей гормон належить до сімейства нейроендокринних пептидів, що характеризується ідентичністю С-кінцевого кінця, де зберігаються всі його біологічні властивості та ефекти.

Холецистокінін виробляється рясно ендокринними клітинами слизової оболонки дванадцятипалої кишки та тонкої кишки (ділянок тонкої кишки) багатьох ссавців, а також багатьма ентеральними нервами (тими, які пов’язані з травною системою) та нейронами центральної нервової системи та периферійний.

Як і багато інших гормонів, холецистокінін втягується в різні складні патологічні стани, особливо при ракових пухлинах.

Характеристика та структура

Зрілий холецистокінін - це пептид, який може мати різну довжину, що залежить від ферментативної обробки його попередника форми, опосередкованої специфічними протеазами. Найвідоміші форми гормону - це CCK-33, CCK-58, CCK-39 та CCK-8.

Ці пептиди зазнають подальших посттрансляційних модифікацій, пов'язаних з додаванням сульфатів до залишків тирозину, амідацією С-кінцевих фенілаланінів та селективним усуненням деяких конкретних амінокислотних залишків на обох кінцях пептиду.

Такий пептидний гормон належить до сімейства регуляторних пептидів, які володіють сильно збереженою С-кінцевою послідовністю. Він містить його активний сайт і його активність зазвичай залежить від наявності залишків сірки.

До цього сімейства пептидів також належить близькоспоріднений пептидний гормон - гастрин, а також інші пептиди, які містяться у жаб та протохордатів.

У літературі холецистокінін описаний як пептид скорочення жовчного міхура і характеризується С-кінцевою послідовністю, що складається з 7 амінокислот, а саме: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, де X у ссавців завжди є залишком гліцину (Gly).

Виробництво

Холецистокінін синтезується та вивільняється в декількох молекулярних ізоформах, проте виявлена ​​лише одна молекула мРНК, тому вважається, що вона проходить через різні пост-транскрипційні обробки.

Цей вісник знайдений в рівній пропорції і в мозку, і в слизовій оболонці кишечника, а це означає, що його функції в нервовій системі такі ж важливі, як і в травній системі, хоча в першій вони ще не повністю вивчені.

У людей ген, що кодує цей пептид, знаходиться в хромосомі 3. Він складається з п'яти екзонів і серед його перших 100 п.о. є кілька регуляторних елементів.

До них належать елемент E-box (для зв'язування факторів транскрипції), область, багата на повторення GC, та елемент відповіді cAMP.

РНК-месенджер, транскрибований з цього гена, становить близько 1,511 bp і кодує пептид-попередник із 115 залишків амінокислот, відомий як pre-pro-CCK .

Перша частина молекули pre-pro-CCK складається з сигнального пептиду, а друга частина відповідає спейсерному пептиду, послідовність якого сильно відрізняється між видами.

Біоактивні пептиди холецистокініну отримують з останньої порції 58 залишків амінокислот, що сильно зберігається між різними видами.

Переробка молекул-попередників є специфічною для клітин. Це означає, що залежно від тканини, де експресується ген CCK, суміші пептидів CCK виявляються з різною довжиною та посттрансляційними модифікаціями.

Така обробка зазвичай відбувається на ділянках із сірчистими одноосновними залишками, які є визначальними для зв'язування зі своїми специфічними рецепторами, особливо з так званим CCK1, який знаходиться в брижових сплетеннях, в передній гіпофізі та в деяких частинах мозку.

Де виробляється пептид-попередник?

I клітини тонкої кишки відповідають за секрецію холецистокініну в цьому відділенні через апікальні мембрани, які безпосередньо контактують зі слизовою оболонкою кишечника та через специфічні секреторні «гранули».

У нервовій системі холецистокінін виробляється деякими медуллярними клітинами надниркових залоз та деякими клітинами гіпофіза.

Мозок - це орган, який виробляє найбільше холецистокініну в організмі ссавця, а нейрони, які його виробляють, рясніші, ніж ті, які виробляють будь-який інший нейропептид.

У товстій кишці також є численні нерви, що виробляють холецистокінін, головним чином у круговому шарі м’язів, тому гарантується, що цей гормон також впливає на збудження гладких м’язів товстої кишки.

Стимуляція виробництва

Вивільнення холецистокініну може стимулюватися, серед іншого, наявністю жирних кислот і білків у тонкому кишечнику, зокрема, жирними кислотами довголанцюгових та ароматичних L-амінокислот.

Механізм дії

Ефекти холецистокинином пептидів пов'язані з їх взаємодією з двома специфічних рецепторами: CCK-A ( « limenticio» рецептор ) і CCK-B ( "мозок" рецептор, з англійської " У дощ").

Рецептор CCK-A - це той, хто бере участь у скороченні жовчного міхура, у розслабленні сфінктера Одді, у зростанні підшлункової залози та стимуляції секреції травних ферментів, у затримці спорожнення шлунка та у пригніченні. секреції шлункової кислоти.

Пептиди холецистокініну, що мають сульфатні та амідні групи, розпізнаються рецепторами CCK-A і зв'язуються з ними з високою спорідненістю. Рецептори типу CCK-B менш ефективні у відповіді та не зв'язуються з такою ж спорідненістю до пептидів сірки.

Холецистокінін вивільняється з кишечника після прийому їжі та активує рецептори (СКК 1) у блукаючому нерві, які передають відчуття "повноти" або "ситості" мозку, що відповідає за припинення поведінки годування.

І холецистокінін, і гастрин (інший споріднений гормон) можуть потрапляти в кров або в просвіт кишечника, здійснюючи паракринну, аутокринну та екзокринну функції не тільки в нервовій системі, але і в травній системі безпосередньо.

Асоціація з цими рецепторами викликає каскад гормональних реакцій, що пов'язано в основному з гідролізом молекул фосфатиділінозитолу.

Особливості

У травленнях

Як уже було сказано, холецистокінін спочатку описувався як гормон, основні функції якого були пов'язані з фізіологією травної системи.

Хоча сьогодні відомо, що бере участь у багатьох інших процесах у розвитку та фізіології тварин, однією з головних його функцій є стимуляція скорочення (зменшення об’єму) жовчного міхура.

До його екзокринних функцій також відноситься стимуляція секреції травних панкреатичних ферментів, через що вона опосередковано бере участь у перетравленні та всмоктуванні їжі (живлення), особливо у ссавців.

Цей невеликий пептидний гормон також бере участь в гальмуванні спорожнення шлунка, опосередковуючи скорочення пілоричного сфінктера та розслаблення проксимального шлунка через блукаючий нерв, що було експериментально продемонстровано у щурів, людини та приматів, що не гомінідують.

Залежно від виду ссавців, холецистокінін має інгібуючу або стимулюючу дію на секрецію шлункових кислот, позитивно чи негативно сприяючи іншим супутнім гормонам, таким як гастрин.

Інші функції

Окрім своїх шлунково-кишкових функцій, холецистокінін бере участь у нервовій системі за рахунок посилення або посилення гальмівного впливу дофаміну, нейромедіатора центральної нервової системи.

Таким же чином холецистокінін підвищує дихання та артеріальний тиск у серцево-судинній системі гризунів.

Цей пептидний гормон, що вводиться екзогенно на експериментальних тваринах, індукує гіпотермічний стан, збільшуючи дію нейронів, що реагують на високі температури, та інгібуючи нейрони, що реагують на холод.

Інші функції пов'язані з вивільненням різних нейротрансмітерів, регуляцією росту підшлункової залози, індукцією росту карциноми, дозріванням сперматозоїдів в яєчках.

Супутні захворювання

Різні автори визначили наявність різної кількості холецистокініну в різних ендокринних пухлинах, особливо при пухлинах гіпофіза, карциномах щитовидної залози, пухлинах підшлункової залози та саркомах Юінга.

Високі концентрації цього гормону в певних пухлинах продукують так званий синдром "CCKomas", спочатку описаний у тварин, а пізніше підтверджений у людей.

Рак підшлункової залози та панкреатит також пов’язані з холецистокініном, оскільки він бере участь у його нормальному зростанні та в частині екзокринної стимуляції секреції травних ферментів.

Визначено, що роль холецистокініну в цих патологічних станах пов'язана з надмірною експресією його рецепторів (CCK-A і CCK-B), що дозволяє цьому гормону виконувати свою функцію, навіть коли він надмірно виражений клітинами. пухлинні.

Список літератури

1. Crawley, JN, & Corwin, RL (1994). Біологічні дії холецистокініну. Пептиди, 15 (4), 731–755.
2. Dockray, GJ (2012). Холецистокінін. Сучасна думка з ендокринології, діабету та ожиріння, 19 (1), 8–12.
3. Guilloteau, P., Le Meuth-Metzinger, V., Morisset, J., & Zabielski, R. (2006). Гастрин, холецистокінін та функції шлунково-кишкового тракту у ссавців. Рецензії на дослідження харчування, 19 (2), 254–283.
4. Єнс Ф. Рефельд, Леннарт Фрайс-Хансен, Єнс П. Гетце та Томас В.О. Хансен. (2007). Біологія пептидів холецистокініну та Гастрина. Актуальні теми з лікарської хімії, 7 (12), 1154–1165.
5. Keller, J. (2015). Шлунково-кишковий травлення та всмоктування. В Основах медичної біохімії (2-е видання, стор. 137-164). Elsevier Inc.
6. Рефельд, JF (2017). Холецистокінін - від місцевого гормону кишечника до всюдисущого вісника. Межі в ендокринології, 8, 1–8.
7. Rehfeld, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U., & Bardram, L. (2016). Виявлення та характеристика синдрому CCKoma у хворих на ентеропанкреатичну нейроендокринну пухлину. Скандинавський журнал гастроентерології, 51 (10), 1172–1178.
8. Секігучі, Т. (2016). Холецистокінін. У Довіднику з гормонів (с. 177–178). Elsevier Inc.
9. Smith, JP, & Solomon, TE (2014). Холецистокінін та рак підшлункової залози: курка чи яйце? Американський журнал фізіології - Фізіологія шлунково-кишкового тракту та печінки, 306 (2), 1–46.