Gastrina: características, estrutura, produção, funções - Ciência - 2023

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o gastrina é um hormônio gástrico de natureza protéica produzida na cavidade estomacal de muitos mamíferos e cujas funções estão relacionadas à estimulação do ácido gástrico e à secreção enzimática.

É produzida 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).

Histologicamente falando, as células G têm um formato característico de "frasco", com uma base larga e um "pescoço" que atinge a superfície do revestimento do estômago.

Desde 1905, suspeita-se da existência de gastrina. No entanto, foi só em 1964 que esse "hormônio antral" (por ser produzido no antro do estômago) foi isolado pela primeira vez graças ao trabalho de Gregory e Tracy, que estudaram a mucosa estomacal de porcos.

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

Como outros hormônios do sistema endócrino dos mamíferos, a gastrina é o produto do processamento enzimático co-translacional 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 quinases (cascatas de fosforilação).

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

Caracteristicas

A gastrina é um hormônio semelhante a um peptídeo e, desde sua descoberta até hoje, três formas dessa molécula foram reconhecidas e denominadas de acordo com seu tamanho:

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

- Gastrina “pequena” (do 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 em extratos de gastrinomas humanos (tumores estomacais). Alguns autores consideram que tanto a gastrina pequena como a miniatura correspondem a fragmentos dela derivados.

A obtenção da sequência de aminoácidos da gastrina grande tem servido como evidência para verificar a hipótese anterior, uma vez que o peptídeo C-terminal heptadeca da sequência desse peptídeo é idêntico à sequência da gastrina pequena.

Além disso, a sequência do trideca-peptídeo do terminal C da gastrina pequena é idêntica à sequência de aminoácidos da gastrina em miniatura ou gastrina em miniatura, com 13 aminoácidos de comprimento.

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

Sabe-se agora que esta proteína sofre uma série de modificações co-traducionais que envolvem a clivagem enzimática da forma "precursora" (gastrina grande ou G-34) para a produção do peptídeo ativo heptadeca (gastrina pequena) e outros derivados. os pequenos.

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 minigastrina têm cerca de 2,1 e 1,6 kDa, respectivamente.

Dependendo das condições do meio, especialmente do pH, essas moléculas de proteínas podem ser encontradas como hélices alfa ou estruturadas como "bobinas aleatórias"

Nas gastrinas G-34 e G-17, o resíduo de ácido glutâmico localizado na extremidade N-terminal pode "ciclizar" e prevenir a digestão desses hormônios peptídicos pela ação das enzimas aminopeptidase.

Produção

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

A progastrina é processada em células endócrinas, primeiro pelas enzimas pró-proteína convertases e depois pela enzima carboxipeptidase E, para dar origem a uma grande gastrina 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 por "amidação" da extremidade C-terminal, um processo mediado pela ação da enzima peptidil alfa-amidadora mono-oxigenase (PAM, do inglês “peptidil alfa-amidante mono-oxigenase ”).

O processo de clivagem mediado por endopeptidase e a amidação C-terminal ocorrem nas vesículas secretoras das células G.

Regulação da sua produção a nível genético

A gastrina é codificada por um gene que é tipicamente expresso nas células G da mucosa pilórica antral e nas células G do duodeno do estômago humano. Este gene tem 4,1 kb e dois introns em sua sequência.

Sua expressão pode aumentar em resposta à entrada do alimento 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 seja exatamente conhecido, acredita-se que as vias de sinalização celular que promovem a ativação desse gene e, portanto, a produção de gastrina, dependem das enzimas da proteína quinase (via MAPK).

Secreção

A secreção de gastrina depende de certos fatores químicos que atuam sobre as células G, responsáveis por sua síntese. Esses fatores podem ter efeitos estimulantes ou inibidores.

As células G entram em contato com esses fatores químicos porque são transportadas pela corrente sanguínea, porque são liberadas dos terminais nervosos que estão em contato com elas ou porque vêm do conteúdo estomacal que "banha" a superfície luminal dos estes.

Fatores químicos carregados no sangue

Embora em condições normais dificilmente alcancem concentrações altas o suficiente para promover a liberação de gastrina, os fatores "estimuladores" que são transportados pela corrente sanguínea são epinefrina ou adrenalina e o cálcio.

Por exemplo, um aumento significativo no transporte de cálcio para o estômago, resultando na estimulação da liberação de gastrina, está normalmente associado a condições como hiperparatireoidismo.

O sangue também pode carregar fatores inibitórios, como no caso de outras moléculas hormonais, como secretina, glucagon e calcitonina.

Fatores químicos "luminais" ou de alimentos

Os alimentos que ingerimos podem conter fatores químicos que estimulam a secreção de gastrina, exemplos dos quais são o cálcio e os produtos da digestão de proteínas (hidrolisado de caseína).

A presença de substâncias ácidas no lúmen do estômago tem efeito oposto, uma vez que foi relatado que elas inibem a secreção de gastrina por afetar todos os outros fatores químicos que estimulam sua produção.

Características

As funções da gastrina são várias:

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

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

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

- Estimula a musculatura lisa do estômago, intestino delgado e cólon, vesícula biliar e esfíncter esofágico.

- Inibe a musculatura lisa dos esfíncteres pilórico, ileocecal e de 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 transmembrana específica, conhecida como CCK2R ou CCKBR (receptor de gastrina).

Esse receptor possui sete segmentos transmembranares e está 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 por bactérias gram-negativas Helicobacter pylori que, entre os diferentes sintomas, provoca uma inflamação dolorosa do revestimento do estômago.

Esta inflamação causada por H. pylori provoca a inibição da expressão do hormônio somatostatina, responsável pela inibição da produção e secreção de gastrina, o que resulta em aumento significativo da secreção desse hormônio e diminuição do pH estomacal devido à secreção exagerada de ácidos gástricos.

Câncer

Muitos tumores gastrointestinais são caracterizados por expressão aumentada do gene que codifica a gastrina. Dos mais estudados, podem ser mencionados o carcinoma colorretal, o câncer pancreático e o gastrinoma ou a síndrome de Zollinger-Ellison.

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

Referências

Dockray, G., Dimaline, R., & Varro, A. (2005). Gastrina: hormônio antigo, novas funções. Eur J Physiol, 449, 344–355.
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Gregory, H., Hardy, P., D, J., Kenner, G., & Sheppard, R. (1964). O hormônio antral gastrina. Nature Publishing Group, 204, 931–933.
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