cholecystokinin (CCK) adalah hormon hewan yang terlibat dalam regulasi fisiologi pencernaan. Ia bekerja sebagai penghambat asupan makanan dan “pengosongan” lambung, juga merangsang sekresi enzim pankreas dan kontraksi kandung empedu.
Ini pertama kali dijelaskan pada tahun 1928 dalam sekresi usus kucing dan anjing. Namun, baru pada tahun 1962 ia diisolasi dan dikarakterisasi dari usus babi, menentukan bahwa itu adalah peptida yang mampu menginduksi kontraksi kandung empedu dan sekresi enzim pankreas.
Kolesistokinin. Gambar melalui: https://conbetodefinicion.de
Setelah penemuannya, kolesistokinin menjadi, bersama dengan gastrin dan sekretin, bagian dari trio hormonal yang berpartisipasi dalam berbagai fungsi gastrointestinal, meskipun juga berfungsi sebagai faktor pertumbuhan, neurotransmiter, faktor kesuburan sperma, dll.
Seperti gastrin, hormon ini termasuk dalam keluarga peptida neuroendokrin, yang dicirikan oleh identitas ujung terminal-C, di mana semua sifat dan efek biologisnya berada.
Cholecystokinin diproduksi secara melimpah oleh sel-sel endokrin di mukosa duodenum dan jejunum (area usus kecil) dari banyak mamalia, serta oleh banyak saraf enterik (yang berhubungan dengan sistem pencernaan) dan neuron dari sistem saraf pusat. dan periferal.
Seperti banyak hormon lainnya, cholecystokinin terlibat dalam kondisi patologis kompleks yang berbeda, terutama dengan tumor kanker.
Indeks artikel
Karakteristik dan struktur
Kolesistokinin matang adalah peptida yang dapat memiliki panjang variabel yang bergantung pada pemrosesan enzimatik dari bentuk prekursornya, yang dimediasi oleh protease spesifik. Bentuk hormon yang paling terkenal adalah CCK-33, CCK-58, CCK-39, dan CCK-8.
Peptida-peptida ini mengalami modifikasi pasca-translasi berikutnya yang berkaitan dengan penambahan sulfat ke residu tirosin, amidasi fenilalanin terminal-C, dan eliminasi selektif beberapa residu asam amino tertentu di kedua ujung peptida.
Hormon peptida seperti itu termasuk dalam keluarga peptida pengatur yang memiliki urutan terminal-C yang sangat terkonservasi. Ini berisi situs aktifnya dan aktivitasnya biasanya tergantung pada keberadaan residu belerang.
Untuk keluarga peptida ini juga termasuk hormon peptida yang terkait erat, gastrin, serta peptida lain yang ada pada katak dan protochordate.
Dalam literatur , cholecystokinin digambarkan sebagai peptida kontraksi kandung empedu dan ditandai dengan urutan C-terminal yang terdiri dari 7 asam amino, yaitu: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, di mana X, pada mamalia , selalu merupakan residu glisin (Gly).
Produksi
Kolesistokinin disintesis dan dilepaskan dalam berbagai isoform molekuler, namun hanya satu molekul mRNA yang ditemukan, sehingga diperkirakan mengalami berbagai proses pasca-transkripsi.
Pembawa pesan ini telah ditemukan dalam proporsi yang sama di otak dan mukosa usus, yang berarti bahwa fungsinya dalam sistem saraf sama pentingnya dengan dalam sistem pencernaan, meskipun yang pertama belum sepenuhnya dipahami.
Pada manusia, gen pengkode untuk peptida ini ditemukan pada kromosom 3. Ini terdiri dari lima ekson dan ada beberapa unsur pengatur di antara 100 bp pertamanya.
Ini termasuk unsur E-box (untuk pengikatan faktor transkripsi), wilayah yang kaya akan pengulangan GC, dan unsur respons cAMP.
Messenger RNA yang ditranskripsi dari gen ini berukuran sekitar 1.511 bp dan mengkode peptida prekursor dengan 115 residu asam amino yang dikenal sebagai pre-pro-CCK .
Bagian pertama dari molekul pra-pro-CCK terdiri dari peptida sinyal dan bagian kedua sesuai dengan peptida spacer, yang urutannya sangat bervariasi antar spesies.
Peptida bioaktif kolesistokinin berasal dari bagian terakhir dari 58 residu asam amino, yang sangat terkonservasi di antara spesies yang berbeda.
Pemrosesan molekul prekursor bersifat spesifik sel. Ini berarti bahwa, tergantung pada jaringan di mana gen CCK diekspresikan , ditemukan campuran peptida CCK dengan panjang yang berbeda dan modifikasi pasca-translasi.
Pemrosesan seperti itu biasanya terjadi di tempat dengan residu monobasa tersulfurisasi, yang menentukan pengikatan dengan reseptor spesifiknya, terutama dengan apa yang disebut CCK1, yang ditemukan di pleksus mesenterika, di hipofisis anterior dan di beberapa bagian otak.
Di mana peptida induk diproduksi?
Sel I usus halus bertanggung jawab atas sekresi kolesistokinin di kompartemen ini, melalui membran apikalnya, yang bersentuhan langsung dengan mukosa usus dan melalui “granula” sekretorik spesifik.
Dalam sistem saraf, kolesistokinin diproduksi oleh beberapa sel adrenal meduler dan oleh beberapa sel hipofisis.
Otak adalah organ yang menghasilkan paling banyak kolesistokinin dalam tubuh mamalia dan neuron yang memproduksinya lebih banyak daripada yang menghasilkan neuropeptida lainnya.
Ada juga banyak saraf penghasil kolesistokinin di usus besar, terutama di lapisan otot melingkar, sehingga dipastikan bahwa hormon ini juga memiliki efek pada eksitasi otot polos usus besar.
Stimulasi produksi
Pelepasan kolesistokinin dapat dirangsang antara lain dengan adanya asam lemak dan protein di usus halus, khususnya oleh asam lemak rantai panjang dan asam L-amino aromatik.
Mekanisme aksi
Efek peptida kolesistokinin terkait dengan interaksinya dengan dua reseptor spesifik: CCK-A (reseptor ” a limenticio”) dan CCK-B (reseptor “otak”, dari bahasa Inggris ” B rain” ).
Reseptor CCK-A berperan dalam kontraksi kandung empedu, relaksasi sfingter Oddi, pertumbuhan pankreas dan stimulasi sekresi enzim pencernaan, penundaan pengosongan lambung dan penghambatan sekresi asam lambung.
Peptida kolesistokinin yang memiliki gugus sulfat dan amida dikenali oleh reseptor CCK-A dan mengikatnya dengan afinitas tinggi. Reseptor tipe CCK-B kurang efektif dalam merespon dan tidak berikatan dengan afinitas yang tinggi terhadap peptida belerang.
Cholecystokinin dilepaskan dari usus setelah asupan makanan dan mengaktifkan reseptor (CCK 1) di saraf vagus yang mengirimkan sensasi “penuh” atau “kenyang” ke otak, yang bertanggung jawab untuk mengakhiri perilaku makan.
Kolesistokinin dan gastrin (hormon lain yang terkait) dapat dilepaskan ke dalam aliran darah atau ke dalam lumen usus, mengerahkan fungsi parakrin, autokrin, dan eksokrin tidak hanya di sistem saraf, tetapi juga di sistem pencernaan secara langsung.
Hubungan dengan reseptor-reseptor ini memicu kaskade respons hormonal yang berkaitan, terutama, dengan hidrolisis molekul fosfatidilinositol.
Fitur
Dalam pencernaan
Seperti yang telah disebutkan, cholecystokinin awalnya digambarkan sebagai hormon yang fungsi utamanya terkait dengan fisiologi sistem pencernaan.
Meskipun saat ini diketahui berpartisipasi dalam banyak proses lain dalam perkembangan dan fisiologi hewan, salah satu fungsi utamanya adalah stimulasi kontraksi (penurunan volume ) kantong empedu.
Fungsi eksokrinnya juga termasuk stimulasi sekresi enzim pencernaan pankreas, oleh karena itu secara tidak langsung terlibat dalam pencernaan dan penyerapan makanan (nutrisi), terutama pada mamalia.
Hormon peptida kecil ini juga berpartisipasi dalam penghambatan pengosongan lambung dengan memediasi kontraksi sfingter pilorus dan relaksasi lambung proksimal melalui saraf vagus, yang telah dibuktikan secara eksperimental pada tikus, manusia, dan primata non-hominid.
Tergantung pada spesies mamalia yang dipertimbangkan, cholecystokinin memiliki efek penghambatan atau stimulasi untuk sekresi asam lambung, berkontribusi positif atau negatif terhadap hormon terkait lainnya seperti gastrin.
Fungsi lainnya
Selain fungsi gastrointestinalnya, cholecystokinin berpartisipasi dalam sistem saraf dengan meningkatkan atau mempotensiasi efek penghambatan dopamin , neurotransmitter dari sistem saraf pusat.
Dengan cara yang sama, cholecystokinin meningkatkan respirasi dan tekanan darah dalam sistem kardiovaskular hewan pengerat.
Diberikan secara eksogen pada hewan percobaan, hormon peptida ini menginduksi keadaan hipotermia dengan meningkatkan aksi neuron yang merespons suhu tinggi dan menghambat neuron yang merespons dingin.
Fungsi lain berkaitan dengan pelepasan neurotransmiter yang berbeda, pengaturan pertumbuhan pankreas, induksi pertumbuhan karsinoma, pematangan sel sperma di testis, antara lain.
Penyakit terkait
Berbagai penulis telah menentukan adanya sejumlah variabel kolesistokinin pada tumor endokrin yang berbeda, terutama pada tumor hipofisis, pada karsinoma tiroid, pada tumor pankreas, dan pada sarkoma Ewing.
Konsentrasi tinggi hormon ini pada tumor tertentu menghasilkan apa yang disebut sindrom “CCKomas”, awalnya dijelaskan pada hewan dan kemudian dikonfirmasi pada manusia.
Kanker pankreas dan pankreatitis juga terkait dengan kolesistokinin, karena terlibat dalam pertumbuhan normalnya dan sebagai bagian dari stimulasi eksokrin untuk sekresi enzim pencernaan.
Telah ditentukan bahwa peran kolesistokinin dalam kondisi patologis ini berkaitan dengan ekspresi berlebih reseptornya (CCK-A dan CCK-B), yang memungkinkan hormon ini menjalankan fungsinya bahkan ketika diekspresikan secara berlebihan oleh sel tumor. .
Referensi
- Crawley, JN, & Corwin, RL (1994). Tindakan biologis kolesistokinin. Peptida , 15 (4), 731–755.
- Dockray, GJ (2012). Kolesistokinin. Opini Saat Ini dalam Endokrinologi, Diabetes dan Obesitas , 19 (1), 8-12.
- Guilloteau, P., Le Meuth-Metzinger, V., Morisset, J., & Zabielski, R. (2006). Gastrin, cholecystokinin dan fungsi saluran pencernaan pada mamalia. Ulasan Penelitian Nutrisi , 19 (2), 254–283.
- Jens F. Rehfeld, Lennart Friis-Hansen, Jens P. Goetze, & Thomas VO Hansen. (2007). Biologi Kolesistokinin dan Peptida Gastrin. Topik Terkini dalam Kimia Obat , 7 (12), 1154-1165.
- Keller, J. (2015). Pencernaan dan Penyerapan Gastrointestinal. Dalam Essentials of Medical Biochemistry (edisi ke-2., Hal. 137-164). Elsevier Inc.
- Rehfeld, JF (2017). Cholecystokinin-Dari hormon usus lokal ke pembawa pesan di mana-mana. Perbatasan dalam Endokrinologi , 8 , 1–8.
- Rehfeld, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U., & Bardram, L. (2016). Pengungkapan dan karakterisasi sindrom CCKoma pada pasien tumor neuroendokrin enteropankreatik. Jurnal Gastroenterologi Skandinavia , 51 (10), 1172–1178.
- Sekiguchi, T. (2016). Kolesistokinin. Dalam Buku Pegangan Hormon (hlm. 177-178). Elsevier Inc.
- Smith, JP, & Solomon, TE (2014). Kolesistokinin dan kanker pankreas: Ayam atau telur? American Journal of Physiology – Gastrointestinal and Liver Fisiologi , 306 (2), 1–46.
