GASTRINA: CARACTERÍSTICAS, ESTRUTURA, PRODUÇÃO, FUNÇÕES - BIOLOGIA - 2025

A gastrina é um hormônio gástrico que é produzido proteico na cavidade do estômago de muitos mamíferos e cujas funções estão relacionadas à estimulação da secreção de ácido gástrico e enzimas.

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

Diagrama simplificado do estômago humano (Fonte: Estomago.svg: Rhcastilhosderivative work: Estevoaei via Wikimedia Commons)

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, só em 1964 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 na luz do estômago ou a estimulação nervosa por 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 gastrin") 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.

Estrutura da «grande gastrina» G-34 (Fonte: Edgar181 via Wikimedia Commons)

A obtenção da sequência de aminoácidos da gastrina grande serviu 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 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.

Estrutura da «pequena gastrina» ou G-17 (Fonte: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Dependendo das condições do ambiente, principalmente do pH, essas moléculas de natureza proteica podem ser encontradas como hélices alfa ou estruturadas como "bobinas aleatórias"

Nas gastrinas G-34 e G-17, o resíduo de ácido glutâmico localizado no N-terminal pode "dar um ciclo" e impedir 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 nas 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 monooxigenase alfa-amidante ”).

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

Estrutura da «gastrina em miniatura» ou G-13 (Fonte: Edgar181 via Wikimedia Commons)

Regulação da sua produção a nível genético

A gastrina é codificada por um gene que é tipicamente expresso nas células G da mucosa antral pilórica 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, dependam de 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 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 do corpo. estes.

Fatores químicos carregados no sangue

Embora em condições normais dificilmente atinjam concentrações altas o suficiente para promover a liberação de gastrina, os fatores "estimuladores" que são 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, 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.

Recursos

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 transmembrana 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 pela bactéria gram-negativa Helicobacter pylori que, dentre os diversos sintomas, provoca uma inflamação dolorosa do revestimento do estômago.

Essa inflamação causada pelo H. pylori provoca a inibição da expressão do hormônio somatostatina, que é responsável por inibir a produção e a secreção de gastrina, o que se traduz em aumento significativo da secreção desse hormônio e diminuição do pH estomacal por 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 citados 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

1. Dockray, G., Dimaline, R., & 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., & Sheppard, R. (1964). O hormônio antral gastrina. Nature Publishing Group, 204, 931–933.
4. Jackson, BM, Reeder, DD e Thompson, JC (1972). Características dinâmicas de liberação de gastrina. The American Journal of Surgery, 123, 137-142.
5. Walsh, J., & Grossman, M. (1975). Gastrin (primeiro de duas partes). The New England Journal of Medicine, 292 (25), 1324–1334.