A savszekréció parietális sejtmechanizmusa

Vivo kórélettan

A parietális sejt: a savszekréció mechanizmusa

A gyomornedv legismertebb alkotóeleme a sósav, a parietális vagy oxyntikus sejt szekréciós terméke. Ismeretes, hogy a gyomor HCl-elválasztó képessége szinte lineárisan függ a parietális sejtek számától.

Stimulálva a parietális sejtek nagyjából 160 mM koncentrációjú HCl-t választanak ki (ami egyenértékű a 0,8 pH-értékkel). A sav nagy kannalikulákba szekretálódik, a plazmamembrán mély behatolásai, amelyek folyamatosak a gyomor lumenével.

A savszekréció stimulálásakor drámai változás következik be a parietális sejt membránjainak morfológiájában. A nyugalmi sejtben bővelkedő citoplazmatikus tubulovesicularis membránok gyakorlatilag együtt eltűnnek, a cannalicularis membrán nagymértékű növekedésével. Úgy tűnik, hogy a protonpumpa, valamint a kálium- és klorid-vezetőképességi csatornák kezdetben az intracelluláris membránokon helyezkednek el, és közvetlenül a savas szekréció előtt szállítják a kannalikuláris membránba és beolvadnak abba.

A gyomor hámja eredendően ellenáll a gyomorsav és más sértések káros hatásainak. Ennek ellenére a gyomorsav túlzott szekréciója fő problémát jelent az emberi, és kisebb mértékben az állatpopulációban, ami gyomorhuruthoz, gyomorfekélyhez és peptikus savbetegséghez vezet. Ennek eredményeként a parietális sejtet és a sav kiválasztására használt mechanizmusokat alaposan tanulmányozták, ami számos olyan gyógyszer kifejlesztéséhez vezetett, amelyek hasznosak a savas szekréció visszaszorítására.

A savszekréció mechanizmusa

A parietális sejtváladékban lévő hidrogénion-koncentráció nagyjából 3 milliószor nagyobb, mint a vérben, és a klorid mind a koncentráció, mind az elektromos gradiens ellen kiválasztódik. Tehát a parciális sejt savválasztási képessége az aktív transzporttól függ.

A savszekréció kulcsszereplője a kannalikuláris membránban elhelyezkedő H +/K + ATPáz vagy "protonpumpa". Ez az ATPáz magnézium-függő, és az ouabain nem gátolja. A savas szekréció magyarázatának jelenlegi modellje a következő:

A parietális sejtben a víz disszociációja során hidrogénionok keletkeznek. Az ebben a folyamatban képződő hidroxil-ionok gyorsan összekapcsolódnak szén-dioxiddal hidrogén-karbonát-ion képződésével, amely reakciót szénsav-anhidráz.
A bikarbonátot a bazolaterális membránból szállítják ki kloridért cserébe. A bikarbonát vérbe történő kiáramlása a vér pH-jának enyhe emelkedését eredményezi, amelyet "lúgos árapálynak" neveznek. Ez a folyamat az intracelluláris pH fenntartását szolgálja a parietális sejtben.
A klorid- és káliumionok vezetőképességi csatornákon keresztül jutnak a cannaliculus lumenébe, és ez szükséges a sav szekréciójához.
A hidrogéniont a protonpumpa hatására káliumért cserébe pumpálják ki a sejtből a lumenbe; a kálium így hatékonyan újrahasznosítható.
Az ozmotikusan aktív hidrogénion felhalmozódása a cannaliculusban ozmotikus gradienst generál a membránon, ami a víz kifelé történő diffúzióját eredményezi - a kapott gyomornedv 155 mM HCl és 15 mM KCl kis mennyiségű nátrium-kloriddal rendelkezik.

A gyomorsav termelésének kulcsfontosságú szubsztrátja a CO2, és a CO2 szintézisének sebességkorlátozó lépése a parietális bazális felületén keresztül történő diffúzió. Érdekes módon ezt a biokémiai alapelvet a gyomorfunkció aligátorokban történő tanulmányozásával érvényesítették. Ezek a hüllők nagy tetem bevitele után hatalmas mennyiségű gyomorsavat termelnek, és a bőséges sav fontosnak tűnik a csont emésztésének felgyorsításában. Az aligátoroknak van egy vaszkuláris söntje, amely a CO2-ban gazdag vénás vért a gyomorba tereli, nem pedig közvetlenül a tüdőbe, növelve a parietális sejtekké diffundáló CO2 mennyiségét, és ezáltal fokozza a sav szintézisét.

A savszekréció ellenőrzése

A parietális sejtek három savas szekréciós stimulátor receptorát hordozzák, tükrözve az idegi, parakrin és endokrin kontroll háromszorosát:

Acetilkolin (muszkarin típusú receptor)
Gasztrin
Hisztamin (H2 típusú receptor)

Az enterokromaffin-szerű sejtekből származó hisztamin lehet az elsődleges modulátor, de az inger nagysága úgy tűnik, hogy az egyes típusú jelek komplex additív vagy multiplikatív interakciója. Például a gyomornyálkahártya hízósejtjeiből folyamatosan felszabaduló alacsony hisztaminmennyiség csak gyengén stimulálja a savszekréciót, és hasonlóan alacsony gasztrin- vagy acetilkolinszintekhez. Ha azonban mindegyikük alacsony szintje van, akkor a savszekréció erősen erőltetett. Ezenkívül ezeknek a molekuláknak a farmakológiai antagonistái blokkolhatják a savszekréciót.

A hisztamin parietális sejtre gyakorolt hatása az adenilát-cikláz aktiválása, ami az intracelluláris ciklikus AMP-koncentrációk emelkedéséhez és a protein-kináz A (PKA) aktiválásához vezet. A PKA aktiválásának egyik hatása a citoszkeletális fehérjék foszforilációja, amelyek részt vesznek a H +/K + ATPáz citoplazmából a plazmamembránba történő transzportjában. Az acetilkolin és a gasztrin megkötése egyaránt növeli az intracelluláris kalciumkoncentrációt.

Számos további mediátorról kimutatták, hogy állatok és emberek között infúzióban gyomorsav-szekréciót eredményeznek, beleértve a kalciumot, az enkefalint és a bombesint. A kalcium és a bombesin egyaránt szimulálja a gasztrin felszabadulását, míg a parietális sejteken opiát receptorokat azonosítottak. Nem világos, hogy ezek a molekulák jelentős fiziológiai szerepet játszanak-e a parietális sejtek működésében.

Számos anyag képes csökkenteni a gyomorsav-szekréciót intravénás infúzióban, beleértve a prosztaglandin E2-t és számos peptidhormont, beleértve a szekretint, a gyomor-gátló peptidet, a glukagonot és a szomatosztatint. A PGE2, a szekretin és a szomatosztatin fiziológiás szabályozók lehetnek. A szomatosztatin gátolja a gasztrin és a hisztamin szekrécióját, és úgy tűnik, hogy közvetlen gátló hatása van a parietális sejtekre.

Hivatkozások és áttekintések

Farmer CG, Uriona TJ, Olsen DB, Steenblik M, Sanders K. A krokodilok jobbról balra tartó söntje az emésztést szolgálja. Physiol Biochem Zool 2008; 81: 125-137.
Forte JG, Zhu L. A gyomor parietális sejt H, K-ATPáz apikális újrahasznosítása. Annu Rev Physiol 72: 273 - 96, 2010
Kidder GW, Montgomery CW. CO2 diffúzió béka gyomor nyálkahártyájába, mint a sav szekréciójának sebességkorlátozó tényezője. Am J Physiol 1974; 227: 300– 304.
Samuelson LC, Hinkle KL: Betekintés a gyomorsav-szekréció szabályozásába génmanipulált egerek elemzésével. Annu Rev Physiol 65: 383-400, 2003.
Yao X, Forte JG: A parietális sejt savszekréciójának sejtbiológiája. Annu Rev Physiol 65: 103-131, 2003.

Gyomor: Bevezetés és index

Amina Dugalic ennek az oldalnak a bosnyák fordítását a bosnyák fordításban érheti el

Olena Chervona ennek az oldalnak az ukrán fordítását az ukrán fordításban lehet elérni