Grelin ili lenomorelin, INN, je cirkulirajući hormon kojeg proizvode enteroendokrine ćelijegastrointestinalnog trakta, posebno želudac,[5][6] a često se naziva "hormonom gladi" jer povećava unos hrane.[6] Razina grelina u krvi je najviša prije obroka kada je osoba gladna, a na niži nivo vraća se nakon obroka.[6][7] Grelin također može pomoći i u pripremi za unos hrane,[6][8] povećanjem želučanog motiliteta i lučenja želučane kiseline.[6]
Grelin je otkriven nakon što je receptor za grelin (nazvan receptor za sekretagog hormona rasta tipa 1A ili GHS-R) određen 1999.[6] Naziv hormona zasnovan je na njegovoj ulozi: growth hormone -releasing peptid, s pozivom na korijen protoindoevropska rekonstrukcija/ gʰreh₁-| gʰre– , što znači rasti.[6]
Gen, transkripcijjski proizvod i struktura
Gen GHRL proizvodi iRNK sa četiri egzona. Translacijom i preradom, nastaje pet proizvoda: prvi je "preprogrelin" sa 117 aminokiselina. (Homologan je promotilinu; oba su članovi porodice motilina. Cijepa se da bi se dobGhrelina.jpgio progrelin, koji se također cijepa da bi se dobio 28-aminokiselinski (necilirani) grelin i C-grelin. Pretpostavlja se da je obestatin odcijepljen od C-grelina.[15]
Grelin postaje aktivan samo kada je kaprilna kiselina kaprilna (oktanska) kiselina posttranslacijski povezan sa serinom enzima grelin O-aciltransferaza (GOAT), u 3-položaju. Nalazi se na ćelijskoj membrani grelinskih ćelija u želucu i pankreasu.[16] Neoktanoilirani oblik je dezacil grelin. Ne aktivira GHS-R receptor, ali ima druge efekte: srčani,[17] antigrelin,[18] appetite stimulation,[19] i inhibicija izlaska glukoze iz jetre.[20] Također su uočeni bočni lanci koji nisu oktanoil: i oni mogu pokrenuti receptor za grelin.[21] Konkretno, utvrđeno je da dekanoil grelin čini značajan dio grelina u opticaju kod miševa, ali od 2011. njegovo prisustvo kod ljudi nije utvrđeno.[22]
Grelinske ćelije
Alternativni nazivi
Grelinska ćelija je poznata i kao A-likolika ćelija (gušterača), X-ćelija (zbog nepoznate funkcije), X / A-likolika ćelija (pacovi), epsilon ćelija (gušterača), P/D sub 1 ćelija (ljudi) i Gr ćelija (skraćenica od grelinska ćelija).[23]
Grelinske ćelije se nalaze u oksintskim žlijezdama (20% ćelija),[27] piloričnim žlijezdama i tankom crijevu. To su jajolike ćelije sa zrncima (granulama).[28] They have gastrin receptors.[29] Neke proizvode nesfatin-1.[30] Grelinske ćelije se na kraju diferenciraju u gušterači: one su progenitorne ćelije koje tamo mogu stvoriti A-ćelije, PP ćelije i Beta-ćelije.[31]
Funkcija i mehanizam djelovanja
Grelin je sudionik u regulaciji složenog procesa energetskehomeostaze koji prilagođava i unos energije – podešavanjem signala gladi – i izlaz energije, podešavanjem udjela energije koja ide u proizvodnju ATP , skladištenje masti, glikogena i kratkoročni gubitak toplote. Neto rezultat ovih procesa ogleda se u tjelesnoj težini i pod stalnim je nadzorom i prilagođavanjem, na osnovu metaboličkih signala i potreba. U bilo kojem trenutku, može biti u ravnoteži ili neravnoteži. Komunikacija želudac – mozak, važan je dio energetske homeostaze i vjerovatno je nekoliko komunikacijskih putova, uključujući želučani unutarćelijski put S6K1 posredovanja interakcije grelina, nesfatina i endokannabinoida želučanid sistema [32] i uzlaznih (aferentnih) i silaznih (eferentnih) vagusnih sigmala.
Pored svoje funkcije u energetskoj homeostazi, grelin također aktivira holinergijsko-dopaminergijsku nagradnu vezu u ulazima u ventralno tegmentno područje i u mezolimbni put ,[39] krug koji komunicira hedonske i ojačavajuće aspekte prirodnih nagrada,[13] such as food and addictive drugs such as ethanol.[37][40][41] Grelinski receptori nalaze se u neuronima tog kruga.[12][13] Za osjećaj nagrade od alkohola, potrebna je signalizacija hipotalamusnog grelina[42] i ukusna / korisna hrana.[43][44]
Grelin je povezan s izazivanjem apetita i ponašanjem u prehrani. Razina grelina u cirkulaciji je najviša neposredno prije obroka, a najniža neposredno nakon objedovanja.[45][46] Pokazalo se da injekcije grelina kod ljudi i pacova povećavaju unos hrane na način koji ovisi o dozi.[47] Dakle, što se više ubrizga grelina, to se više konzumira. Međutim, grelin ne povećava veličinu obroka, već samo njihov broj.[48] Injekcije grelina također povećavaju motivaciju životinje da traži hranu, ponašanja koja uključuju pojačano njuškanje, traženje hrane i gomilanje hrane. Tjelesna težina regulira se energetskom ravnotežom, količinom energije koja se uzima u odnosu na količinu energije koja se troši tokom dužeg vremenskog perioda. Studije su pokazale da su nivoi grelina u negativnoj korelaciji sa težinom. Ovi podaci sugeriraju da grelin funkcionira kao signal gojaznosti, glasnik između tjelesnih zaliha energije i mozga.[8]
Razine u krvi
Nivoi u krvi su u opsegu pmol/l. Mogu se izmjeriti i aktivni i ukupni grelin.[49] Koncentracije grelina u cirkulaciji rastu prije jela i padaju nakon toga,[45] snažnije kao odgovor na proteine i ugljikohidrate nego na lipide..[22]
Grelinski receptor
Grelinov receptor GHS-R1a (spojnica-varijanta receptor sekretagoga hormona rasta, pri čemu je spoj GHS-R1b neaktivan) uključen je u posredovanje bioloških efekata grelina širokog spektra, uključujući: stimulaciju oslobađanja hormona rasta, povećanje gladi, modulaciju metabolizma glukoze i lipida, regulaciju gastrointestinalnog motiliteta i sekrecije, zaštitu neuronskih i kardiovaskularnih ćelija i regulaciju imunske funkcije.[50] Prisutni su u velikoj gustoći u hipotalamusu i hipofizi, na vagusnom nervu (i na tijelima aferentnih ćelija i na eferentnim nervnim završecima) i u čitavom gastrointestinalnom traktu.[16][38]
Mjesto aktivnosti
Metabolizam glukoze
Čitav grelinski sistem (dAG, AG, GHS-R i GOAT) ima gluko-regulatorno djelovanje.[51]
Spavanje
Preliminarna istraživanja pokazuju da grelin sudjeluje u regulaciji cirkadijskih ritmova. Pregled je izvijestio da nije pronađen čvrst dokaz da je ograničenje sna uticalo na nivo grelina ili leptina ili na potrošnju energije.[52]
Grelin rano proizvode fetusna pluća i pospješuje njihov rast.[54] Razine grelina u krvi pupčane vrpce pokazuju korelaciju između nivoa grelina i porođajne težine.[49]
Anoreksija i gojaznost
Koncentracija grelina u plazmi gojaznih osoba niža je od one kod mršavijih osoba,[6][55] sugerirajući da grelin ne doprinosi pretilosti, osim u slučajevima Prader-Willijevim sindromom inducirane gojaznosti, gdje su visoke razine grelina u korelaciji s povećanim unosom hrane.[56][57] Osobe sa poremećsjrm zvanim anorexia nervosa imaju visok nivo grelina u plazmi[58] u poređenju sa vitkom i normalnom konstitucijom, kao kontrolom.[59][60] Razina grelina raste u doba dana od ponoći do zore kod mršavijih ljudi, što sugerira da postoji mahana u cirkadijskom ritmugojaznih osoba.[61] Ghrelin levels are high in people with cancer-induced cachexia.[62] Nema dovoljno dokaza da bi se zaključilo bilo za ili protiv upotrebe grelina u liječenju kaheksije povezane s kancerom.[63]
Upravljanje bolestima
Operacija želučane premosnice
Operacija gastrične premosnice ne samo da smanjuje kapacitet crijeva za hranu, već i razinu grelina u usporedbi s mršavim ljudima i onima koji su mršavili dijetom.[6][64] Studije nisu razjasnile da li se razina grelina vraća u normalu kod ljudi koji su imali operaciju želučane premosnice nakon stabiliziranja gubitka kilograma.[65] Operacija gastričnog bajpasa, koja uključuje gastrektomija vertikalnih rukavaca, dugoročno smanjuje nivo grelina u plazmi za oko 60%.[66]
^"Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
^"Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
^Kojima M, Hosoda H, Date Y, Nakazato M, Matsuo H, Kangawa K (decembar 1999). "Ghrelin is a growth-hormone-releasing acylated peptide from stomach". Nature. 402 (6762): 656–60. Bibcode:1999Natur.402..656K. doi:10.1038/45230. PMID10604470.
^Howard AD, Feighner SD, Cully DF, Arena JP, Liberator PA, Rosenblum CI, et al. (august 1996). "A receptor in pituitary and hypothalamus that functions in growth hormone release". Science. 273 (5277): 974–7. Bibcode:1996Sci...273..974H. doi:10.1126/science.273.5277.974. PMID8688086.
^ abNestler EJ, Hyman SE, Holtzman DM, Malenka RC (2015). "Neural and Neuroendocrine Control of the Internal Milieu". Molecular Neuropharmacology: A Foundation for Clinical Neuroscience (3rd izd.). New York: McGraw-Hill Medical. str. 245–267. ISBN9780071827690.
^ abcDickson SL, Egecioglu E, Landgren S, Skibicka KP, Engel JA, Jerlhag E (juni 2011). "The role of the central ghrelin system in reward from food and chemical drugs". Molecular and Cellular Endocrinology. 340 (1): 80–7. doi:10.1016/j.mce.2011.02.017. hdl:2077/26318. PMID21354264.
^Seim I, Amorim L, Walpole C, Carter S, Chopin LK, Herington AC (januar 2010). "Ghrelin gene-related peptides: multifunctional endocrine / autocrine modulators in health and disease". Clinical and Experimental Pharmacology & Physiology. 37 (1): 125–31. doi:10.1111/j.1440-1681.2009.05241.x. PMID19566830.
^ abCastañeda TR, Tong J, Datta R, Culler M, Tschöp MH (januar 2010). "Ghrelin in the regulation of body weight and metabolism". Frontiers in Neuroendocrinology. 31 (1): 44–60. doi:10.1016/j.yfrne.2009.10.008. PMID19896496. CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link)
^Korbonits M, Goldstone AP, Gueorguiev M, Grossman AB (april 2004). "Ghrelin--a hormone with multiple functions". Frontiers in Neuroendocrinology. 25 (1): 27–68. doi:10.1016/j.yfrne.2004.03.002. PMID15183037.
^"Pancreas islets in metabolic signaling--focus on the beta-cell". Frontiers in Bioscience. 13 (13): 7156–71. maj 2008. doi:10.2741/3218. PMID18508724. S2CID646106.
^Grube D, Forssmann WG (novembar 1979). "Morphology and function of the entero-endocrine cells". Hormone and Metabolic Research = Hormon- und Stoffwechselforschung = Hormones et Metabolisme. 11 (11): 589–606. doi:10.1055/s-0028-1092785. PMID94030.
^Fukumoto K, Nakahara K, Katayama T, Miyazatao M, Kangawa K, Murakami N (septembar 2008). "Synergistic action of gastrin and ghrelin on gastric acid secretion in rats". Biochemical and Biophysical Research Communications. 374 (1): 60–3. doi:10.1016/j.bbrc.2008.06.114. PMID18611393.
^Folgueira C, Seoane LM, Casanueva FF (2014). "The brain-stomach connection". u Delhanty PJD, van der Lely AJ (ured.). How Gut and Brain Control Metabolism. Frontiers of Hormone Research. 42. Basel: Karger. str. 83–92. doi:10.1159/000358316. ISBN978-3-318-02638-2. PMID24732927.
^Lall S, Tung LY, Ohlsson C, Jansson JO, Dickson SL (januar 2001). "Growth hormone (GH)-independent stimulation of adiposity by GH secretagogues". Biochemical and Biophysical Research Communications. 280 (1): 132–8. doi:10.1006/bbrc.2000.4065. PMID11162489.
^ abPage AJ, Slattery JA, Milte C, Laker R, O'Donnell T, Dorian C, et al. (maj 2007). "Ghrelin selectively reduces mechanosensitivity of upper gastrointestinal vagal afferents". American Journal of Physiology. Gastrointestinal and Liver Physiology. 292 (5): G1376-84. doi:10.1152/ajpgi.00536.2006. PMID17290011.
^Naleid AM, Grace MK, Cummings DE, Levine AS (novembar 2005). "Ghrelin induces feeding in the mesolimbic reward pathway between the ventral tegmental area and the nucleus accumbens". Peptides. 26 (11): 2274–9. doi:10.1016/j.peptides.2005.04.025. PMID16137788.
^Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Andersson M, Svensson L, Engel JA (mart 2006). "Ghrelin stimulates locomotor activity and accumbal dopamine-overflow via central cholinergic systems in mice: implications for its involvement in brain reward". Addiction Biology. 11 (1): 45–54. doi:10.1111/j.1369-1600.2006.00002.x. PMID16759336.
^Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Douhan A, Svensson L, Engel JA (mart 2007). "Ghrelin administration into tegmental areas stimulates locomotor activity and increases extracellular concentration of dopamine in the nucleus accumbens". Addiction Biology. 12 (1): 6–16. doi:10.1111/j.1369-1600.2006.00041.x. PMID17407492.
^Cummings DE, Frayo RS, Marmonier C, Aubert R, Chapelot D (august 2004). "Plasma ghrelin levels and hunger scores in humans initiating meals voluntarily without time- and food-related cues". American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism. 287 (2): E297-304. doi:10.1152/ajpendo.00582.2003. PMID15039149.
^Zhu B, Shi C, Park CG, Zhao X, Reutrakul S (juni 2019). "Effects of sleep restriction on metabolism-related parameters in healthy adults: A comprehensive review and meta-analysis of randomized controlled trials". Sleep Medicine Reviews. 45: 18–30. doi:10.1016/j.smrv.2019.02.002. PMID30870662.
^Comninos AN, Jayasena CN, Dhillo WS (2014). "The relationship between gut and adipose hormones, and reproduction". Human Reproduction Update. 20 (2): 153–74. doi:10.1093/humupd/dmt033. PMID24173881.
^Cummings DE, Weigle DS, Frayo RS, Breen PA, Ma MK, Dellinger EP, Purnell JQ (maj 2002). "Plasma ghrelin levels after diet-induced weight loss or gastric bypass surgery". The New England Journal of Medicine. 346 (21): 1623–30. doi:10.1056/NEJMoa012908. PMID12023994.
^Bohdjalian A, Langer FB, Shakeri-Leidenmühler S, Gfrerer L, Ludvik B, Zacherl J, Prager G (maj 2010). "Sleeve gastrectomy as sole and definitive bariatric procedure: 5-year results for weight loss and ghrelin". Obesity Surgery. 20 (5): 535–40. doi:10.1007/s11695-009-0066-6. PMID20094819.