Gastrina: características, estrutura, produção, funções

A gastrina é uma hormona proteica gástrico que é produzida na cavidade do estômago de muitos mamíferos, e cujas funções estão relacionadas com a estimulação da secreção de ácido gástrico e das enzimas.

É produzido por um grupo de células endócrinas conhecidas como células “G” (gastrina), que são encontradas nas glândulas pilóricas da parte mais distal do estômago (antro) e na região proximal do duodeno (ver imagem).

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Esquema simplificado do estômago humano (Fonte: Stomach.svg: Rhcastilhosderivative work: Estevoaei [Domínio público] via Wikimedia Commons)

Histologicamente falando, as células G têm um formato característico de “frasco”, com uma base ampla e um “pescoço” que atinge a superfície da mucosa do estômago.

Desde 1905, suspeita-se a existência de gastrina. Contudo, foi somente em 1964 que esse hormônio antral »(porque é produzido no antro estomacal) foi isolado pela primeira vez, graças ao trabalho de Gregory e Tracy, que estudaram a mucosa do porco.

Sua estrutura química foi elucidada pouco tempo depois por Kenner e colaboradores, que também foram responsáveis ​​por sintetizá-la artificialmente.

Como outros hormônios no sistema endócrino de mamíferos, a gastrina é um produto do processamento enzimático co-traducional de uma molécula precursora conhecida como préprogastrina.

Suas funções dependem de sua interação com receptores específicos que geralmente desencadeiam cascatas de sinalização intracelular relacionadas a proteínas G e proteínas cinases (cascatas de fosforilação).

A concentração de cálcio intracelular, a presença de ácidos e aminoácidos no lúmen do estômago ou a estimulação nervosa através de neurotransmissores específicos, são alguns dos fatores que controlam a secreção desse importante hormônio em humanos.

Caracteristicas

A gastrina é um hormônio de natureza peptídica e desde a sua descoberta até o presente momento são reconhecidas três formas dessa molécula, denominadas de acordo com seu tamanho:

– Gastrina “grande” (de inglês “ Big gastrin” ) de 34 aminoácidos

– Gastrina “pequena” (inglês ” Little gastrin” ) de 17 aminoácidos

– Gastrina “miniatura” ou “mini gastrina” (do inglês “Mini gastrina” ) de 13 aminoácidos.

A gastrina grande é encontrada na mucosa antral e também foi identificada nos extratos de gastrinoma humano (tumores de estômago). Alguns autores consideram que a gastrina pequena e a miniatura correspondem a fragmentos dela derivados.

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Estrutura da «gastrina grande» G-34 (fonte: Edgar181 [domínio público] via Wikimedia Commons)

A obtenção da sequência de aminoácidos da gastrina grande serviu de evidência para provar a hipótese acima, uma vez que o peptídeo C-terminal da heptadeca da sequência deste peptídeo é idêntico à sequência da gastrina pequena.

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Além disso, a sequência peptídica trideca da extremidade C-terminal da gastrina pequena é idêntica à sequência de aminoácidos da mini gastrina ou gastrina miniatura, com 13 aminoácidos de comprimento.

Na gastrina pequena (G17), foi determinado que o fragmento idêntico à mini gastrina (extremidade do trideca do peptídeo C-terminal) possui atividade biológica, mas a extremidade do terminal N é biologicamente inativa.

Sabe-se agora que esta proteína passa por uma série de modificações co-traducionais que envolvem o corte enzimático da forma “precursora” (gastrina grande ou G-34) para a produção de peptídeo ativo da heptadeca (gastrina pequena) e outros derivados. pequeno

Estrutura

Os tipos de gastrina mencionados acima (G-34, G-17 e G-13) são peptídeos lineares que não contêm ligações dissulfeto entre nenhum de seus resíduos de aminoácidos.

A gastrina grande tem um peso molecular de cerca de 4 kDa, enquanto a gastrina pequena e a mini gastrina têm, mais ou menos, 2,1 e 1,6 kDa, respectivamente.

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Estrutura da “pequena gastrina” ou G-17 (Fonte: Edgar181 [Domínio público] via Wikimedia Commons)

Dependendo das condições do meio, especialmente o pH, essas moléculas de proteína podem ser encontradas como alfa ou hélices estruturadas como “bobinas aleatórias”

Nas gastrinas G-34 e G-17, o resíduo de ácido glutâmico localizado na extremidade N-terminal pode “ciclizar” e impedir a digestão desses hormônios peptídicos pelas enzimas aminopeptidases.

Produção

A gastrina é o produto ativo do processamento co-traducional de uma molécula precursora: a préprogastrina, que em humanos possui 101 resíduos de aminoácidos. A préprogastrina é inicialmente processada para produzir progastrina, um peptídeo de 80 aminoácidos.

A progastrina é processada nas células endócrinas, primeiro pelas enzimas proproteínas convertidas e depois pela enzima carboxipeptidase E, para originar uma gastrina grande com um resíduo de glicina C-terminal (G34-Gly) ou uma pequena gastrina com um resíduo de Glicina C-terminal (G17-Gly).

Essas moléculas permanecem progastrinas desde que sejam convertidas nos peptídeos G-34 e G-17 pela “amidação” da extremidade C-terminal, um processo mediado pela enzima peptidil alfa-amidante mono-oxigenase (PAM) do ” peptidilmono-oxigenase alfa-amidante ” ).

O processo de clivagem mediada pela endopeptidase e amidação da extremidade C-terminal ocorre nas vesículas secretórias das células G.

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Estrutura da “gastrina em miniatura” ou G-13 (Fonte: Edgar181 [Domínio público] via Wikimedia Commons)

Regulação de sua produção em nível genético

A gastrina é codificada por um gene que é tipicamente expresso em células G da mucosa pilórica antral e em células G do duodeno estomacal de humanos. Este gene tem 4,1 kb e possui dois íntrons em sua sequência.

Sua expressão pode aumentar em resposta à entrada de alimentos no estômago ou pode ser inibida graças à presença de ácidos e à ação da somatostatina, hormônio responsável pela inibição das secreções gastrointestinais.

Embora não se saiba exatamente, acredita-se que as vias de sinalização celular que promovem a ativação desse gene e, portanto, a produção de gastrina, dependam das enzimas da proteína quinase (via MAPK).

Secreção

A secreção de gastrina depende de certos fatores químicos que atuam nas células G, responsáveis ​​por sua síntese. Esses fatores podem ter efeitos estimuladores ou inibitórios.

As células G entram em contato com esses fatores químicos, porque são transportados pela corrente sanguínea, porque são liberados pelos terminais nervosos que estão em contato com eles ou porque provêm do conteúdo do estômago que “banha” a superfície luminal da você é

Fatores químicos transportados no sangue

Embora em condições normais dificilmente atinjam concentrações suficientemente altas para promover a liberação de gastrina, os fatores “estimulantes” transportados pela corrente sanguínea são epinefrina ou adrenalina e cálcio .

Por exemplo, um aumento significativo no transporte de cálcio para o estômago, que resulta na estimulação da liberação de gastrina, geralmente está associado a patologias como o hiperparatireoidismo.

O sangue também pode transportar fatores inibidores, como outras moléculas hormonais, como secretina, glucagon e calcitonina.

Fatores químicos “Luminal” ou derivados de alimentos

Os alimentos que ingerimos podem conter fatores químicos que estimulam a secreção de gastrina, como os produtos de digestão de cálcio e proteínas (hidrolisado de caseína).

A presença de substâncias ácidas no lúmen estomacal tem o efeito oposto, pois foi relatado que elas inibem a secreção de gastrina, afetando todos os outros fatores químicos que estimulam sua produção.

Funções

As funções da gastrina são diversas:

– Estimula a secreção de enzimas no estômago, pâncreas e intestino delgado.

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– Estimula a secreção de água e eletrólitos no estômago, no pâncreas, no fígado, no intestino delgado e nas glândulas de Brunner (presentes no duodeno).

– Inibe a absorção de água, glicose e eletrólitos no intestino delgado.

– Estimula os músculos lisos do estômago, intestino delgado e cólon, vesícula biliar e esfíncter esofágico.

– Inibe a musculatura lisa dos esfíncteres pilórico, ileocecal e Oddi.

– Promove a liberação de insulina e calcitonina.

– Aumenta o fluxo sanguíneo para o pâncreas, intestino delgado e estômago.

Como funciona a gastrina?

A ação da gastrina está diretamente relacionada à sua interação com uma proteína receptora transmembranar específica, conhecida como CCK2R ou CCKBR (receptor de gastrina).

Este receptor possui sete segmentos transmembranares e é acoplado a uma proteína G, que está associada às vias de sinalização celular das MAP quinases.

Gastrite e outras doenças

A gastrite é uma condição patológica causada pela bactéria Gram-negativa Helicobacter pylori que, entre os diferentes sintomas, causa uma inflamação dolorosa da mucosa do estômago.

Essa inflamação causada por H. pylori causa a inibição da expressão do hormônio somatostatina, responsável por inibir a produção e secreção de gastrina, o que se traduz em um aumento significativo na secreção desse hormônio e uma diminuição no pH do estômago por secreção exagerada de ácidos gástricos.

Câncer

Numerosos tumores gastrointestinais são caracterizados por um aumento na expressão do gene que codifica a gastrina. Dos mais estudados, podem ser citados carcinoma colorretal, câncer de pâncreas e gastrinoma ou síndrome de Zollinger-Ellison.

Algumas dessas patologias podem estar relacionadas à alta expressão do gene da gastrina, com processamento incorreto dos peptídeos precursores ou com a expressão do gene em locais diferentes do estômago.

Referências

  1. Dockray, G., Dimaline, R. e Varro, A. (2005). Gastrina: hormônio antigo, novas funções. Eur J. Physiol , 449 , 344-355.
  2. Ferrand, A. & Wang, TC (2006). Gastrina e câncer: uma revisão. Cancer Letters , 238 , 15–29.
  3. Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G. e Sheppard, R. (1964). O hormônio antral gastrina. Nature Publishing Group , 204 , 931–933.
  4. Jackson, BM, Reeder, DD e Thompson, JC (1972). Características dinâmicas da liberação de gastrina. The American Journal of Surgery , 123 , 137-142.
  5. Walsh, J. & Grossman, M. (1975). Gastrina (primeira de duas partes). The New England Journal of Medicine , 292 (25), 1324-1334.

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