- Développement des cellules G
- Récepteur de la gastrine et de la cholécystokinine
- Canaux mécanosensibles piézoélectriques
- Expression des canaux mécanosensibles dans les cellules G
- Références
Les cellules G sont des cellules endocrines soumises à une régulation humorale et neurale du contenu luminal. Ils sont situés au niveau de la muqueuse duodénale et de l'antre gastrique. Ces cellules représentent un pourcentage mineur des cellules de la muqueuse gastrique (1%).
Les microvillosités présentes dans ce type de cellules, qui sont réparties sur leurs faces apicales, permettent de prélever des échantillons de contenu gastrique. Les cellules G libèrent de la gastrine, une hormone polypeptidique dont la sécrétion est induite par des stimuli de nature neurale, mécanique ou chimique.
Cellule G de l'antre gastrique. Par Miguelferig, de Wikimedia Commons.
La gastrine stimule les cellules pariétales à sécréter de l'acide, augmente le flux sanguin dans la muqueuse gastrique, induit la sécrétion de pepsine dans les cellules principales et favorise la croissance des tissus exocrine et pancréatique, ainsi que la motilité gastrique.
L'activité ou le mécanisme d'action des cellules G est stimulé par la présence de produits de dégradation des protéines. Cependant, il a été montré qu'ils répondent non seulement à ces types de signaux chimiques, mais sont également stimulés par la distension de la paroi abdominale.
En ce sens, la présence de canaux ioniques mécanosensibles appartenant à la famille Piezo a été mise en évidence, qui seront décrites plus loin.
Développement des cellules G
Chez les vertébrés, l'estomac remplit de multiples fonctions en plus d'être le lieu de stockage des aliments, comme fournir une barrière qui empêche l'entrée de micro-organismes dans l'intestin et créer un environnement protecteur contre les attaques de nature endogène ou exogène.
L'estomac a diverses cellules, qui remplissent des fonctions spécifiques. Tel est le cas des cellules d'entérochromaffine responsables de la production d'histamine; les cellules qui sécrètent des hormones de nature peptidique; Les cellules D qui libèrent de la somatostatine; les cellules A produisant de la ghréline; et les cellules G qui sécrètent de la gastrine.
Les cellules G proviennent de cellules hormonales pré-endocrines qui subissent une division asymétrique dans la muqueuse de l'estomac, donnant naissance à deux cellules filles. L'un d'eux exprime la somatostatine et l'autre la gastrine dans chaque processus de division.
Une telle division asymétrique permet aux cellules sécrétant la somatostatine de moduler la croissance et l'action des cellules G sécrétant la gastrine. La maturation des deux types de cellules est finement régulée par des facteurs de transcription.
Récepteur de la gastrine et de la cholécystokinine
Libération de gastrine par les cellules G de l'antre de la muqueuse gastrique. Par Adam L. VanWert, Pharm.D., Ph.D., de Wikimedia Commons.
La gastrine est en principe traduite par préprogastrine. Une fois que le processus de traduction a eu lieu, la préprogastrine subit des clivages qui sont à l'origine de peptides de différentes tailles, dans lesquels la «grande» gastrine est le peptide le plus courant.
L'activité biologique de la gastrine se trouve dans une séquence appelée pentagastrine, qui est composée de 5 acides aminés. Cette séquence est située dans le domaine C-terminal.
Les actions de la gastrine se produisent après sa liaison au récepteur de la cholécystokinine (CCKB), un récepteur couplé à la protéine G.
Une fois que la gastrine se lie à son récepteur, une cascade de signalisation est déclenchée dans laquelle les inositols membranaires tels que la phospholipase C sont activés, ce qui entraîne une augmentation des concentrations de calcium intracellulaire et l'action de seconds messagers tels que l'inositol. triphosphate et diacylglycérol.
Cependant, ce récepteur peut également induire l'activation de la voie de signalisation qui implique les récepteurs de la tyrosine kinase, mais dans une moindre mesure.
L'expression du récepteur CCKB se trouve dans le système digestif, les globules blancs, les cellules endothéliales et le système nerveux central.
Canaux mécanosensibles piézoélectriques
Les canaux ioniques mécanosensibles répondent aux impulsions mécaniques, c'est-à-dire; ils s'ouvrent lorsque la membrane cellulaire est soumise à un changement de tension ou de pression.
Les mécanismes par lesquels ces changements sont perçus sont en cours de discussion, mais la participation des composants du cytosquelette et des phospholipases associées à la membrane cellulaire a été proposée.
Les canaux piézo-mécano-sensibles sont des protéines qui ont été conservées tout au long de l'évolution et qui, en plus d'être modulées par la tension, répondent à des stimuli de nature mécanique.
Les canaux ioniques Piezo1 et Piezo2 remplissent un large éventail de processus physiologiques d'importance vitale. Par exemple: Piezo1, participe au développement du système lymphatique et du système vasculaire chez la souris.
Piezo 2, quant à lui, participe à la mécanotransduction des cellules de Merkel et des neurones sensoriels situés dans la racine dorsale.
Des études récentes chez l'homme et la souris ont montré que les canaux piézo sont également impliqués dans des processus physiologiques non sensoriels tels que le remodelage des muscles lisses, la formation de la lame épithéliale et du cartilage dans les cellules qui le composent (chondrocytes).
Chez la souris, il a été montré que la suppression des gènes Piezo 1 ou Piezo 2 entraîne une mortalité embryonnaire ou une létalité postnatale précoce.
Expression des canaux mécanosensibles dans les cellules G
Les réponses des cellules G aux différents produits protéiques sont effectuées par des récepteurs chimiosensoriels. Cependant, les mécanismes impliqués dans l'activation de ces cellules après distension de la paroi de l'estomac sont mal connus.
Une innervation antrale est nécessaire pour que la stimulation des cellules G. se produise. Cependant, une étude récente a indiqué que même après la dénervation antrale, l'action des cellules G augmente en réponse à la distension. C'est pourquoi il a été émis l'hypothèse que les cellules G sont sensibles aux stimuli mécaniques.
Dans cette optique, un groupe de chercheurs a entrepris d'élucider l'existence de canaux ioniques piézoélectriques dans les cellules G, qui sont mécanosensibles. Les résultats obtenus ont effectivement démontré que les canaux Piezo 1 sont exprimés dans la région antrale de l'estomac des souris.
Les canaux Piezo 1 ne sont pas répartis uniformément dans la cellule G, mais plutôt dans la partie basolatérale. Fait d'un grand intérêt puisque le stockage de la gastrine dans des vésicules sécrétoires se produit précisément dans cette région en attendant l'arrivée du stimulus approprié pour sa libération.
Références
- Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 et Piezo2 sont des composants essentiels de différents canaux cationiques activés mécaniquement. Science. 2010; 330: 55-60.
- Frick C, Rettenberger AT, Lunz ML, Breer H. Morphologie complexe de cellules G libérant de la gastrine dans la région antrale de l'estomac de la souris. Cell Tissue Res.2016; 366 (2): 301-310.
- Jain R, Samuelson L. Différenciation de la muqueuse gastrique. II Rôle de la gastrine dans la prolifération et la maturation des cellules épithéliales gastriques. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006; 291: 762-765.
- Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. (2005). Harrison, principes de médecine interne. (16e éd.). Mexique: McGrawHill.
- Lang K, Breer H, Frick. Le canal ionique mécanosensible Piezo1 est exprimé dans les cellules G antrales de l'estomac murin. Cell Tissue Res.2018; 371 (2): 251-260.
- Moroni M, Servin-Vences R, Fleischer R, Sánchez-Carranza O, Lewin GR. Déclenchement de tension des canaux PIEZO mécano-sensibles. Nat Commun. 2018; 9 (1): 1096. doi: 10.1038 / s41467-018-03502-7
- Phillison M, Johansson M, Henriksnas J, Petersson J, Gendler S, Sandler S, Persson E, Hansson G, Holm L. Les couches de mucus gastrique: constituants et régulation de l'accumulation. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2008; 295: 806-812.
- Raybould H. Votre instinct a-t-il un goût? Transduction sensorielle dans le tractus gastro-intestinal. Nouvelles Physiol Sci.1998; 13: 275-280.
- Schiller LR, Walsh JH, Feldman M. Distention-induite par la libération de gastrine: effets de l'acidification luminale et de l'atropine intraveineuse. Gastroentérologie. 1980; 78: 912-917.