Введение

Холецистокинин (CCK или CCK PZ; от греческого chole – «желчь», cysto – «пузырь», kinin – «движение»; следовательно, движение желчного пузыря) – пептидный гормон желудочно-кишечного тракта, ответственный за стимуляцию переваривания жиров и белков. Холецистокинин, ранее называвшийся панкреозимином, синтезируется и секретируется энтероэндокринными клетками двенадцатиперстной кишки, первого отдела тонкой кишки. Его присутствие вызывает высвобождение пищеварительных ферментов и желчи из поджелудочной железы и желчного пузыря соответственно, а также оказывает подавляющее действие на аппетит.

История

Доказательства того, что тонкий кишечник контролирует выделение желчи, были обнаружены еще в 1856 году, когда французский физиолог Клод Бернар показал, что при нанесении разбавленной уксусной кислоты на отверстие желчного протока, проток выделял желчь в двенадцатиперстную кишку. В 1903 году французский физиолог показал, что этот рефлекс не опосредован нервной системой. В 1904 году французский физиолог Шарль Флейг показал, что выделение желчи опосредовано веществом, переносимым кровью. Оставалась возможность, что увеличение потока желчи в ответ на присутствие кислоты в двенадцатиперстной кишке может быть связано с секретином, который был открыт в 1902 году. Проблема была окончательно решена в 1928 году Эндрю Конвей Айви и его коллегой Эриком Олдбергом из Медицинской школы Северо-Западного университета, которые обнаружили новый гормон, вызывающий сокращение желчного пузыря, и назвали его "холецистокинином". В 1943 году Алан А. Харпер и Генри С. Рапер из Манчестерского университета обнаружили гормон, стимулирующий секрецию ферментов поджелудочной железы, и назвали его "панкреозимином"; однако впоследствии было установлено, что панкреозимин является холецистокинином. Шведские биохимики Йоханнес Эрик Йорпес и Виктор Матт взялись за монументальную задачу – изолировать и очистить холецистокинин свиней, а затем определить его аминокислотную последовательность. В 1968 году они наконец представили аминокислотную последовательность холецистокинина свиней.

Структура

Холецистокинин является членом семейства пептидных гормонов гастрина/холецистокинина и очень похож по структуре на гастрин, другой гормон желудочно-кишечного тракта. CCK и гастрин имеют общие пять C-концевых аминокислот. CCK состоит из различного количества аминокислот в зависимости от посттрансляционной модификации 150-аминокислотного предшественника – препрохолецистокинина. Таким образом, пептидный гормон CCK существует в нескольких формах, каждая из которых идентифицируется количеством содержащихся в ней аминокислот, например, CCK 58, CCK 33, CCK 22 и CCK 8. CCK58 принимает конфигурацию «спираль-поворот-спираль». Биологическая активность локализована в C-конце пептида. Большинство пептидов CCK содержат сульфатную группу, присоединенную к тирозину, расположенному на расстоянии семи аминокислотных остатков от C-конца (см. сульфатирование тирозина). Это наиболее распространенный нейропептид в центральной нервной системе. CCK тщательно исследован в отношении его роли в пищеварении и участвует в ряде процессов, таких как пищеварение, насыщение и тревожность.

Желто-кишечный тракт

CCK синтезируется и высвобождается энтероэндокринными клетками в слизистой оболочке тонкой кишки (преимущественно в двенадцатиперстной и тощей кишке), называемыми I-клетками, нейронами энтеральной нервной системы и нейронами головного мозга. Попав в кровоток, CCK имеет относительно короткий период полувыведения.

Пищеварение

CCK опосредует пищеварение в тонком кишечнике, замедляя опорожнение желудка. Он стимулирует ацинарные клетки поджелудочной железы к выделению сока, богатого панкреатическими пищеварительными ферментами (отсюда альтернативное название – панкреозимин), которые катализируют переваривание жиров, белков и углеводов. Таким образом, по мере снижения уровня веществ, стимулировавших высвобождение CCK, концентрация гормона также снижается. Высвобождение CCK также ингибируется соматостатином и панкреатическим пептидом. Трипсин, протеаза, выделяемая ацинарными клетками поджелудочной железы, гидролизует пептид, высвобождающий CCK, и мониторный пептид, тем самым отключая дополнительные сигналы к секреции CCK. CCK также вызывает усиление выработки печеночной желчи и стимулирует сокращение желчного пузыря и расслабление сфинктера Одди (сфинктера Глиссона), что приводит к поступлению желчи в двенадцатиперстную кишку. CCK также оказывает стимулирующее действие на блуждающий нерв, которое может быть подавлено капсаицином. Стимулирующие эффекты CCK противоположны эффектам грелина, который, как было показано, подавляет блуждающий нерв. Эффекты CCK варьируются у разных людей. Например, у крыс введение CCK значительно снижает чувство голода у взрослых самцов, но оказывает несколько меньший эффект на молодых особей и еще меньший – на самок. Подавление аппетита, вызванное CCK, также снижается у крыс с ожирением.

Неврологические

CCK широко распространен по всей центральной нервной системе, с высокой концентрацией в лимбической системе. CCK синтезируется как 115-аминокислотный препрогормон, который затем превращается в несколько изоформ.

Паникогенные

Фрагмент CCK-тетрапептида CCK 4 (Trp Met Asp Phe NH2) надежно вызывает тревогу и панические атаки (паникогенный эффект) при введении людям и обычно используется в научных исследованиях для этой цели, а также для тестирования новых анксиолитических препаратов. Позитронно-эмиссионная томография, визуализирующая региональный мозговой кровоток у пациентов во время вызванных CCK 4 панических атак, показывает изменения в передней поясной коре, области островкового клаустра и миндалевидного тела, а также в черве мозжечка. Также было показано, что CCK взаимодействует с кальцинеурином в поджелудочной железе. Кальцинеурин активирует факторы транскрипции NFAT 1–3, что стимулирует гипертрофию и рост поджелудочной железы. Стимуляция CCK может происходить при диете с высоким содержанием белка или под воздействием ингибиторов протеаз. Было показано, что CCK взаимодействует с орексиновыми нейронами, которые контролируют аппетит и бодрствование (сон). CCK может оказывать косвенное влияние на регуляцию сна. CCK в организме не может проникать через гематоэнцефалический барьер, однако некоторые области гипоталамуса и ствола мозга не защищены этим барьером.