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가스트린

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목차

1. 개요

가스트린은 십이지장과 위 날문 부위의 G 세포에서 생성되는 펩타이드 호르몬으로, 위산 분비를 자극하는 등 다양한 생리적 기능을 수행한다. 17번 염색체의 GAS 유전자에 의해 합성되며, 다양한 형태로 존재한다. 가스트린 분비는 위 팽창, 부교감신경 흥분, 아미노산 및 펩타이드의 존재 등에 의해 유도되며, 위산 증가, 세크레틴, 소마토스타틴 등의 호르몬에 의해 억제된다. 가스트린은 벽세포를 자극하여 위산을 분비하고, 펩신 분비를 촉진하며, 위 운동성을 증가시키는 등의 역할을 한다. 졸링거-엘리슨 증후군, 자가면역 위염, 헬리코박터 파일로리 감염 등 질병과 관련될 수 있으며, 1905년 존 시드니 에드킨스에 의해 처음 제안되었고, 1964년 힐다 트레이시와 로데릭 알프레드 그레고리에 의해 분리되었다.

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가스트린
일반 정보
기호Pfam: PF00918
InterPro: IPR001651
PROSITE: PDOC00232
기타
CDD가스트린 패밀리

2. 생리학

가스트린은 십이지장과 위의 날문 부위의 G 세포에서 생성되는 선형 펩타이드 호르몬으로, 혈류로 분비된다. 가스트린은 주로 다음과 같은 세 가지 형태로 존재한다.

종류설명
가스트린-34빅 가스트린
가스트린-17리틀 가스트린
가스트린-14미니가스트린



가스트린-34(big gastrin)는 34개의 아미노산으로 이루어져 있으며, 분비된 후 분해되어 14개의 아미노산으로 이루어진 가스트린-14(minigastrin)가 된다. 가스트린-17(little gastrin)도 존재한다. 숫자는 아미노산 수를 나타낸다.

가스트린 분비는 위 날문방 팽창, 부교감신경 흥분, 부분적으로 소화된 단백질(특히 방향족 아미노산[22]), 고칼슘혈증[23] 등에 의해 유도된다. 반면, 위 내부 pH 감소(음성피드백)나 세크레틴, 혈관 활성 창자 펩타이드(VIP) 등 호르몬 작용에 의해 분비가 억제된다.[24][25]

가스트린은 위장의 벽세포를 자극하여 염산(HCl)/위산을 분비하게 한다.[6] 벽세포에 직접 작용하거나, 위장 ECL 세포의 CCK2/가스트린 수용체에 결합하여 간접적으로 작용한다.

G 세포는 왼쪽 하단 근처에 있으며, 가스트린은 두 개의 검은색 화살표로 표시되어 있다.


또한, 가스트린은 벽세포 성숙, 위저부 성장 자극, 위 주세포의 펩시노겐 분비 촉진, 위 운동성 증가, 회맹판 이완, 췌장 분비 및 담낭 배출 유도, 하부 식도 괄약근(LES) 수축 유발 등 기능을 수행한다.[7][8][9][10]

2. 1. 유전

가스트린은 17번 염색체에 존재하는 ''GAS'' 유전자(17q21)에 의해 합성된다.[21] 인간에서 ''GAS'' 유전자는 17번 염색체 (17q21)의 장완에 위치한다.[1]

2. 2. 합성

가스트린은 십이지장과 위의 날문 부위의 G 세포에서 생성되는 선형 펩타이드 호르몬이다. 가스트린은 혈류로 분비된다. 암호화된 폴리펩타이드는 preprogastrin이며, 이는 번역 후 변형 과정에서 효소에 의해 절단되어 progastrin (중간, 비활성 전구체)을 생성한 다음 다양한 형태의 가스트린을 생성하며, 주로 다음 세 가지가 있다.

종류설명
가스트린-34빅 가스트린
가스트린-17리틀 가스트린
가스트린-14미니가스트린



이들은 34개의 아미노산으로 이루어진 가스트린-34(big gastrin)로 분비되어 분비된 후 분해되어 14개의 아미노산으로 이루어진 가스트린-14(minigastrin)가 된다. 이 상태에서 활성이 가장 높다. 이외에도 가스트린-17(little gastrin)으로도 존재한다. 숫자는 아미노산 수를 나타낸다.

또한, 펜타가스트린은 인위적으로 합성된 아미노산 서열로, 가스트린의 C-말단 부분의 마지막 다섯 아미노산 서열과 동일하다.

2. 3. 분비

가스트린은 다음과 같은 경우 분비가 유도된다.

  • 위 날문방의 팽창
  • 부교감신경의 흥분
  • 단백질이 부분적으로 소화되어 만들어진 아미노산이나 펩타이드의 존재. 방향족 아미노산은 특히 강하게 가스트린 분비를 자극한다.[22]
  • 칼슘이 많은 고칼슘혈증일 때 칼슘감지 수용체를 통해 이를 감지하여 가스트린 분비가 촉진된다.[23]


또한 다음과 같은 경우 분비가 억제된다.[24][25]

2. 4. 기능

가스트린은 위장의 벽세포를 자극하여 염산(HCl)/위산을 분비하게 한다. 이는 벽세포에 직접 작용하고, 위장의 ECL 세포의 CCK2/가스트린 수용체에 결합하여 간접적으로 작용한다. ECL 세포는 히스타민을 방출하여 반응하며, 히스타민은 벽세포에 파라크린 방식으로 작용하여 수소 이온을 분비하도록 자극한다. 이것이 벽세포에 의한 산 분비의 주요 자극이다.[6]

가스트린은 다음과 같은 추가 기능도 수행한다.

  • 벽세포의 성숙과 위저부 성장을 자극한다.
  • 위 주세포가 소화 효소 펩신의 자이모겐(비활성) 형태인 펩시노겐을 분비하도록 한다.
  • 유문근의 운동성을 증가시키고 위 수축을 촉진한다.
  • 유문괄약근에 대한 유문 수축을 강화하고 유문괄약근을 이완시켜 위 배출 속도를 증가시킨다.[7]
  • 회맹판의 이완에 역할을 한다.[8]
  • 췌장 분비와 담낭 배출을 유도한다.[9]
  • 하부 식도 괄약근(LES)의 긴장도에 영향을 미쳐 수축을 유발할 수 있다.[10] (다만, 내인성 가스트린보다는 펜타가스트린이 원인일 수 있다.)[11]
  • 가스트린은 위결장 반사에 기여한다.

3. 질병에서의 역할

졸링거-엘리슨 증후군에서는 가스트린이 과도하게 생성되는데, 이는 주로 가스트린종이라는 가스트린 생성 종양에 의해 발생하며, 이는 대부분 십이지장이나 췌장에서 양성으로 나타난다. 고가스트린혈증, 즉 가스트린의 혈중 농도가 높은지 확인하기 위해 "펜타가스트린 검사"를 수행할 수 있다.[13]

자가면역 위염의 경우, 면역 체계가 벽세포를 공격하여 낮은 위산 분비인 저염산증을 유발한다. 이는 위장의 pH 증가를 보상하기 위한 시도로서 가스트린 수치 상승을 초래한다. 결국, 모든 벽세포가 손실되어 무산증이 발생하고 가스트린 분비에 대한 음성 피드백이 사라진다. 혈장 가스트린 농도는 거의 모든 점액지질증 IV형 환자에서 상승한다(평균 1507 pg/mL, 범위 400-4100 pg/mL, 정상 0-200 pg/mL). 이는 지속적인 무산증에 기인한다. 이 발견은 이러한 신경유전 질환 환자의 진단을 용이하게 한다.[14] 또한, 가스트린 수치 증가는 ''헬리코박터 파일로리'' 감염으로 인한 만성 위염에서도 나타날 수 있다.[15]

4. 역사

1905년 영국의 생리학자 존 시드니 에드킨스에 의해 처음으로 존재가 제안되었으며,[16][17] 1964년 리버풀 대학교에서 힐다 트레이시와 로데릭 알프레드 그레고리에 의해 가스트린이 분리되었고,[18] 같은 해에 가스트린의 구조가 밝혀졌다.[19]

참조

[1] 논문 The genes for human gastrin and cholecystokinin are located on different chromosomes 1986-05
[2] 서적 Medical Biochemistry Elsevier 2017
[3] 논문 Calcium-sensing receptor is a physiologic multimodal chemosensor regulating gastric G-cell growth and gastrin secretion 2010-10
[4] 논문 Somatostatin is an essential paracrine link in acid inhibition of gastrin secretion
[5] 논문 Effects of somatostatin and acid on inhibition of gastrin release in newborn rats http://endo.endojour[...] 2011-05-17
[6] 논문 Control of gastric acid secretion:the gastrin-ECL cell-parietal cell axis 2001-03
[7] 서적 Principles of anatomy and physiology. HarperCollins College 1996
[8] 논문 Effects of gastrin-releasing peptide (GRP) on the mechanical activity of the human ileocaecal region in vitro 1997-12
[9] 논문 Effect of gastrin on pancreatic enzyme secretion and gallbladder emptying in man 1976-09
[10] 논문 Gastrin and lower esophageal sphincter tone 1978-02
[11] 논문 Lower oesophageal sphincter response to gastrin--pharmacological or physiological? 1978-02
[12] 서적 Textbook medical physiology Reed Elsevier India 2006
[13] 서적 Clinical Tests of Gastric Secretion 1978
[14] 논문 Constitutive achlorhydria in mucolipidosis type IV 1998-02
[15] 웹사이트 Review Article: Strategies to Determine Whether Hypergastrinaemia Is Due to Zollinger-Ellison Syndrome Rather Than a More Common Benign Cause http://www.medscape.[...] 2016-12-02
[16] 논문 The chemical mechanism of gastric secretion 1906-03
[17] 논문 The pivotal role of John S. Edkins in the discovery of gastrin 1997-02
[18] 논문 The constitution and properties of two gastrins extracted from hog antral mucosa: Part I the isolation of two gastrins from hog antral mucosa 1964-04
[19] 논문 The antral Hormone Gastrin: Structure of Gastrin 1964-12
[20] 간행물 Human Physiology Addison-Wesley 2008-03-01
[21] 저널 The genes for human gastrin and cholecystokinin are located on different chromosomes
[22] 인용 Biochemical Bases of Endocrinology (II) Hormones and Other Chemical Intermediates Elsevier 2017
[23] 저널 Calcium-sensing receptor is a physiologic multimodal chemosensor regulating gastric G-cell growth and gastrin secretion 2010-10
[24] 저널 Somatostatin is an essential paracrine link in acid inhibition of gastrin secretion
[25] 저널 Effects of somatostatin and acid on inhibition of gastrin release in newborn rats http://endo.endojour[...] 2011-05-17


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