Sensing and signaling of protein-derived nutrients in the gastointestinal tract
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Voraussetzung für eine präzise Regulation der verdauungsphysiologischen Prozesse ist die sensorische Erfassung von Inhaltsstoffen der aufgenommen Nahrung. Hinsichtlich der Vorgänge im Magen, die vorrangig von den enteroendokrinen G-Zellen und dem Peptidhormon Gastrin reguliert werden, gilt dies insbesondere für Proteine und Protein-Metaboliten. Im Rahmen der Studie konnte nachgewiesen werden, dass die zu den „open type“ Zellen gehörenden G-Zellen über charakteristische Rezeptoren verfügen, die eine zelluläre Protein-Registrierung ermöglichen könnten; neben Rezeptoren die u.a. durch basische bzw. aromatische Aminosäuren aktiviert werden, gilt dies insbesondere für den sogen. Pepton-Rezeptor GPR92, der durch Proteinfragmente aktiviert wird. Dieser Rezeptortyp wird auch in gustatorischen Zellen exprimiert und könnte entsprechend zur Erfassung des Umami-Geschmackes beitragen. Daneben wurden spezialisierte Epithelzellen charakterisiert, die offenbar als Sensorzellen fungieren und im Nagermagen palisadenartig angeordnet, ein charakteristisches zelluläres Band an der Fundus / Corpus Grenze bilden. Diese Zellen verfügen über Rezeptortypen (GPR41; GPR43), die durch kurzkettige aliphatische Fettsäuren aktiviert werden; entsprechende Metaboliten dürften im anaeroben Stoffwechsel der Mikroorganismen in der gespeicherten Nahrung des Fundus generiert werden. Die Ausstattung dieser Zellen mit charakteristischen Enzymen, wie die Cholin-Acetyltransferase und die Stickstoffmonoxid-Synthase sprechen für eine parakrine Übertragung der sensorischen Signale auf benachbarte Nervenzellen oder endokrine Zellen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012) Receptors responsive to protein breakdown products in G-cells and D-cells of mouse, swine and human. Front Physiol. 3:65
Haid DC, Jordan-Biegger C, Widmayer P, Breer H
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(2013) Band-like arrangement of taste-like sensory cells at the gastric groove: evidence for paracrine communication. Front Physiol. 4:58
Eberle JA, Richter P, Widmayer P, Chubanov V, Gudermann T, Breer H
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(2013) Gustatory sensory cells express a receptor responsive to protein breakdown products (GPR92). Histochem Cell Biol. 140(2):137-45
Haid DC, Widmayer P, Voigt A, Chaudhari N, Boehm U, Breer H
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(2014) Receptors for short-chain fatty acids in brush cells at the "gastric groove". Front Physiol. 5:152
Eberle JA, Widmayer P, Breer H
