¿Qué son las células G?
Las células G son células endocrinas que están sometidas a regulación humoral, neural y del contenido luminal. Se ubican a nivel de la mucosa duodenal y del antro gástrico. Estas células representan un porcentaje minoritario de las células de la mucosa gástrica (1%).
Las microvellosidades presentes en este tipo celular, las cuales están distribuidas en sus superficies apicales, hacen posible la toma de muestras del contenido gástrico. Las células G liberan gastrina, una hormona polipeptídica cuya secreción es inducida por estímulos de naturaleza neural, mecánica o química.
La gastrina estimula las células parietales para que secreten ácido, incrementa en la mucosa gástrica el flujo sanguíneo, induce la secreción de pepsina en las células principales y promueve el crecimiento del tejido exocrino y pancreático, así como la motilidad gástrica.
La actividad o mecanismo de acción de las células G es estimulada por la presencia de los productos de degradación de las proteínas. Sin embargo, se ha demostrado que no solo responden a este tipo de señales químicas, sino que también son estimuladas por distensión de la pared abdominal.
En este sentido, se ha evidenciado la presencia de canales iónicos mecanosensibles pertenecientes a la familia Piezo, los cuales se describen a continuación.
Desarrollo de las células G
En los vertebrados, el estómago cumple múltiples funciones, además de ser el lugar donde se almacenan los alimentos, como la de proporcionar una barrera que evite la entrada de los microorganismos hasta el intestino y crear un ambiente protector contra ataques de naturaleza endógena o exógena.
El estómago posee diversas células, las cuales realizan funciones específicas. Tal es el caso de las células enterocromafines encargadas de producir histamina, las células que secretan hormonas de naturaleza peptídica, células D que liberan somatostatina, células A productoras de grelina, y las células G que secretan gastrina.
Las células G se originan de células hormonales pre-endocrinas que sufren una división asimétrica en la mucosa del estómago, lo que da origen a dos células hijas. Una de ellas expresa somatostatina y la otra expresa gastrina en cada proceso de división.
Dicha división asimétrica hace posible que las células que secretan somatostatina modulen el crecimiento y la acción de las células G secretoras de gastrina. La maduración de ambos tipos de células está finamente regulada por factores de transcripción.
Gastrina y receptor de colecistoquinina
La gastrina en principio es traducida como preprogastrina. Una vez ha ocurrido el proceso de traducción, la preprogastrina sufre escisiones que origina péptidos de diferentes tamaños, en el que la gastrina “Big” es el péptido más común.
La actividad biológica de la gastrina se encuentra en una secuencia denominada pentagastrina, la cual está constituida por 5 aminoácidos. Esta secuencia está ubicada en el dominio C- terminal.
Las acciones de la gastrina se dan posterior a su unión al receptor de colecistoquinina (CCKB), receptor acoplado a proteína G.
Una vez la gastrina se une a su receptor, se desencadena una cascada de señalización donde se activan inositoles de membrana como la fosfolipasa C, que conduce a los aumentos en las concentraciones del calcio intracelular y a la acción de segundos mensajeros como el inositol trifosfato y el diacilglicerol.
No obstante, dicho receptor puede inducir también activación de la vía de señalización que involucra a los receptores de tirosina quinasa, solo que en menor medida.
La expresión del receptor de CCKB se encuentra en el sistema digestivo, glóbulos blancos, células endoteliales y sistema nervioso central.
Canales mecanosensibles Piezo
Los canales iónicos mecanosensibles responden a impulsos mecánicos, es decir; se abren cuando la membrana celular es sometida a un cambio de tensión o presión.
Los mecanismos a través de los cuales se perciben dichos cambios están en discusión, pero se ha propuesto la participación de componentes del citoesqueleto y fosfolipasas asociadas a la membrana celular.
Los canales mecanosensibles Piezo, son proteínas que se han conservado a lo largo de la evolución y que además de ser modulados por voltaje, responden a estímulos de naturaleza mecánica.
Los canales iónicos Piezo1 y Piezo2 cumplen una gran gama de procesos fisiológicos de vital importancia. Por ejemplo: Piezo1, participa en el desarrollo del sistema linfático y de la vasculatura en ratones.
Piezo2, por su parte, participa en la mecanotransducción de las células de Merkel y neuronas sensoriales ubicadas en la raíz dorsal.
Recientes estudios en humanos y ratones han demostrado que los canales Piezo también están involucrados en procesos fisiológicos no sensoriales, como el remodelamiento del músculo liso, formación de la lámina epitelial y de cartílago en las células que lo componen (condrocitos).
En ratones se ha evidenciado que la eliminación de los genes Piezo1 o Piezo2 conduce a la mortalidad del embrión o a la letalidad postnatal temprana.
Expresión de canales mecanosensibles en células G
Las respuestas de las células G a los distintos productos proteicos es llevado a cabo por receptores quimiosensoriales. Sin embargo, los mecanismos involucrados en la activación de dichas células tras la distensión de la pared estomacal son poco conocidos.
Se requiere de inervación antral para que ocurra la estimulación de las células G. Sin embargo, un estudio reciente indicó que incluso tras la denervación antral, la acción de las células G aumenta en respuesta a la distensión. Es por ello que se ha especulado que las células G son sensibles a estímulos mecánicos.
En vista de ello, un grupo de investigadores se propuso dilucidar la existencia de canales iónicos Piezo en las células G, los cuales son mecanosensibles. Los resultados obtenidos demostraron efectivamente que los canales Piezo1 se expresan en la región antral del estómago de ratones.
Los canales Piezo1 no están distribuidos de manera uniforme en toda la célula G, sino en la parte basolateral. Hecho que es de gran interés, ya que justamente el almacenamiento de gastrina en vesículas secretoras ocurre justo en esa región, esperando la llegada del estímulo apropiado para su liberación.
Referencias
- Coste, B., Mathur, J., Schmidt, M., Earley, T.J., Ranade, S., Petrus, M.J., Dubin, A.E., Patapoutian, A. Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels. Science.
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