ガストリンは機能胃酸および酵素の分泌の刺激に関連する多くの哺乳動物の胃キャビティ内タンパク産生される胃のホルモンです。
これは、「G」（ガストリン）細胞と呼ばれる一群の内分泌細胞によって産生され、胃の最遠位部（幽門洞）の幽門腺と十二指腸の近位領域にあります（画像を参照）。
人間の胃の簡略図（出典：Estomago.svg：Rhcastilhos派生的著作物：Wikimedia Commons経由のEstevoaei）
組織学的に言えば、G細胞は特徴的な「フラスコ」の形をしており、基部が広く、「首」が胃の内壁の表面に達しています。
1905年以来、ガストリンの存在が疑われてきました。しかし、ブタの胃粘膜を研究したグレゴリーとトレーシーの研究のおかげで、この「幽門洞ホルモン」（胃の幽門洞で生成されるため）が初めて分離されたのは1964年まででした。
その化学構造は、人工合成にも関与したケナーと共同研究者によってまもなく解明されました。
哺乳類の内分泌系の他のホルモンと同様に、ガストリンは、プレプロガストリンとして知られている前駆体分子の同時翻訳酵素プロセシングの産物です。
それらの機能は、通常Gタンパク質およびタンパク質キナーゼに関連する細胞内シグナル伝達カスケード（リン酸化カスケード）をトリガーする特定の受容体との相互作用に依存します。
細胞内カルシウムの濃度、胃の内腔における酸とアミノ酸の存在、または特定の神経伝達物質を介した神経刺激は、人間のこの重要なホルモンの分泌を制御するいくつかの要因です。
特徴
ガストリンはペプチド様ホルモンであり、その発見以来今日まで、この分子の3つの形態が認識されており、そのサイズに応じて名前が付けられています。
-34アミノ酸のガストリーナ「グランデ」（英語の「ビッグガストリン」から）
-17アミノ酸のガストリン「小さい」（英語の「リトルガストリン」から）
-13アミノ酸を含む「ミニチュア」または「ミニガストリン」（英語の「ミニガストリン」から）。
大きなガストリンは、幽門洞粘膜に見られ、ヒトのガストリノーマ（胃腫瘍）からの抽出物でも確認されています。一部の著者は、小型および小型のガストリンの両方が、それに由来する断片に対応すると考えています。
«大きなガストリン»G-34の構造（出典：Wikimedia Commons経由のEdgar181）
大きなガストリンのアミノ酸配列を得ることは、このペプチドの配列のC末端ペプチドヘプタデカが小さなガストリンの配列と同一であるため、以前の仮説を検証する証拠として役立ちました。
さらに、小さなガストリンのC末端のトリデカペプチド配列は、13アミノ酸長の小型ガストリンまたは小型ガストリンのアミノ酸配列と同一です。
小型ガストリン（G17）では、ミニガストリン（C末端のトリデカペプチド末端）と同一のフラグメントに生物活性があると決定されていますが、N末端は生物学的に不活性です。
このタンパク質は、活性ペプチドヘプタデカ（小さなガストリン）と他の誘導体の生成のために、「前駆体」型（大きなガストリンまたはG-34）の酵素的切断を含む一連の同時翻訳修飾を受けることが現在知られています。小さなもの。
構造
上記のガストリンのタイプ（G-34、G-17およびG-13）は、アミノ酸残基の間にジスルフィド結合を含まない線状ペプチドです。
大きなガストリンの分子量は約4 kDaですが、小さなガストリンとミニのガストリンはそれぞれ約2.1と1.6 kDaです。
«小さなガストリン»またはG-17の構造（出典：Wikimedia Commons経由のEdgar181）
環境の条件、特にpHに応じて、タンパク質の性質を持つこれらの分子は、アルファヘリックスとして検出されるか、「ランダムコイル」として構造化されます。
ガストリンG-34およびG-17では、N末端にあるグルタミン酸残基がアミノペプチダーゼ酵素の作用によってこれらのペプチドホルモンの消化を「循環」させ、防止することができます。
製造
ガストリンは、前駆体分子であるプレプロガストリンの同時翻訳プロセッシングの活性生成物です。プレプロガストリンは、ヒトでは101個のアミノ酸残基を持っています。プレプロガストリンは、最初に処理されて、80アミノ酸のペプチドであるプロガストリンを生成する。
プロガストリンは内分泌細胞で処理され、まず酵素プロタンパク質転換酵素によって、次に酵素カルボキシペプチダーゼEによって処理され、C末端グリシン残基（G34-Gly）を持つ大きなガストリン、またはC末端グリシン（G17-Gly）。
これらの分子は、C末端の「アミド化」によってペプチドG-34およびG-17に変換される限り、プロガストリンのままです。これは、酵素ペプチジルアルファアミド化モノオキシゲナーゼ（PAM、英語の「ペプチジルα-アミド化モノオキシゲナーゼ」）。
エンドペプチダーゼを介した切断プロセスとC末端のアミド化は、G細胞の分泌小胞で発生します。
«ミニチュアガストリン»またはG-13の構造（出典：Wikimedia Commons経由のEdgar181）
遺伝子レベルでのその生産の規制
ガストリンは、幽門幽門粘膜のG細胞とヒト胃十二指腸のG細胞で典型的に発現する遺伝子によってコードされています。この遺伝子は4.1 kbで、その配列に2つのイントロンがあります。
その発現は、胃への食物の侵入に応じて増加する可能性があります。または、酸の存在とソマトスタチンの作用により抑制されます。
正確には知られていないが、この遺伝子の活性化、したがってガストリン産生を促進する細胞シグナル伝達経路は、プロテインキナーゼ酵素（MAPK経路）に依存すると考えられている。
分泌
ガストリンの分泌は、合成に関与するG細胞に作用する特定の化学的要因に依存します。これらの要因は、刺激効果または抑制効果を持つことができます。
G細胞は、血流を通って輸送されるか、接触している神経終末から放出されるか、または体の内腔表面を「入浴」する胃の内容物から来るため、このような化学的因子と接触します。これら。
血液に含まれる化学的要因
通常の状態では、ガストリンの放出を促進するのに十分な濃度に達することはほとんどありませんが、血流を通じて輸送される「刺激」因子は、エピネフリンまたはアドレナリンとカルシウムです。
例えば、ガストリン放出の刺激をもたらす、胃へのカルシウム輸送の有意な増加は、通常、副甲状腺機能亢進症などの状態に関連しています。
セクレチン、グルカゴン、カルシトニンなどの他のホルモン分子の場合のように、血液は抑制因子を運ぶこともあります。
「内腔」または食品からの化学的要因
私たちが食べる食品には、ガストリンの分泌を刺激する化学的要因が含まれている可能性があります。たとえば、カルシウムやタンパク質の消化産物（カゼイン加水分解物）などです。
胃の内腔に酸性物質が存在すると逆の効果があります。これは、ガストリンの産生を刺激する他のすべての化学的要因に影響を与えてガストリンの分泌を阻害することが報告されているためです。
特徴
ガストリンの機能はいくつかあります：
-胃、膵臓、小腸での酵素の分泌を刺激します。
-胃、膵臓、肝臓、小腸、ブルナー腺（十二指腸に存在）の水と電解質の分泌を刺激します。
-小腸での水、ブドウ糖、電解質の吸収を阻害します。
-胃、小腸、結腸、胆嚢、食道括約筋の平滑筋を刺激します。
-幽門、回盲、オディ括約筋の平滑筋を阻害します。
-インスリンとカルシトニンの放出を促進します。
-膵臓、小腸、胃への血流を増やします。
ガストリンはどのように機能しますか？
ガストリンの作用は、CCK2RまたはCCKBR（ガストリン受容体）として知られている特定の膜貫通受容体タンパク質との相互作用に直接関連しています。
この受容体には7つの膜貫通セグメントがあり、MAPキナーゼの細胞内シグナル伝達経路に関連するGタンパク質に結合しています。
胃炎および他の病気
胃炎は、グラム陰性菌のヘリコバクターピロリによって引き起こされる病的状態であり、さまざまな症状の中で、胃の内壁に痛みを伴う炎症を引き起こします。
ピロリ菌によって引き起こされるこの炎症は、ガストリンの産生と分泌を阻害する原因となるホルモンであるソマトスタチンの発現を阻害します。これは、このホルモンの分泌の大幅な増加と胃のpHの低下につながります。胃酸の誇張された分泌による。
癌
多くの消化器腫瘍は、ガストリンをコードする遺伝子の発現の増加を特徴としています。最も研究されているのは、結腸直腸癌、膵臓癌およびガストリノーマまたはゾリンジャーエリソン症候群である。
これらの病状のいくつかは、高いガストリン遺伝子発現、前駆体ペプチドの誤った処理、または胃以外の部位での遺伝子発現に関連している可能性があります。
参考文献
- Dockray、G.、Dimaline、R.&Varro、A.（2005）。ガストリン：古いホルモン、新しい機能。Eur J Physiol、449、344–355。
- Ferrand、A.&Wang、TC（2006）。ガストリンと癌：レビュー。Cancer Letters、238、15–29。
- グレゴリー、H。、ハーディ、P.、D、J。、ケナー、G。、&シェパード、R。（1964）。幽門ホルモンガストリン。Nature Publishing Group、204、931〜933。
- ジャクソン、BM、リーダー、DD、およびトンプソン、JC（1972）。ガストリン放出の動的特性。American Journal of Surgery、123、137–142。
- Walsh、J.&&Grossman、M.（1975）。ガストリン（最初の2つの部分）。ニューイングランド医学ジャーナル、292（25）、1324–1334。