Ghrelin är ett peptidhormon som har egenskaperna hos GnRH och andra metabola och endokrina funktioner, syntetiserat av celler i mag-tarmkanalen.
Prohormonet ghrelin produceras huvudsakligen av P / D1-celler i magfundusslemhinnan .
Ghrelinnivåerna ökar före måltider och minskar efter måltider. Det tros komplettera det fettproducerade hormonet leptin , som framkallar mättnad när det finns i högre koncentrationer. I vissa bariatriska ingrepp minskar nivån av ghrelin hos patienter, vilket orsakar mättnad innan det normalt skulle inträffa hos friska människor.
Ghrelin upptäcktes i slutet av 1900-talet. Ghrelinnivåer bestämdes med användning av radioimmunoanalys . Upptäckten av ghrelin rapporterades av Masayasu Koijima och kollegor 1999. Namnet är baserat på dess roll, eftersom namnet på tillväxthormonet innehåller den indoeuropeiska roten ghre , som betyder växande. Namnet kan också ses som en oavsiktlig ordlek, eftersom de initiala bokstäverna i tillväxthormon ger oss roten " ghre " med suffixet " lin ", ett vanligt suffix för peptidhormoner.
Från GHRL-genen läses mRNA, i vilket fyra exoner är närvarande . I slutändan bildas fem produkter: den första är preprogrelin, bestående av 117 aminosyror . När det klyvs bildas progrelin och ghrelin bildas av progrelin, bestående av 28 aminosyror (antingen icke-acylerade eller acylerade - med en acylrest fäst istället för en väteatom). Man tror att obestatin bildas från acylerat ghrelin.
Ghrelin blir aktivt efter bindning av oktansyra till aminosyran serin av enzymet ghrelin O-acyltransferas . Detta enzym finns på membranet hos ghrelinproducerande celler i magen och bukspottkörteln. Icke-acylerat ghrelin aktiverar inte ghrelinreceptorn , men har andra effekter: på hjärtaktivitet, ökad aptit och minskad glukosfrisättning från levern.
Ghrelin finns i en hormonellt inaktiv (ren peptid) och aktiv (oktanoyl-ghrelin) form (se Hexatropin ). Andra sidogrupper kopplade till ghrelin observerades också.
Celler som producerar detta hormon finns i lungorna, njurarna, bukspottkörteln (Epsilon-celler), tolvfingertarmen, tunntarmen, gonader och moderkakan. Ghrelin har nyligen visat sig produceras i vissa delar av hjärnan. Således produceras ghrelin i den bågformade kärnan i hypotalamus , vilket stimulerar utsöndringen av tillväxthormon från den främre hypofysen .
Ghrelin aktiverar celler i den bågformade kärnan som stimulerar aptiten genom att utsöndra neuropeptid Y (NPY-neuroner). Ghrelin aktiverar också det mesolimbiska kolinerga-dopaminerga systemet i samband med näringsintag.
Ghrelin är förknippat med en ökad aptit: dess koncentration är högst före en måltid och den är lägst efter en måltid. Ghrelininjektioner hos både människor och råttor ökade födointaget på ett dosberoende sätt: ju mer ghrelin som injicerades, desto mer föda åts. Ghrelin påverkar dock inte ökningen av engångsintag av mat, utan ökar måltidsfrekvensen. Introduktionen av ghrelin stimulerar även hos djur att tillgodose matbehovet, inklusive aktivt sniffa, hitta och lagra mat.
När en person går ner i vikt stiger koncentrationen av ghrelin, vilket leder till ökat matintag och viktökning. Å andra sidan, när en person går upp i vikt, sjunker koncentrationen av ghrelin, vilket leder till ett minskat matintag och viktminskning. Därför kan det antas att ghrelin är en regulator av kroppsvikt, som ständigt upprätthåller massan och nivån av lagrade ämnen i normen.
Ghrelinreceptorn är en G-proteinkopplad receptor ( GPCR ), tidigare känd som GHS-receptorn (tillväxthormonsekretagog-receptor). Ghrelinreceptorer uttrycks av neuroner i den bågformade kärnan och den ventromediala hypotalamus .
Genom denna typ av receptorer förmedlas många processer associerade med ghrelins verkan (stimulering av produktionen av frisättande hormoner, ökad aptit, förändringar i nivån av glukos och lipidmetabolism, reglering av sekretion och sammandragningar av väggarna i mag-tarmkanalen ) [1] .
Ghrelin upptäcktes som det första cirkulerande hungerhormonet. Hungerhormon och det syntetiska mimetiska ghrelin (tillväxthormonsekretagog) påverkar födointag och fettmassa genom att verka på hypotalamusnivå . Ghrelin är involverat i den komplexa regleringen av energihomeostas, och påverkar både energiförbrukningen genom att justera hungersignaler och energiförbrukningen (ATP-syntes, fettlagring, glykogenlagring, värmeöverföring).
Ghrelin spelar en betydande roll i nervsystemets funktion , särskilt i hippocampus , och är viktigt för kognitiv aktivitet under föränderliga miljöförhållanden, särskilt i processerna för att söka efter mat.
Nyligen har ghrelin visats främja aktivering av den endoteliala isoformen av kväveoxidsyntas i en signalkaskad som beror på olika kinaser , inklusive AKT .
Ghrelin verkar på sin receptor i bukspottkörteln och hämmar insulinutsöndringen, som stimuleras av glukos [3] .
Hos foster produceras ghrelin av lungorna och stimulerar deras tillväxt.
Det har visats i modelldjur att ghrelin kan komma in i hippocampus från blodomloppet , modulera neuronala interaktioner och därmed förbättra informationsuppfattningen och minnet. Det antas att inlärningen är effektivare under de perioder då magen är tom, eftersom ghrelinnivåerna vid denna tidpunkt är högst. Ett team av forskare vid Yale School of Medicine [2] noterade att en liknande effekt på människor också är mycket sannolikt [3] . Hos gnagare producerar X/A-celler också ghrelin.
En studie publicerad i tidskriften Nature Neuroscience (15 juni 2008 online) tyder på att hormonet kan hjälpa till att skydda mot stressinducerade symtom på depression och ångest. För att testa om ghrelin kunde reglera depressiva symtom orsakade av kroniskt överarbete, utsatte forskarna möss för dagliga stressfaktorer med hjälp av en standardlaboratorieteknik, och flyttade normala möss till mycket aggressiva mobbare möss. Forskarna betonade både vildtypsmöss och förändrade möss som inte kunde svara på ghrelin. De fann att båda typerna av möss hade signifikanta ökningar av ghrelinnivåerna efter att ha övervunnit stress, vilket kvarstod även fyra veckor efter deras senaste möte. De modifierade mössen åt dock mindre än vildtypsmössen.
En liten mängd sömn är förknippad med hög plasmakoncentration av ghrelin och fetma : ju längre sömnen varar, desto lägre blir plasmaghrelinkoncentrationen och desto mindre är sannolikheten för fetma [4] .
Plasmaghrelinnivåer hos överviktiga personer är lägre än hos smalare personer, förutom i fall av Prader-Willis syndrom (en ärftlig kombination av mental retardation, kortväxthet, fetma, muskelhypotoni ). Människor som lider av anorexi , en ätstörning, har höga plasmanivåer av ghrelin jämfört med mycket magra och normala människor. Detta bevisar att ghrelin spelar en viktig roll vid både anorexi och fetma . Wildes och kollegor fann att ghrelinnivåerna fluktuerar under dagen och ökar på natten hos friska smala människor; den nattliga ökningen av ghrelinkoncentrationen är inte uttalad hos överviktiga personer [5] . Professor Cappuccio vid University of Warwick upptäckte nyligen att kort sömn också kan leda till fetma genom att öka aptiten genom hormonella förändringar. Sömnbrist producerar ghrelin, som stimulerar aptiten, och mindre leptin , som dämpar aptiten.
Ghrelinnivåerna är ganska höga hos patienter som lider av kakexi på grund av cancer. Prader-Willis syndrom kännetecknas också av en snabb ökning av ghrelinnivåerna; här är nivån av ghrelin förknippad med en stor mängd mat som absorberas.
En studie fann att shuntning inte bara minskade tarmens förmåga att smälta mat, utan också drastiskt sänkte ghrelinnivåerna hos både smala människor och de som gick ner i vikt genom kosten.
Genom sin receptor ökar ghrelin koncentrationen av dopamin i substantia nigra, ett speciellt område i hjärnan där degeneration av dopaminerga neuroner leder till Parkinsons sjukdom . Genom att använda Henece ghrelin kan uppkomsten av Parkinsons sjukdom bromsas.
Obestatin är ett förmodat hormon som visade sig i slutet av 2005 minska aptiten. Både obestatin och ghrelin kodas av samma gen ; genprodukten separeras så att två peptidhormoner erhålls.
Flera forskningscentra utvecklar ett vaccin mot fetma som innehåller ghrelinepitoper (i en av studierna administrerades de som en del av viruspartiklar). Efter att vaccinet har getts producerar kroppen sina egna antikroppar mot ghrelin. Detta hindrar ghrelin från att komma in i centrala nervsystemet . Tester av vacciner på råttor har visat uppmuntrande resultat: vid samma nivå av födointag skedde en minskning av kroppsvikt och fettvävnadsmassa.
Ghrelinkoncentrationer i plasma ökar med åldern och detta kan bidra till viktökning hos människor när de åldras [6] [7] .
| Matsmältningsfysiologi , det mänskliga matsmältningssystemet | |
|---|---|
| Det enterala nervsystemet | |
| Enterokrin | |
| Gastroenteropankreatiska endokrina systemet | |
| Enterocyter | |
| biologiska vätskor | |
| Processer | |
| Motilitet i mag- tarmkanalen | |
| Endokrina systemet : peptid- och steroidhormoner | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| endokrina körtlar |
| ||||||||||||||||||
| Icke-endokrina. körtlar | Gastroenteropankreatiska endokrina systemet Mage gastrin ghrelin 12-ringad CCK gip sekretin motilin Vasoaktiv intestinal peptid (VIP) Ileum enteroglukagon Lever / annat Insulinliknande tillväxtfaktor IGF-1 , IGF-2 Fettvävnad leptin adiponektin motstå Skelett Osteocalcin njurar JGA renin peritubulära celler EPO kalcitriol prostaglandin Hjärta natriuretisk peptid ANP , BNP | ||||||||||||||||||