Грелин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
GHRL
Доступные структуры
PDBПоиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
СимволыGHRL, MTLRP, ghrelin and obestatin prepropeptide, Ghrelin, ghrelin
Внешние IDsOMIM: 605353 MGI: 1930008 HomoloGene: 9487 GeneCards: GHRL
Ортологи
ВидЧеловекМышь
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (мРНК)

NM_021488
NM_001286404
NM_001286405
NM_001286406
NM_001379129

RefSeq (белок)

NP_001273333
NP_001273334
NP_001273335
NP_067463
NP_001366058

Локус (UCSC)Chr 3: 10.29 – 10.29 MbChr 6: 113.69 – 113.7 Mb
Поиск PubMed[3][4]
Викиданные
Править (человек)Править (мышь)

Грелин — пептидный гормон, обладающий свойствами гонадолиберина и другими метаболическими и эндокринными функциями, синтезируемый клетками в желудочно-кишечном тракте.

Прогормон грелина продуцируется в основном P/D1-клетками слизистой оболочки фундального отдела желудка.

Уровень грелина перед приёмами пищи увеличивается, а после приёмов пищи уменьшается. Считается, что он взаимно дополняет гормон лептин, производимый в жировой ткани, который вызывает насыщение, когда присутствует в более высоких концентрациях. При некоторых бариатрических процедурах уровень грелина у больных уменьшается, вызывая насыщение прежде, чем это обычно происходило бы у здоровых людей.

История и название[править | править код]

Грелин был открыт в конце XX века. Уровень грелина определялся с помощью радиоиммунного анализа. Об открытии грелина сообщили Масаясу Коидзима и его коллеги в 1999. Название основано на его роли, поскольку в названии гормона роста присутствует индоевропейский корень ghre, который означает растущий. Название может также быть рассмотрено как случайная игра слов, поскольку начальные буквы гормона роста дают нам корень «ghre» с суффиксом «lin», обычным суффиксом для пептидных гормонов.

Ген грелина, продукты транскрипции[править | править код]

С гена GHRL считывается мРНК, в которой присутствует четыре экзона. В конечном счете образуется пять продуктов: первый — препрогрелин, состоящий из 117 аминокислот. При его расщеплении образуется прогрелин, а из прогрелина образуется грелин, состоящий из 28 аминокислот (или неацилированный, или ацилированный — с ацильный остатком, присоединенном вместо атома водорода). Считается, что обестатин образуется из ацилированного грелина.

Грелин становится активным после прикрепления октановой кислоты к аминокислоте серин с помощью фермента грелин О-ацилтрансферазы. Этот фермент находится на мембране клеток, производящих грелин в желудке и поджелудочной железе. Неацилированный грелин не активирует грелиновый рецептор, но оказывает другие воздействия: на сердечную активность, повышение аппетита, снижение выброса глюкозы из печени.

Формы[править | править код]

Грелин существует в гормонально неактивной (чистый пептид) и активной (октаноил-грелин) форме (см. Гексатропин). Наблюдались также и другие присоединенные к грелину боковые группы.

Клетки, синтезирующие грелин[править | править код]

Клетки, продуцирующие этот гормон, находятся в легких, почках, поджелудочной железе[5], двенадцатиперстной кишке, тонкой кишке, гонадах и плаценте. Недавно было показано, что грелин вырабатывается в некоторых участках мозга. Так, грелин производится в дугообразном ядре гипоталамуса, что стимулирует секрецию гормона роста передней долей гипофиза.

Механизм действия[править | править код]

Грелин активизирует клетки в дугообразном ядре, которые возбуждают аппетит, секретируя нейропептид Y (NPY-нейроны). Грелин также активизирует мезолимбическую холинергически-допаминергическую систему, связанную с потреблением питательных веществ.

Грелин связан с повышением аппетита: перед приемом пищи его концентрация наиболее высокая, а после приема она наиболее низкая. Инъекции грелина как человеку, так и крысе увеличивали приём пищи в зависимости от дозы: чем больше грелина вводилось, тем больше потреблялось пищи. Однако грелин не влияет на увеличение разового объёма потребляемой пищи, а увеличивает частоту приемов пищи. Введение грелина также стимулирует у животных стремление реализовать пищевую потребность, в том числе они начинают активно нюхать, находить и запасать еду.

Когда человек теряет вес, концентрация грелина повышается, что приводит к увеличению потребления пищи и увеличению веса. С другой стороны, когда человек набирает вес, концентрация грелина падает, что ведёт к уменьшению потребления пищи и уменьшению веса. Следовательно можно предположить, что грелин является регулятором массы тела, постоянно поддерживая массу и уровень запасенных веществ в норме.

Рецептор грелина[править | править код]

Рецептор грелина — связанный с G-белком рецептор (GPCR), прежде известный как рецептор GHS (рецептор стимулятора секреции гормона роста). Рецепторы грелина экспрессируются нейронами в дугообразном ядре и вентромедиальном гипоталамусе.

Через этот тип рецепторов опосредуются многие процессы, связанные с действием грелина (стимуляция выработки рилизинг-гормонов, повышение аппетита, изменение уровня глюкозного и липидного обменов, регуляция секреции и сокращений стенок желудочно-кишечного тракта)[6].

Роль грелина[править | править код]

Грелин был открыт как первый циркулирующий гормон голода. Гормон голода и синтетический миметический грелин (стимулятор секреции гормона роста) влияет на увеличение количества принимаемой пищи и массу жира, действуя на уровне гипоталамуса. Грелин является участником сложного процесса регуляции энергетического гомеостаза, влияя и на затраты энергии путём корректировки сигналов голода, и на расход энергии (синтез АТФ, накопление жира, накопление гликогена, теплообмен).

Грелин играет значительную роль в работе нервной системы, особенно в работе гиппокампа, и важен для познавательной активности при изменяющихся условиях среды, в частности, в процессах поиска пищи.

Недавно было доказано, что грелин способствует активизации эндотелиальной изоформы синтазы оксида азота в сигнальном каскаде, который зависит от различных киназ, включая АКТ.

Грелин действует на свой рецептор в поджелудочной железе, тормозя секрецию инсулина, которая стимулируется глюкозой[7].

Развитие легкого[править | править код]

У зародышей грелин производится лёгкими и стимулирует их рост.

Восприятие информации и память[править | править код]

На модельных животных показано, что грелин может поступать в гиппокамп из кровотока, модулируя взаимодействия нейронов, и таким образом, усиливая восприятие информации и память. Предполагается, что обучение более эффективно в те периоды, когда желудок пуст, так как в это время уровни грелина наиболее высоки. Команда исследователей Йельской Школы Медицины[8] отметила, что подобный эффект для человека также весьма вероятен[9]. У грызунов клетки X/A также производят грелин.

Депрессия, вызванная мозговым напряжением[править | править код]

Исследование[10], опубликованное в журнале «Nature Neuroscience» (15 июня 2008 онлайн), предполагает, что гормон мог бы помочь защитить от симптомов депрессии и беспокойства, вызванных нервным напряжением. Чтобы проверить, смог ли бы грелин отрегулировать депрессивные симптомы, вызванные хроническим переутомлением, исследователи подвергли мышей ежедневным стрессам, используя стандартную лабораторную методику — переселение нормальных мышей к очень агрессивным мышам-«хулиганам». Исследователи подвергли стрессу и мышей дикого типа, и измененных мышей, которые были неспособны реагировать на грелин. Они обнаружили, что после преодоления напряжения у обоих типов мышей значительно увеличился уровень грелина, который сохранился даже спустя четыре недели после их последнего столкновения. Однако измененные мыши ели меньше, чем мыши дикого типа.

Продолжительность сна[править | править код]

Малое количество сна связано с высокой концентрацией грелина в плазме крови и ожирением: чем дольше длится сон, тем ниже становится концентрация грелина в плазме крови и меньше вероятность возникновения ожирения[11].

Болезни[править | править код]

Уровень грелина в плазме крови у страдающих ожирением людей ниже, чем у более худых людей, кроме случаев синдрома Прадера-Вилли (наследственное сочетание умственной отсталости, низкого роста, ожирения, гипотонии мышц). У людей, страдающих от анорексии — расстройства пищевого поведения, — высокий уровень грелина в плазме крови по сравнению с очень худыми людьми и людьми с нормальной комплекцией. Это доказывает, что грелин играет важную роль и в анорексии, и в ожирении. Уилдиз и его коллеги обнаружили, что уровень грелина колеблется в течение суток и увеличивается ночью у здоровых людей худой комплекции; ночное повышение концентрации грелина не выражено у людей, страдающих ожирением[12]. Профессор Каппуччо из Уорикского университета недавно обнаружил, что малая продолжительность сна может также привести к ожирению, увеличивая аппетит через гормональные изменения. Из-за нехватки сна вырабатывается грелин, который стимулирует аппетит, и выделяется меньше лептина, который подавляет аппетит.

Уровни грелина довольно высоки и у больных, страдающих кахексией, вызванной раком. Синдром Прадера-Вилли также характеризуется быстрым увеличением уровня грелина; здесь уровень грелина связан с большим количеством поглощаемой пищи.

В ходе одного исследования было установлено, что шунтирование не только уменьшает способность кишки переваривать пищу, но также резко понижает уровень грелина и у худых людей, и у тех, кто похудел с помощью диеты.

Через свой рецептор грелин увеличивает концентрацию дофамина в чёрной субстанции — особой области мозга, где дегенерация дофаминергических нейронов приводит к болезни Паркинсона. Используя Henece ghrelin, можно замедлить начало болезни Паркинсона.

Отношение к обестатину[править | править код]

Обестатин — предполагаемый гормон, который, как было показано в конце 2005, уменьшает аппетит.[источник не указан 4081 день] И обестатин, и грелин кодируются одним и тем же геном; продукт гена разделяется так, что получается два пептидных гормона.

Вакцина от ожирения[править | править код]

В нескольких научных центрах ведутся разработки вакцины против ожирения, которая содержит эпитопы грелина (в одной из работ их вводили в составе вирусных частиц). После введения вакцины организм вырабатывает собственные антитела против грелина. Это препятствует проникновению грелина в центральную нервную систему. Испытание вакцин на крысах дало обнадеживающие результаты: при том же уровне потребления пищи наблюдалось снижение массы тела и массы жировой ткани.

Старение[править | править код]

Концентрация грелина в плазме крови повышается с возрастом, и это может способствовать увеличению веса у людей по мере старения[13][14].

Ссылки[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000157017 - Ensembl, May 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000064177 - Ensembl, May 2017
  3. Human PubMed Reference: National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. Mouse PubMed Reference: National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. Suckale J., Solimena M. Pancreas islets in metabolic signaling--focus on the beta-cell. (англ.) // Frontiers In Bioscience : A Journal And Virtual Library. — 2008. — 1 May (vol. 13). — P. 7156—7171. — doi:10.2741/3218. — PMID 18508724. [исправить]
  6. Yin Y., Li Y., Zhang W. The growth hormone secretagogue receptor: its intracellular signaling and regulation. (англ.) // International Journal Of Molecular Sciences. — 2014. — 19 March (vol. 15, no. 3). — P. 4837—4855. — doi:10.3390/ijms15034837. — PMID 24651458. [исправить]
  7. Heppner K. M., Tong J. Mechanisms in endocrinology: regulation of glucose metabolism by the ghrelin system: multiple players and multiple actions. (англ.) // European Journal Of Endocrinology. — 2014. — July (vol. 171, no. 1). — P. 21—32. — doi:10.1530/EJE-14-0183. — PMID 24714083. [исправить]
  8. Home > Yale School of Medicine | Yale University. Дата обращения: 21 марта 2011. Архивировано из оригинала 20 марта 2011 года.
  9. Learning And Memory Stimulated By Gut Hormone. Дата обращения: 21 марта 2011. Архивировано 23 июня 2011 года.
  10. Michael Lutter, Ichiro Sakata, Sherri Osborne-Lawrence, Sherry A Rovinsky, Jason G Anderson, Saendy Jung, Shari Birnbaum, Masashi Yanagisawa, Joel K Elmquist, Eric J Nestler, Jeffrey M Zigman. The orexigenic hormone ghrelin defends against depressive symptoms of chronic stress (англ.) // Nature Neuroscience. — 2008-07. — Vol. 11, iss. 7. — P. 752–753. — ISSN 1546-1726 1097-6256, 1546-1726. — doi:10.1038/nn.2139.
  11. Taheri S., Lin L., Austin D., Young T., Mignot E. Short sleep duration is associated with reduced leptin, elevated ghrelin, and increased body mass index. (англ.) // PLoS Medicine. — 2004. — December (vol. 1, no. 3). — P. e62—62. — doi:10.1371/journal.pmed.0010062. — PMID 15602591. [исправить]
  12. Bulent O. Yildiz, Marc A. Suchard, Ma-Li Wong, Samuel M. McCann, Julio Licinio. Alterations in the dynamics of circulating ghrelin, adiponectin, and leptin in human obesity // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2004-07-13. — Т. 101, вып. 28. — С. 10434–10439. — ISSN 0027-8424. — doi:10.1073/pnas.0403465101. Архивировано 5 марта 2016 года.
  13. Cummings D. E., Purnell J. Q., Frayo R. S., Schmidova K., Wisse B. E., Weigle D. S. A preprandial rise in plasma ghrelin levels suggests a role in meal initiation in humans. (англ.) // Diabetes. — 2001. — August (vol. 50, no. 8). — P. 1714—1719. — doi:10.2337/diabetes.50.8.1714. — PMID 11473029. [исправить]
  14. Karasu SR, Karasu TB (2010). The gravity of weight: a clinical guide to weight loss and maintenance (1st ed.). Washington, DC: American Psychiatric Publishing. p. 162. ISBN 978-1585623600.