Vivo Fiziopatologie

Celula parietală: mecanism de secreție acidă

secreției

Cea mai cunoscută componentă a sucului gastric este acidul clorhidric, produsul secretor al celulei parietale sau oxintice. Se știe că capacitatea stomacului de a secreta HCl este legată aproape liniar de numărul de celule parietale.

Când sunt stimulate, celulele parietale secretă HCl la o concentrație de aproximativ 160 mM (echivalent cu un pH de 0,8). Acidul este secretat în cannaliculi mari, invaginații profunde ale membranei plasmatice care sunt continue cu lumenul stomacului.

Când secreția acidă este stimulată, există o schimbare dramatică a morfologiei membranelor celulei parietale. Membranele tubulovesiculare citoplasmatice care sunt abundente în celula în repaus dispar practic în concordanță cu o creștere mare a membranei cannaliculare. Se pare că pompa de protoni, precum și canalele de conductanță ale potasiului și clorurii locuiesc inițial pe membranele intracelulare și sunt transportate și condensate în membrana cannaliculară chiar înainte de secreția acidă.

Epiteliul stomacului este intrinsec rezistent la efectele dăunătoare ale acidului gastric și ale altor insulte. Cu toate acestea, secreția excesivă de acid gastric este o problemă majoră la populația umană și, într-o măsură mai mică, la populațiile de animale, ducând la gastrită, ulcere gastrice și boli de acid peptic. În consecință, celula parietală și mecanismele pe care le folosește pentru a secreta acidul au fost studiate pe larg, ducând la dezvoltarea mai multor medicamente utile pentru suprimarea secreției acide.

Mecanismul secreției acide

Concentrația ionilor de hidrogen în secrețiile celulelor parietale este de aproximativ 3 milioane de ori mai mare decât în ​​sânge, iar clorura este secretată atât împotriva unei concentrații cât și a unui gradient electric. Astfel, capacitatea celulei parțiale de a secreta acid este dependentă de transportul activ.

Actorul cheie în secreția acidă este o H +/K + ATPaza sau „pompă de protoni” situată în membrana cannaliculară. Această ATPază este dependentă de magneziu și nu este inhibabilă de ouabain. Modelul actual pentru explicarea secreției acide este următorul:

  • Ionii de hidrogen sunt generați în celula parietală din disocierea apei. Ionii hidroxil formați în acest proces se combină rapid cu dioxidul de carbon pentru a forma ion bicarbonat, o reacție cataylzed de anhidrază carbonică.
  • Bicarbonatul este transportat în afara membranei bazolaterale în schimbul clorurii. Ieșirea de bicarbonat în sânge are ca rezultat o ușoară creștere a pH-ului din sânge cunoscută sub numele de „maree alcalină”. Acest proces servește la menținerea pH-ului intracelular în celula parietală.
  • Ionii de clorură și potasiu sunt transportați în lumenul cannaliculus prin canale de conductanță și acest lucru este necesar pentru secreția de acid.
  • Ionul hidrogen este pompat în afara celulei, în lumen, în schimbul potasiului prin acțiunea pompei de protoni; potasiul este astfel reciclat eficient.
  • Acumularea ionului hidrogen activ din punct de vedere osmotic în cannaliculus generează un gradient osmotic pe membrană care duce la difuzia exterioară a apei - sucul gastric rezultat este de 155 mM HCI și 15 mM KCl cu o cantitate mică de NaCl.

Un substrat cheie în producția de acid gastric este CO2, iar difuzia CO2 prin suprafața bazală a parietalului pare a fi etapa de limitare a vitezei în sinteza acidului. Interesant este faptul că acest principiu biochimic a fost validat prin studierea funcției gastrice la aligatori. Aceste reptile produc cantități uriașe de acid gastric după ingestia unei carcase mari, iar acidul abundent pare a fi important în accelerarea digestiei osoase. Aligatorii au un șunt vascular care redirecționează sângele venos bogat în CO2 în stomac, mai degrabă decât înapoi direct la plămâni, crescând cantitatea de CO2 care se difuzează în celulele parietale și îmbunătățind astfel sinteza acidului.

Controlul secreției acide

Celulele parietale poartă receptori pentru trei stimulatori ai secreției acide, reflectând un triumver al controlului neuronal, paracrin și endocrin:

  • Acetilcolină (receptor de tip muscarinic)
  • Gastrin
  • Histamina (receptor de tip H2)

Histamina din celulele de tip enterocromafină poate fi modulatorul principal, dar amploarea stimulului pare să rezulte dintr-o interacțiune complexă aditivă sau multiplicativă a semnalelor de fiecare tip. De exemplu, cantitățile scăzute de histamină eliberate constant de mastocite în mucoasa gastrică stimulează doar slab secreția acidă și, în mod similar, pentru niveluri scăzute de gastrină sau acetilcolină. Cu toate acestea, atunci când nivelurile scăzute ale fiecăruia sunt prezente, secreția acidă este puternic forțată. În plus, antagoniștii farmacologici ai fiecăreia dintre aceste molecule pot bloca secreția acidă.

Efectul histaminei asupra celulei parietale este de a activa adenilat ciclaza, ducând la creșterea concentrațiilor de AMP ciclice intracelulare și activarea protein kinazei A (PKA). Un efect al activării PKA este fosforilarea proteinelor citoscheletice implicate în transportul H +/K + ATPazei din citoplasmă către membrana plasmatică. Legarea acetilcolinei și gastrinei are ca rezultat creșterea concentrațiilor intracelulare de calciu.

S-a demonstrat că mai mulți mediatori suplimentari duc la secreția de acid gastric atunci când sunt perfuzate la animale și oameni, inclusiv calciu, encefalină și bombesină. Atât calciul, cât și bombesina simulează eliberarea gastrinei, în timp ce receptorii de opiacee au fost identificați pe celulele parietale. Nu este clar dacă aceste molecule au un rol fiziologic semnificativ în funcția celulelor parietale.

O varietate de substanțe sunt capabile să reducă secreția de acid gastric atunci când este perfuzată intravenos, incluzând prostaglandina E 2 și mai mulți hormoni peptidici, inclusiv secretina, peptida inhibitorului gastric, glucagonul și somatostatina. PGE 2, secretina și somatostatina pot fi regulatori fiziologici. Somatostatina inhibă secreția de gastrină și histamină și pare să aibă un efect inhibitor direct asupra celulei parietale.

Referințe și recenzii

  • Farmer CG, Uriona TJ, Olsen DB, Steenblik M, Sanders K. Șuntul de la dreapta la stânga al crocodilianilor servește digestia. Physiol Biochem Zool 2008; 81: 125-137.
  • Forte JG, Zhu L. Reciclarea apicală a celulei parietale gastrice H, K-ATPaza. Annu Rev Physiol 72: 273 - 96, 2010
  • Kidder GW, Montgomery CW. Difuzia CO2 în mucoasa gastrică a broaștei ca factor de limitare a vitezei în secreția acidă. Am J Physiol 1974; 227: 300 „304.
  • Samuelson LC, Hinkle KL: Prezentări în reglarea secreției de acid gastric prin analiza șoarecilor modificate genetic. Annu Rev Physiol 65: 383-400, 2003.
  • Yao X, Forte JG: Biologia celulară a secreției acide de către celula parietală. Annu Rev Physiol 65: 103-131, 2003.

Stomac: Introducere și index

Stomac: Introducere și index

O traducere bosniacă a acestei pagini de Amina Dugalic este disponibilă la traducerea bosniacă

O traducere în limba ucraineană a acestei pagini de către Olena Chervona este disponibilă la traducerea în limba ucraineană