Vivo patofysiologi
Ghrelin
Ghrelin upptäcktes som peptidhormonet som kraftigt stimulerar frisättning av tillväxthormon från den främre hypofysen. Det bestämdes därefter att ghrelin, tillsammans med flera andra hormoner, har signifikanta effekter på aptit och energibalans. Den dominerande källan till ghrelin är epitelceller i magen.
struktur av Ghrelin och dess Receptor
Ghrelin syntetiseras som en preprohormon, sedan proteolytiskt bearbetas för att ge en 28-aminosyrapeptid., En intressant och unik modifiering åläggs hormonet under syntesen i form av en n-oktansyra bunden till en av dess aminosyror; denna modifiering är nödvändig för biologisk aktivitet.
den dominerande källan till cirkulerande ghrelin är mag-tarmkanalen, främst från magen, men också i mindre mängder från tarmarna. Hypotalamus i hjärnan är en annan signifikant källa till ghrelin; mindre mängder produceras i placentan, njuren och hypofysen.
ghrelin-receptorn var känd långt innan ghrelin upptäcktes., Celler i den främre hypofysen bär en receptor som, när den aktiveras, stimulerar kraftigt utsöndring av tillväxthormon-den receptorn namngavs tillväxthormonsekretagouereceptorn (GHS-R). Den naturliga ligand för GHS-R tillkännagavs 1999 som ghrelin, och ghrelin namngavs för sin förmåga att provocera tillväxthormonsekretion (suffixet ghre betyder ”växa”).
ghrelins aktivitet vid modulering av utfodringsbeteende och energibalans förklaras bäst av närvaron av ghrelinreceptorer i områden av hypotalamus som länge är kända för att vara involverade i aptitreglering., Receptorer finns också koncentrerade i andra delar av hjärnan, inklusive hippocampus och regioner som är kända för att vara involverade i belöningssystem (t.ex. tegmental area); ghrelin verkar faktiskt aktivera några av samma kretsar som är involverade i drogbelöning, vilket också kan relateras till detta hormons effekter på aptit.,
fysiologiska effekter av Ghrelin och kontroll av sekretion
minst två viktiga biologiska aktiviteter har tillskrivits ghrelin:
- stimulering av tillväxthormonsekretion: Ghrelin, som ligand för tillväxthormonsekretagoguereceptorn, stimulerar kraftigt utsöndringen av tillväxthormon. Ghrelin-signalen är integrerad med tillväxthormonfrisättande hormon och somatostatin för att kontrollera tidpunkten och storleken på tillväxthormonsekretionen.,
- reglering av energibalans: hos både gnagare och människor fungerar ghrelin för att öka hungern även om dess verkan på hypotalamiska utfodringscentra. Detta är vettigt i förhållande till ökade plasmakoncentrationer av ghrelin som observerats vid fasta (se nedan). Dessutom rapporterade människor injicerade med ghrelin känslor av intensiv hunger. Ghrelin verkar också undertrycka fettutnyttjande i fettvävnad, vilket är något paradoxalt med tanke på att tillväxthormon har motsatt effekt., Sammantaget verkar ghrelin vara en av flera hormonella signaler som kommunicerar tillståndet av energibalans i kroppen till hjärnan.
andra effekter av ghrelin inkluderar stimulering av magtömning och olika positiva effekter på kardiovaskulär funktion (t.ex. ökad hjärtminutvolym). Det är inte helt klart om de kardiovaskulära effekterna är en direkt effekt av ghrelin eller representerar en indirekt effekt av ghrelin förmåga att stimulera tillväxthormonsekretion.,
blodkoncentrationer av ghrelin är lägsta kort efter konsumtion av en måltid, sedan stiga under den snabba strax före nästa måltid. Figuren till höger visar detta mönster baserat på analyser av plasma ghrelin hos 10 människor under en dag. |
med tanke på effekterna av ghrelin på energimetabolism och hunger, är det ett framträdande mål för utveckling av anti-fetma behandlingar., Det har rapporterats att immunisering av råttor mot ghrelin resulterade i minskad viktökning och adiposity relativa kontroll råttor, även om båda grupperna konsumeras en motsvarande mängd mat. Detta spännande experiment föreslår möjligheten till ett vaccin mot fetma.
kontrollen av ghrelinsekretionen är fortfarande dåligt förstådd. Andra hormoner som påverkar dess utsöndring inkluderar östrogen och leptin, men en omfattande förståelse för till exempel kortvarig kontroll av utsöndring från magen saknas.,
sjukdomstillstånd
Ghrelinkoncentrationer i blod reduceras hos överviktiga människor jämfört med magra kontrollpersoner, men om detta är orsak eller effekt är inte definierat. Patienter med anorexia nervosa har högre plasmanivåer av ghrelin än normalt, vilket minskar om viktökning uppstår.
Prader-Willi syndrom är en annan sjukdom som är relevant för ghrelin science. Berörda patienter utvecklar extrem fetma i samband med okontrollerbar och glupsk aptit. Plasmanivåerna av ghrelin är exceptionellt höga i jämförelse med patienter som på liknande sätt är överviktiga på grund av andra orsaker., Prader-Willi syndrom är tydligt en komplex sjukdom med många defekter; det kan vara att överdriven ghrelinproduktion bidrar till aptit och fetma komponenter.