gastrin adalah hormon lambung yang diproduksi protein ke dalam rongga perut banyak mamalia dan yang fungsinya terkait dengan stimulasi sekresi asam lambung dan enzim.
Ini diproduksi oleh sekelompok sel endokrin yang dikenal sebagai sel “G” (gastrin), yang ditemukan di kelenjar pilorus di bagian paling distal lambung (antrum) dan di daerah proksimal duodenum (lihat gambar).
Diagram sederhana dari perut manusia (Sumber: Estomago.svg: Karya turunan Rhcastilhos: Estevoaei [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Secara histologis, sel G memiliki ciri khas bentuk “labu”, dengan dasar yang lebar dan “leher” yang mencapai permukaan lapisan lambung.
Sejak tahun 1905 keberadaan gastrin telah dicurigai. Namun, baru pada tahun 1964 “hormon antral” ini (karena diproduksi di antrum lambung) diisolasi untuk pertama kalinya berkat karya Gregory dan Tracy, yang mempelajari mukosa lambung babi.
Struktur kimianya dijelaskan beberapa saat kemudian oleh Kenner dan kolaboratornya, yang juga bertanggung jawab untuk mensintesisnya secara artifisial.
Seperti hormon lain dari sistem endokrin mamalia, gastrin adalah produk dari pemrosesan enzimatik ko-translasi dari molekul prekursor yang dikenal sebagai preprogastrin.
Fungsinya bergantung pada interaksinya dengan reseptor spesifik yang biasanya memicu kaskade pensinyalan intraseluler yang terkait dengan protein G dan protein kinase (kaskade fosforilasi).
Konsentrasi kalsium intraseluler, adanya asam dan asam amino di lumen lambung, atau stimulasi saraf melalui neurotransmiter spesifik, adalah beberapa faktor yang mengontrol sekresi hormon penting ini pada manusia.
Indeks artikel
Karakteristik
Gastrin adalah hormon seperti peptida dan sejak penemuannya hingga hari ini, tiga bentuk molekul ini telah dikenali dan diberi nama, menurut ukurannya:
– Gastrina “grande” (dari bahasa Inggris ” Big gastrin ” ) dari 34 asam amino
– Gastrin “sedikit” (dari bahasa Inggris “ Gastrin kecil” ) dari 17 asam amino
– Gastrina “miniature” atau “mini gastrina” (dari bahasa Inggris “Mini gastrin” ) dari 13 asam amino.
Gastrin besar ditemukan di mukosa antral dan juga telah diidentifikasi dalam ekstrak dari gastrinoma manusia (tumor perut). Beberapa penulis menganggap bahwa gastrin kecil dan mini sesuai dengan fragmen yang berasal darinya.
Struktur “gastrin besar” G-34 (Sumber: Edgar181 [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Mendapatkan urutan asam amino dari gastrin besar telah menjadi bukti untuk memverifikasi hipotesis sebelumnya, karena heptadeca peptida terminal-C dari urutan peptida ini identik dengan urutan gastrin kecil.
Selanjutnya, urutan trideka-peptida dari terminal-C dari gastrin kecil identik dengan urutan asam amino dari gastrin mini atau gastrin mini, dengan panjang 13 asam amino.
Pada small gastrin (G17) telah ditentukan bahwa fragmen yang identik dengan mini gastrin (C-terminal trideca peptide end) memiliki aktivitas biologis, tetapi ujung N-terminal tidak aktif secara biologis.
Sekarang diketahui bahwa protein ini mengalami serangkaian modifikasi ko-translasi yang melibatkan pembelahan enzimatik dari bentuk “prekursor” (gastrin besar atau G-34) untuk produksi peptida aktif heptadeca (gastrin kecil) dan turunan lainnya. yang.
Struktur
Jenis gastrin yang disebutkan di atas (G-34, G-17 dan G-13) adalah peptida linier yang tidak mengandung ikatan disulfida antara residu asam aminonya.
Gastrin besar memiliki berat molekul sekitar 4 kDa, sedangkan gastrin kecil dan gastrin mini masing-masing memiliki sekitar 2,1 dan 1,6 kDa.
Struktur “gastrin kecil” atau G-17 (Sumber: Edgar181 [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Tergantung pada kondisi medium, terutama pH, molekul-molekul yang bersifat protein ini dapat ditemukan sebagai heliks alfa atau disusun sebagai “kumparan acak”
Dalam gastrin G-34 dan G-17, residu asam glutamat yang terletak di N-terminus dapat “bersiklus” dan mencegah pencernaan hormon peptida ini oleh aksi enzim aminopeptidase.
Produksi
Gastrin adalah produk aktif dari proses ko-translasi dari molekul prekursor: preprogastrin, yang pada manusia memiliki 101 residu asam amino. Preprogastrin awalnya diproses untuk menghasilkan progastrin, sebuah peptida asam amino 80.
Progastrin diproses dalam sel endokrin, pertama oleh enzim proprotein convertase dan kemudian oleh enzim karboksipeptidase E, untuk menghasilkan gastrin besar dengan residu C-terminal glisin (G34-Gly) atau gastrin kecil dengan residu C- terminal glisin (G17-Gly).
Molekul-molekul ini tetap progastrin selama mereka diubah menjadi peptida G-34 dan G-17 oleh “amidasi” ujung terminal-C, suatu proses yang dimediasi oleh aksi enzim peptidil alfa-amidating mono-oksigenase (PAM, dari Bahasa Inggris ” peptidyl alpha-amidating mono-oxygenase ” ).
Proses pembelahan yang dimediasi endopeptidase dan amidasi C-terminal terjadi di vesikel sekretorik sel G.
Struktur “gastrin mini” atau G-13 (Sumber: Edgar181 [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Regulasi produksinya pada tingkat genetik
Gastrin dikodekan oleh gen yang biasanya diekspresikan dalam sel G dari mukosa pilorus antral dan dalam sel G dari duodenum lambung manusia. Gen ini berukuran 4,1 kb dan memiliki dua intron dalam urutannya.
Ekspresinya dapat meningkat sebagai respons terhadap masuknya makanan ke dalam lambung atau dapat dihambat berkat adanya asam dan aksi somatostatin, yang merupakan hormon yang bertanggung jawab untuk penghambatan sekresi gastrointestinal.
Meskipun tidak diketahui secara pasti, diperkirakan bahwa jalur pensinyalan seluler yang mendorong aktivasi gen ini dan, oleh karena itu, produksi gastrin, bergantung pada enzim protein kinase (jalur MAPK).
Sekresi
Sekresi gastrin tergantung pada faktor kimia tertentu yang bekerja pada sel G, yang bertanggung jawab untuk sintesisnya. Faktor-faktor ini dapat memiliki efek stimulasi atau penghambatan.
Sel G bersentuhan dengan faktor kimia tersebut baik karena diangkut melalui aliran darah, karena dilepaskan dari terminal saraf yang bersentuhan dengannya atau karena berasal dari isi lambung yang “memandikan” permukaan luminalnya.
Faktor kimia yang dibawa dalam darah
Meskipun dalam kondisi normal mereka hampir tidak mencapai konsentrasi yang cukup tinggi untuk mendorong pelepasan gastrin, faktor “perangsang” yang diangkut oleh aliran darah adalah epinefrin atau adrenalin dan kalsium .
Misalnya, peningkatan yang signifikan dalam transportasi kalsium ke perut, yang mengakibatkan stimulasi pelepasan gastrin, biasanya dikaitkan dengan kondisi seperti hiperparatiroidisme.
Darah juga dapat membawa faktor penghambat, seperti dalam kasus molekul hormonal lainnya seperti sekretin, glukagon dan kalsitonin.
Faktor kimia “luminal” atau dari makanan
Makanan yang kita makan mungkin mengandung faktor kimia yang merangsang sekresi gastrin, contohnya adalah kalsium dan produk pencernaan protein (kasein hidrolisat).
Kehadiran zat asam di lumen lambung memiliki efek sebaliknya, karena telah dilaporkan bahwa mereka lebih menghambat sekresi gastrin dengan mempengaruhi semua faktor kimia lain yang merangsang produksinya.
Fitur
Fungsi gastrin ada beberapa:
– Merangsang sekresi enzim di lambung, pankreas dan usus halus.
– Merangsang sekresi air dan elektrolit di lambung, pankreas, hati, usus kecil dan kelenjar Brunner (ada di duodenum).
– Menghambat penyerapan air, glukosa dan elektrolit di usus halus.
– Merangsang otot polos lambung, usus halus dan usus besar, kandung empedu dan sfingter esofagus.
– Menghambat otot polos sfingter pilorus, ileocecal dan Oddi.
– Mempromosikan pelepasan insulin dan kalsitonin.
– Meningkatkan aliran darah ke pankreas, usus kecil dan perut.
Bagaimana cara kerja gastrin?
Tindakan gastrin secara langsung berkaitan dengan interaksinya dengan protein reseptor transmembran spesifik, yang dikenal sebagai CCK2R atau CCKBR (reseptor gastrin).
Reseptor ini memiliki tujuh segmen transmembran dan digabungkan ke protein G, yang dikaitkan dengan jalur pensinyalan seluler MAP kinase.
Gastritis dan penyakit lainnya
Gastritis adalah kondisi patologis yang disebabkan oleh bakteri gram negatif Helicobacter pylori yang, di antara gejala yang berbeda, menyebabkan peradangan yang menyakitkan pada lapisan perut.
Peradangan yang disebabkan oleh H. pylori ini menyebabkan penghambatan ekspresi hormon somatostatin, yang bertanggung jawab untuk menghambat produksi dan sekresi gastrin, yang diterjemahkan menjadi peningkatan yang signifikan dalam sekresi hormon ini dan penurunan pH lambung secara berlebihan. sekresi asam lambung.
Kanker
Banyak tumor gastrointestinal ditandai dengan peningkatan ekspresi gen yang mengkode gastrin. Dari yang paling banyak dipelajari, mungkin disebutkan tentang karsinoma kolorektal, kanker pankreas dan gastrinoma atau sindrom Zollinger-Ellison.
Beberapa dari patologi ini mungkin terkait dengan peningkatan ekspresi gen gastrin, pemrosesan peptida prekursor yang salah, atau ekspresi gen di tempat selain lambung.
Referensi
- Dockray, G., Dimaline, R., & Varro, A. (2005). Gastrin: hormon lama, fungsi baru. Eur J Physiol , 449 , 344–355.
- Ferrand, A., & Wang, TC (2006). Gastrin dan kanker: Sebuah tinjauan. Surat Kanker , 238 , 15-29.
- Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G., & Sheppard, R. (1964). Hormon Antral Gastrin. Grup Penerbitan Alam , 204 , 931–933.
- Jackson, BM, Reeder, DD, & Thompson, JC (1972). Karakteristik Dinamis Pelepasan Gastrin. Jurnal Bedah Amerika , 123 , 137-142.
- Walsh, J., & Grossman, M. (1975). Gastrin (Pertama dari Dua Bagian). New England Journal of Medicine , 292 (25), 1324–1334.
