消化道激素
消化道激素
消化道激素(digestive tract hormones)又稱胃腸激素,是胃腸道粘膜的分泌細胞產生的一系列肽類激素,主管消化道運動、消化液分泌,以及胃腸粘膜的更新和滋養等生理活動。
又稱胃腸激素。胃腸道粘膜的分泌細胞產生的一系列肽類激素,主管消化道運動、消化液分泌,以及胃腸粘膜的更新和滋養等生理活動。消化道中的內分泌細胞彌散分佈於整個胃腸道粘膜,且與非內分泌細胞混雜在一起。分泌出的多肽激素有的進入血液循環,作用於靶器官而引起生理反應,調節消化器官活動、消化液的分泌和消化吸收過程,此屬內分泌的作用方式;有的經細胞間液彌散,影響毗鄰的細胞群而起到局部調節作用,則屬旁分泌的作用方式。
亦稱促胃泌素,是由幽門前庭部粘膜經食糜刺激而分泌的酸性肽類激素。胃泌素系從其前體非活性蛋白質轉化而來,可以多種形式存在:小胃泌素(十七肽)為主要分泌產物,此外尚有大胃泌素(三十四肽)與微小胃泌素(十四肽)以及它們的硫酯衍生物。胃泌素的羧端五肽醯胺順序為活性中心區域。胃泌素主要作用於胃粘膜中的壁細胞與主細胞,促進胃酸和胃蛋白酶的分泌,並具有滋養胃粘膜的作用。人工合成的五肽胃泌素──β-丙、色、甲硫、門冬、苯丙醯胺即具有明顯的促胃泌素活性,在臨床上廣泛應用於檢查胃酸分泌機能及各種胃病的鑒別診斷。
也稱胰泌素或腸促胰液肽,為英國生理學家W.M.貝利斯與E.H.斯塔林於20世紀初在十二指腸粘膜中發現的內分泌物質。50年代才闡明其結構,為鹼性二十七肽醯胺。從每頭豬腸粘膜液中僅可製取約1微克的純品。其主要生理功能是刺激胰腺分泌碳酸氫鹽液,中和從胃輸入的酸性食糜,並有增強膽囊收縮素的作用和抑制胃酸分泌等效應。胃酸是引起此激素分泌的刺激物。因它能增加血管顯影的清晰度和縮短動脈充盈時間,故臨床上用來配合胰血管造影,進行胰腺腫瘤或囊腫的診斷。
也稱促胰酶素,是上部小腸、十二指腸分泌的三十三肽醯胺(簡稱CCK-33)。其主要生理功能是刺激膽囊收縮使之分泌膽汁,並促進胰酶分泌。油類食物為膽囊收縮素的刺激物。其第27位酪氨酸殘基經硫酯化后才呈現充分的生物活性。人工合成的羧端八肽硫酯物(CCK-8)即具有充分的促膽囊收縮活性。腦內也有CCK-8,是引起飽感和參與食慾調節的活性肽之一。
為二十二肽,分佈於小腸、十二指腸等處可增強胃腸蠕動;腸抑胃肽(GIP)為四十二肽,分佈在小腸、十二指腸、空腸,有抑制胃酸分泌、增強葡萄糖促胰島素分泌的效應;血管活性腸肽(VIP)為二十八肽醯胺,廣泛分佈於腸道,可引起腸系膜的血管舒張,刺激腸液分泌與胃腸運動。
動物進化過程中,消化道器官逐步複雜化,由它們分泌的肽類激素與接受這些訊號的受體也趨異分化。因此胃腸道激素之間的結構相似與功能重疊是較普遍的現象。例如胃泌素與膽囊收縮素屬“同族”肽系,結構與功能都有相關性。兩者的羧端五肽順序相同,是生物活性中心或關鍵的信息部位,分子的其餘部分是功能分化或作用於不同對象(靶器官)的識別與結合部位。膽囊收縮素似乎是更為古老的分子,如圓口魚類──七鰓鰻的消化道已分化出膽囊,尚無胃酸分泌器官,從其腸粘膜中確可找到CCK樣肽。硬骨魚和兩棲類的腸及胃竇粘膜均分泌CCK樣肽,尚未發現可鑒別的胃泌素分泌細胞。在爬行類消化道中則發現了可區別的CCK和胃泌素分泌細胞。又例如促胰泌素、VIP、GIP,以及由胰腺分泌的胰高血糖素(二十九肽)為同族肽系。它們的結構甚為相似,除各自發揮特異作用外,尚兼有同族肽的類似生物效應。促胰泌素主管胰臟分泌碳酸氫鹽液流,胰高血糖素靈敏地刺激糖元分解而使血糖升高,VIP則兼有上述兩者的功能,唯效應較弱。就結構相似性而言,VIP也介乎促胰泌素與胰高血糖素之間。由此推測,VIP是此族肽的祖先分子。此族肽都能抑制胃酸分泌,刺激胰島素釋放與脂肪水解,唯效價不同而已。不僅如此,消化道激素與其他體系的多肽激素在結構上也反映出相似性。可以認為,多肽激素起源於數目有限的共同祖先分子。
先在消化道中發現的多肽激素如CCK、VIP,也分佈於中樞及周邊神經系統。原來從腦或下丘腦內找到的神經肽如腦啡肽(一種具有嗎啡樣鎮痛等效應的五肽),生長激素釋放抑制素(見下丘腦激素)也存在於消化道。可以設想產生這些共同肽的神經-內分泌細胞屬於“胺前體攝取與脫羧”(APUD)系細胞,具有共同的細胞組織化學特徵與超顯微結構,都可以攝取氨基酸衍生物並使之脫羧成為單胺類物質──神經遞質。就胚胎學起源而言,胃腸道和神經系統中分泌神經肽的細胞可能都來自神經嵴。
也存在下列一種概念:從幽門至直腸的消化道粘膜中廣泛地存在感受性分泌細胞,具有對刺激物敏感的表面受體,並能將信息傳入細胞內部,激發一系列酶促反應,引起反應,及時分泌多肽信使,然後通過血液循環或細胞間液擴散,作用於效應細胞。此過程因與典型神經元的感受-分泌機理相仿,故稱這些分泌細胞為副神經元,由它們分泌神經遞質樣活性肽。