CHOLECYSTOKININ: KARAKTERISTIK, STRUKTUR, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The cholecystokinin (CCK) adalah hormon hewan yang terlibat dalam regulasi fisiologi pencernaan. Ia bekerja sebagai penghambat asupan makanan dan "pengosongan" lambung, juga merangsang sekresi enzim pankreas dan kontraksi kandung empedu.

Ini pertama kali dijelaskan pada tahun 1928 di sekresi usus kucing dan anjing. Namun, baru pada tahun 1962 diisolasi dan dikarakterisasi dari usus babi, menentukan bahwa itu adalah peptida yang mampu mendorong kontraksi kandung empedu dan sekresi enzim pankreas.

Cholecystokinin. Gambar melalui: https://conbetodefinicion.de

Setelah penemuannya, kolesistokinin bersama-sama dengan gastrin dan sekretin menjadi bagian dari trio hormonal yang berpartisipasi dalam berbagai fungsi pencernaan, meskipun juga berfungsi sebagai faktor pertumbuhan, pemancar saraf, faktor kesuburan sperma, dll.

Seperti gastrin, hormon ini termasuk dalam keluarga peptida neuroendokrin, yang dicirikan oleh identitas ujung terminal-C, tempat semua sifat dan efek biologisnya berada.

Cholecystokinin diproduksi secara melimpah oleh sel-sel endokrin di mukosa duodenum dan jejunum (area usus kecil) pada banyak mamalia, serta oleh banyak saraf enterik (yang berhubungan dengan sistem pencernaan) dan neuron dari sistem saraf pusat dan periferal.

Seperti banyak hormon lainnya, kolesistokinin terlibat dalam kondisi patologis kompleks yang berbeda, terutama dengan tumor kanker.

Karakteristik dan struktur

Kolesistokinin dewasa adalah peptida yang dapat memiliki panjang bervariasi yang bergantung pada pemrosesan enzimatik dari bentuk prekursornya, yang dimediasi oleh protease spesifik. Bentuk hormon yang paling terkenal adalah CCK-33, CCK-58, CCK-39, dan CCK-8.

Peptida-peptida ini menjalani modifikasi pasca-translasi berikutnya yang berkaitan dengan penambahan sulfat ke residu tirosin, midasi fenilalanin terminal-C, dan penghilangan selektif beberapa residu asam amino tertentu di kedua ujung peptida.

Hormon peptida semacam itu termasuk dalam keluarga peptida pengatur yang memiliki urutan terminal-C yang sangat terkonservasi. Ini berisi situs aktifnya dan aktivitasnya biasanya tergantung pada keberadaan residu belerang.

Hormon peptida yang terkait erat, gastrin, juga termasuk dalam keluarga peptida ini, serta peptida lain yang ditemukan pada katak dan protochordata.

Dalam literatur, kolesistokinin digambarkan sebagai peptida kontraksi kandung empedu dan dicirikan oleh urutan C-terminal yang tersusun dari 7 asam amino, yaitu: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, dimana X, pada mamalia, selalu merupakan residu glisin (Gly).

Produksi

Cholecystokinin disintesis dan dilepaskan dalam beberapa isoform molekuler, namun, hanya satu molekul mRNA yang ditemukan, sehingga diperkirakan melalui berbagai proses pasca-transkripsi.

Pembawa pesan ini telah ditemukan dalam proporsi yang sama baik di otak maupun di mukosa usus, yang berarti bahwa fungsinya dalam sistem saraf sama pentingnya dengan sistem pencernaan, meskipun pada awalnya belum sepenuhnya dipahami.

Pada manusia, gen pengkode untuk peptida ini ditemukan pada kromosom 3. Terdiri dari lima ekson dan ada beberapa elemen pengatur di antara 100 bp pertamanya.

Ini termasuk elemen E-box (untuk pengikatan faktor transkripsi), region yang kaya pengulangan GC, dan elemen respons cAMP.

RNA kurir yang ditranskripsi dari gen ini berukuran sekitar 1.511 bp dan kode untuk peptida prekursor dari 115 residu asam amino yang dikenal sebagai pra-pro-CCK .

Bagian pertama dari molekul pra-pro-CCK terdiri dari peptida sinyal dan bagian kedua berhubungan dengan peptida pengatur jarak, yang urutannya sangat bervariasi antar spesies.

Peptida bioaktif kolesistokinin berasal dari bagian terakhir dari 58 residu asam amino, yang sangat terkonservasi di antara spesies yang berbeda.

Pemrosesan molekul prekursor bersifat spesifik sel. Ini berarti bahwa, tergantung pada jaringan di mana gen CCK diekspresikan, campuran peptida CCK ditemukan dengan panjang yang berbeda dan modifikasi pasca-translasi.

Pemrosesan seperti itu biasanya terjadi di situs dengan residu monobasik belerang, yang menentukan untuk mengikat dengan reseptor spesifiknya, terutama dengan yang disebut CCK1, yang ditemukan di pleksus mesenterika, di hipofisis anterior, dan di beberapa bagian otak.

Dimanakah peptida prekursor diproduksi?

Sel-sel I dari usus halus bertanggung jawab atas sekresi kolesistokinin dalam kompartemen ini, melalui membran apikal, yang bersentuhan langsung dengan mukosa usus dan melalui “butiran” sekretori tertentu.

Dalam sistem saraf, kolesistokinin diproduksi oleh beberapa sel adrenal meduler dan oleh beberapa sel hipofisis.

Otak adalah organ yang menghasilkan paling banyak kolesistokinin dalam tubuh mamalia dan neuron yang memproduksinya lebih melimpah daripada yang menghasilkan neuropeptida lainnya.

Ada juga banyak saraf penghasil kolesistokinin di usus besar, terutama di lapisan otot melingkar, sehingga dipastikan bahwa hormon ini juga berpengaruh pada eksitasi otot polos usus besar.

Stimulasi produksi

Pelepasan kolesistokinin dapat dirangsang antara lain dengan adanya asam lemak dan protein di usus halus, khususnya asam lemak rantai panjang dan asam amino L aromatik.

Mekanisme aksi

Efek dari cholecystokinin peptida terkait dengan interaksi mereka dengan dua reseptor spesifik: CCK-A ( " a limenticio" reseptor ) dan CCK-B ( 'otak' reseptor, dari bahasa Inggris ' B hujan').

Reseptor CCK-A adalah salah satu yang berpartisipasi dalam kontraksi kantong empedu, dalam relaksasi sfingter Oddi, dalam pertumbuhan pankreas dan stimulasi sekresi enzim pencernaan, dalam penundaan pengosongan lambung dan penghambatan. sekresi asam lambung.

Peptida cholecystokinin yang memiliki gugus sulfat dan amida dikenali oleh reseptor CCK-A dan mengikatnya dengan afinitas tinggi. Reseptor tipe CCK-B kurang efektif dalam merespons dan tidak berikatan dengan banyak peptida sulfur.

Cholecystokinin dilepaskan dari usus setelah asupan makanan dan mengaktifkan reseptor (CCK 1) di saraf vagus yang mengirimkan sensasi "kenyang" atau "kenyang" ke otak, yang bertanggung jawab untuk mengakhiri perilaku makanan.

Baik kolesistokinin dan gastrin (hormon terkait lainnya) dapat dilepaskan ke aliran darah atau ke lumen usus, menggunakan fungsi parakrin, autokrin dan eksokrin tidak hanya di sistem saraf, tetapi juga di sistem pencernaan secara langsung.

Hubungan dengan reseptor ini memicu kaskade respons hormonal yang harus dilakukan, terutama, dengan hidrolisis molekul fosfatidylinositol.

fitur

Dalam pencernaan

Seperti yang telah disebutkan, kolesistokinin pada awalnya digambarkan sebagai hormon yang fungsi utamanya terkait dengan fisiologi sistem pencernaan.

Meskipun saat ini diketahui berpartisipasi dalam banyak proses lain dalam perkembangan dan fisiologi hewan, salah satu fungsi utamanya adalah stimulasi kontraksi (penurunan volume) kantong empedu.

Fungsi eksokrinnya juga termasuk stimulasi sekresi enzim pankreas pencernaan, itulah sebabnya ia secara tidak langsung terlibat dalam pencernaan dan penyerapan makanan (nutrisi), terutama pada mamalia.

Hormon peptida kecil ini juga berpartisipasi dalam penghambatan pengosongan lambung dengan memediasi kontraksi sfingter pilorus dan relaksasi lambung proksimal melalui saraf vagus, yang telah dibuktikan secara eksperimental pada tikus, manusia, dan primata non-hominid.

Bergantung pada spesies mamalia yang dipertimbangkan, kolesistokinin memiliki efek penghambatan atau stimulasi untuk sekresi asam lambung, berkontribusi secara positif atau negatif terhadap hormon terkait lainnya seperti gastrin.

Fungsi lainnya

Selain fungsi gastrointestinalnya, kolesistokinin berpartisipasi dalam sistem saraf dengan meningkatkan atau meningkatkan efek penghambatan dopamin, neurotransmitter dari sistem saraf pusat.

Dengan cara yang sama, kolesistokinin meningkatkan pernapasan dan tekanan darah dalam sistem kardiovaskular hewan pengerat.

Diberikan secara eksogen pada hewan percobaan, hormon peptida ini menginduksi keadaan hipotermia dengan meningkatkan aksi neuron yang merespons suhu tinggi dan menghambat neuron yang merespons dingin.

Fungsi lain berkaitan dengan pelepasan neurotransmiter yang berbeda, regulasi pertumbuhan pankreas, induksi pertumbuhan karsinoma, pematangan sel sperma di testis, antara lain.

Penyakit terkait

Berbagai penulis telah menentukan adanya jumlah variabel kolesistokinin pada tumor endokrin yang berbeda, terutama pada tumor hipofisis, pada karsinoma tiroid, pada tumor pankreas, dan pada sarkoma Ewing.

Konsentrasi tinggi hormon ini pada tumor tertentu menghasilkan apa yang disebut sindrom "CCKomas", awalnya dijelaskan pada hewan dan kemudian dikonfirmasi pada manusia.

Kanker pankreas dan pankreatitis juga terkait dengan kolesistokinin, karena ini terlibat dalam pertumbuhan normalnya dan sebagai bagian dari stimulasi eksokrin untuk sekresi enzim pencernaan.

Telah ditentukan bahwa peran kolesistokinin dalam kondisi patologis ini berkaitan dengan ekspresi berlebih reseptornya (CCK-A dan CCK-B), yang memungkinkan hormon ini untuk menjalankan fungsinya bahkan ketika diekspresikan secara berlebihan oleh sel. tumor.

Referensi

1. Crawley, JN, & Corwin, RL (1994). Tindakan biologis kolesistokinin. Peptida, 15 (4), 731–755.
2. Dockray, GJ (2012). Cholecystokinin. Opini Saat Ini dalam Endokrinologi, Diabetes dan Obesitas, 19 (1), 8-12.
3. Guilloteau, P., Le Meuth-Metzinger, V., Morisset, J., & Zabielski, R. (2006). Fungsi gastrin, kolesistokinin dan saluran pencernaan pada mamalia. Ulasan Penelitian Nutrisi, 19 (2), 254-283.
4. Jens F. Rehfeld, Lennart Friis-Hansen, Jens P. Goetze, & Thomas VO Hansen. (2007). Biologi Cholecystokinin dan Gastrin Peptida. Topik Saat Ini dalam Kimia Obat, 7 (12), 1154–1165.
5. Keller, J. (2015). Pencernaan dan Penyerapan Gastrointestinal. Dalam Essentials of Medical Biochemistry (2nd ed., Pp. 137-164). Elsevier Inc.
6. Rehfeld, JF (2017). Cholecystokinin-Dari hormon usus lokal hingga kurir di mana-mana. Frontiers in Endocrinology, 8, 1–8.
7. Rehfeld, JF, Federspiel, B., Agersnap, M., Knigge, U., & Bardram, L. (2016). Pengungkapan dan karakterisasi sindrom CCKoma pada pasien tumor neuroendokrin enteropankreas. Jurnal Gastroenterologi Skandinavia, 51 (10), 1172–1178.
8. Sekiguchi, T. (2016). Cholecystokinin. Dalam Handbook of Hormones (hlm. 177–178). Elsevier Inc.
9. Smith, JP, & Solomon, TE (2014). Cholecystokinin dan kanker pankreas: Ayam atau telur? American Journal of Physiology - Gastrointestinal and Liver Physiology, 306 (2), 1-46.