CÈL·LULES G: DESENVOLUPAMENT, GASTRINA, CANALS MECANOSENSIBLES PIEZO - BIOLOGIA - 2025

Les cèl·lules G són cèl·lules endocrines que estan sotmeses a regulació humoral, neural i de el contingut luminal. Es troben situades a nivell de la mucosa duodenal i de l'antre gàstric. Aquestes cèl·lules representen un percentatge minoritari de les cèl·lules de la mucosa gàstrica (1%).

Les microvellositats presents en aquest tipus cel·lular, les quals estan distribuïdes en les seves superfícies apicals, fan possible la presa de mostres de l'contingut gàstric. Les cèl·lules G alliberen gastrina, la qual és una hormona polipeptídica la secreció és induïda per estímuls de naturalesa neural, mecànica o química.

Cèl·lula G de l'antre gàstric. By Miguelferig, from Wikimedia Commons.

La gastrina estimula a les cèl·lules parietals perquè secreten àcid, s'incrementa en la mucosa gàstrica el flux sanguini, indueix la secreció de pepsina en les cèl·lules principals i promou el creixement de el teixit exocrí i pancreàtic, així com la motilitat gàstrica.

L'activitat o mecanisme d'acció de les cèl·lules G és estimulada per la presència dels productes de degradació de les proteïnes. No obstant això, s'ha demostrat que no només responen a aquest tipus de senyals químics, sinó que també són estimulades per distensió de la paret abdominal.

En aquest sentit, s'ha evidenciat la presència de canals iònics mecanosensibles pertanyents a la família Piezo, els quals es descriuen més endavant.

Desenvolupament de les cèl·lules G

En els vertebrats, l'estómac compleix múltiples funcions a més de ser el lloc on s'emmagatzemen els aliments, com la de proporcionar una barrera que eviti l'entrada dels microorganismes fins a l'intestí i crear un ambient protector contra atacs de naturalesa endògena o exògena.

L'estómac posseeix diverses cèl·lules, les quals realitzen funcions específiques. Tal és el cas de les cèl·lules enterocromafines encarregades de produir histamina; les cèl·lules que secreten hormones de naturalesa peptídica; cèl·lules D que alliberen somatostatina; cèl·lules A productores de grelina; i les cèl·lules G que secreten gastrina.

Les cèl·lules G s'originen de cèl·lules hormonals pre-endocrines que pateixen una divisió asimètrica en la mucosa de l'estómac, el que dóna origen a dues cèl·lules filles. Una d'elles expressa somatostatina i l'altra expressa gastrina en cada procés de divisió.

Aquesta divisió asimètrica fa possible que les cèl·lules que secreten somatostatina modulin el creixement i l'acció de les cèl·lules G secretores de gastrina. La maduració d'ambdós tipus de cèl·lules està finament regulada per factors de transcripció.

Gastrina i receptor de colecistoquinina

Alliberament de gastrina per les cèl·lules G de l'antre de la mucosa gàstrica. By Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D. From Wikimedia Commons.

La gastrina en principi és traduïda com preprogastrina. Un cop ha passat el procés de traducció, la preprogastrina pateix escissions que origina pèptids de diferents mides, en el qual la gastrina "Big" és el pèptid més comú.

L'activitat biològica de la gastrina es troba en una seqüència anomenada pentagastrina, la qual està constituïda per 5 aminoàcids. Aquesta seqüència està ubicada al domini C- terminal.

Les accions de la gastrina es donen posterior a la seva unió a receptor de colecistoquinina (CCKB), un receptor acoblat a proteïna G.

Un cop la gastrina s'uneix al seu receptor, es desencadena una cascada de senyalització en què s'activen inositoles de membrana com la fosfolipasa C, la qual condueix als augments en les concentracions de l'calci intracel·lular ia l'acció de segons missatgers com l'inositol trifosfat i el diacilglicerol.

No obstant això, aquest receptor pot induir també activació de la via de senyalització que involucra als receptors de tirosina quinasa, solament que en menor mesura.

L'expressió de l'receptor d'CCKB es troba en sistema digestiu, glòbuls blancs, cèl·lules endotelials i sistema nerviós central.

Canals mecanosensibles Piezo

Els canals iònics mecanosensibles responen a impulsos mecànics, és a dir; s'obren quan la membrana cel·lular és sotmesa a un canvi de tensió o pressió.

Els mecanismes a través dels quals es perceben aquests canvis estan en discussió, però s'ha proposat la participació de components de l'citoesquelet i fosfolipases associades a la membrana cel·lular.

Els canals mecanosensibles Piezo, són proteïnes que s'han conservat al llarg de l'evolució i que a més de ser modulats per voltatge responen a estímuls de naturalesa mecànica.

Els canals iònics Piezo1 i Piezo2, compleixen una gran gamma de processos fisiològics de vital importància. Per exemple: Piezo1, participa en el desenvolupament de el sistema limfàtic i de la vasculatura en ratolins.

Piezo 2 per la seva banda, participa a la mecanotransducció de les cèl·lules de Merkel i neurones sensorials ubicades a l'arrel dorsal.

Recents estudis en humans i ratolins han demostrat que els canals Piezo, també estan involucrats en processos fisiològics no sensorials com el remodelamiento de l'múscul llis, formació de la làmina epitelial i de cartílag en les cèl·lules que el componen (condròcits).

En ratolins s'ha evidenciat que l'eliminació dels gens Piezo a 1 o Piezo 2 condueix a la mortalitat de l'embrió oa la letalitat postnatal primerenca.

Expressió de canals mecanosensibles en cèl·lules G

Les respostes de les cèl·lules G als diferents productes proteics és dut a terme per receptors quimiosensorials. No obstant això, els mecanismes involucrats en l'activació d'aquestes cèl·lules després de la distensió de la paret estomacal són poc coneguts.

Es requereix d'innervació antral perquè passi l'estimulació de les cèl·lules G. No obstant això, un estudi recent va indicar que fins i tot després de la denervació antral, l'acció de les cèl·lules G augmenta en resposta a la distensió. És per això que s'ha especulat que les cèl·lules G són sensibles a estímuls mecànics.

En vista d'això, un grup d'investigadors es va proposar dilucidar l'existència de canals iònics Piezo en les cèl·lules G, els quals són mecanosensibles. Els resultats obtinguts van demostrar efectivament que els canals Piezo 1 s'expressen en la regió antral de l'estómac de ratolins.

Els canals Piezo 1 no estan distribuïts de manera uniforme en tota la cèl·lula G, sinó en la part basolateral. Fet que és de gran interès ja que justament l'emmagatzematge de gastrina en vesícules secretores passa just en aquesta regió esperant l'arribada de l'estímul apropiat per al seu alliberament.

referències

1. Cost B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels. Science. 2010; 330: 55-60.
2. Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Complex morphology of gastrin-releasing G-cells in the antral regió of the mouse Stomach. Cell Tissue Res. 2016; 366 (2): 301-310.
3. Jain R, Samuelson L. Differentiation of the gastric Mucosa. II Role of gastrin in gastric Epithelial cell proliferation and maturation. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006; 291: 762-765.
4. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald I, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, Principis de Medicina Interna. (16º ed.). Mèxic: McGrawHill.
5. Lang K, Breer H, Frick. Mechanosensitive ió channel Piezo1 is Expressed in antral G cells of Murine Stomach. Cell Tissue Res. 2018; 371 (2): 251-260.
6. Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Voltage gating of mechanosensitive PIEZO channels. Nat Commun. 2018; 9 (1): 1096. doi: 10.1038 / s41467-018-03502-7
7. Phillison M, Johansson M, Henriksnas J, Petersson J, Gendler S, Sandler S, Persson I, Hansson G, Holm L. The gastric mucus layers: constituents and regulation of accumulation. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2008; 295: 806-812.
8. Raybould H. Does Your Gut Taste? Sensory Transduction in the Gastrointestinal Tract. News Physiol Sci. 1998; 13: 275-280.
9. Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Distention-induced gastrin release: effects of luminal acidification and intravenous atropine. Gastroenterology. 1980; 78: 912-917.