מוטילין - Motilin

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
מוטילין
Motilin
מעבדה	אנדוקרינולוגיה או כימיה בדם
תחום	מפגעי קיבה ומעי המשבשים את התכווצויות הקיבה והמעי ומאטות את תנועתיות המזון למעי הגס
טווח ערכים תקין	פלזמה או נסיוב-פחות מ-446 פיקוגרם/מ"ל
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

היסטוריה

בשנת 1935 פרסמו שני הרופאים הישראליים, ד"ר שי וד"ר גרשון-כהן מאמר חלוצי ב-Am J Dig Dis, בו הדגימו שפרפוזיה של סודיום ביקרבונאט לתריסריון של בני-אדם הביאה להתרוקנות מהירה של ארוחת בריום סולפאט מהקיבה. Motilin התגלה בשנת 1966 על ידי Brown כאשר הזריק תמיסה בסיסית לתוך התריסריון של כלבים, מה שגרם להתכווצויות חזקות של הקיבה, ודווח ב-Gastroenterology, והביא את Brown להערכה שהתמיסה האלקלינית מגרה ומשפעלת פעילות מוטורית, או שהיא מונעת את ההפרשה של הורמון המעכב פעילות מוטורית זו. חוקר זה בודד פוליפפטיד במהלך הניקוי של ההורמון secretin על ידי שימוש בעמודה של carboxymethyl cellulose, וטבע את שמו-Motilin, במאמר משנת 1971 ב-Can J Physiol Pharmacol. בשנת 1972 מיצה Brown את הפפטיד מרירית של תריסריון ממקור חזיר, ופענח את המבנה שלו כולל את רצף חומצות האמינו בשנת 1973, במאמר שפרסם ב-Canadian journal of Biochemistry. בשנת 1987 הראו Seino וחב' שמוטילין אדם וזה של חזיר זהים לחלוטין במבנה שלהם. אנשי החברה הפרמצבטית היפאנית Kyowa Hakko Kogyo Co, יצרו בהנדסה גנטית ריקומביננט של מוטילין מחזיר (הידוע כ-13-Leu-motilin), בו הם שִחלפו את חומצת האמינו מתיונין הנמצאת ברצף בעמדה 13 בחומצת האמינו לאוצין וקבלו תוצר עם פעילות מופחתת ביותר, שכן מתיונין בעמדה זו מתחמצן בקלות.

בסיס פיזיולוגי

היבטים של מבנה מוטילין בהקשר לפעילותו

Motilin הוא הורמון פפטידי המכיל 22 חומצות אמינו והוא שייך למשפחת חלבוני motilin המקודדת על ידי הגן MLN. משקלו המולקולארי של motilinהוא 2,698, ורצף חומצות האמינו שלו הוא כדלקמן:

Phe-Val-Pro-Ile-Phe-Thr-Tyr-Gly-Glu-Leu-Gln-Arg-Met-Gln-Glu-Lys-Glu-Arg-Asn-Lys-Gly-Gln

מוטילין נוצר בתהליך של ביקוע פרוטאוליטי של קודמן (precursor) שגודלו 115 חומצות אמינו, כפי שדיווחו Daikh וחב' ב-1989 בכתב העת DNA. ניתן לומר שלמוטילין אין כל דמיון מבני מובהק לכל פפטיד ביולוגי נוסף, פרט ל-ghrelin. במיצוי של רקמת מעי של אדם או מהפלזמה שלו, מוצאים 2 צורות בסיסיות של motilin: הצורה המולקולארית הראשונה היא פוליפפטיד של 22 חומצות אמינו, ואילו הצורה השנייה לעומת זאת, מכילה את אותן חומצות אמינו, אך היא כוללת גם שייר קרבוקסי טרמינאלי. בנוסף לאדם, קולטונים למוטילין נמצאים גם בצינור העיכול של חזירים, חולדות, פרות וחתולים, כמו גם ב-CNS של ארנבות. הקצה ה-N טרמינאלי של מוטילין חשוב לפעילותו הביולוגית , והסרה של 5 חומצות האמינו הראשונות בקצה זה, הורסת 98% מפעילותו, כאשר הסרה של 5 חומצות אמינו מהקצה ה-C טרמינאלי היא ללא כל השפעה דומה. רק לשם השוואה, לקצה ה-Nטרמינאלי של gastrin או של cholecystokinin אין כל משמעות תפקודית. המבנה של מוטילין מראה קונפורמציה של helixα בין שייר חומצה גלוטמית בעמדה 9 וליזין בעמדה 20.

תאים מייצרי מוטילין

מוטילין מסונתז על ידי תאים אנדוקריניים אנטרוכרומפינים (הידועים גם כ-EC2 או תאי M) ברירית של התריסריון ובמעי הריק במרכז המעי הדק (jejunum). המיקום של מוטילין תואר בשיטות RIA על ידי Bloom וחב' בשנת 1976 ב-J Gastroenterol. בשיטות אלה נקבע שהרמות של מוטילין בתריסריון וב-jejunum גבוהות בהרבה לעומת רמותיו ב-antrum של הקיבה. השם motilin נטבע על בסיס פעילותו הביולוגית לעודד תנועתיות של המעי, באופן המחיש תנועת מזון כלפי המעי הגס. מוטילין נחשב כווסת אנדוקריני של מה שמוגדר כ-MMC או migrating motor complex שהוא דפוס התנועתיות של המעי הצם, על ידי כיווץ שרירים חלקים בחלק העליון של מערכת העיכול. אך נמצאים גם במוח, בסמפונות הריאה ובתאים ממאירים של מערכת העיכול, כפי שדיווחו Leduquel וחב' ב-1981 ב-Endocrinology, וכן Gasparini וחב' ב-1994 ב-Am J Med Genet . בשנת 1997 דיווחו Depoortere וחב' ב-Brain Res על כך ש-mRNA של מוטילין נמצא במוח של אדם וארנבת, ו-Jenssen וחב' פרסמו ב-Acta Obstet Gynecol Scand. ב-1986 שסומטוסטטין בפלזמה יכול להיות מודולטור פיזיולוגי של הפרשת מוטילין. מתברר שמוטילין גם מגרה הפרשה אנדוקרינית מבלוטת הלבלב.

כפי שפרסמו Leduque וחב' ב1981 ב-Cell Tissue Res וכן Gasparini וחב' ב-1994 ב-Hum Genet, מוטילין מסונתז בעיקר על ידי תאים במעי הדק, אך הוא נוצר גם בכמויות קטנות יותר במוח, בסימפונות הריאה, ובתאים ממאירים של המעי. בשנת 1997 דיווחו Depoortere וחב' ש-mRNA של מוטילין נמצא במוחות של אדם וארנבות, ואילו Jenssen וחב' פרסמו בשנת 1986 ב-Acta Obstet Gnecol Scand, שסומטוסטטין בפלזמה יכול להיות מודולטור פיזיולוגי של הפרשת מוטילין.

מחזוריות של מוטילין בפלזמה

רמת מוטילין בפלזמה עולה באופן מחזורי כל 90-120 דקות, במשך חלון הזמן של צום או אי עיכול מזון, ומחזוריות זו של מוטילין נעלמת מייד לאחר הארוחה. השיאים המחזוריים הקצרים ברמת מוטילין בפלזמה לאורך תקופת צום של בין הארוחות, מסייעים לייצר פרקי זמן קצרים (5-10 דקות) של התכווצויות פריסטלטיות חזקות המתחילות מהקיבה, ונודדות לתריסריון ולמעי הדק. דפוס זה של גלים נעים ידוע כ"כיווץ פאזה III" של ה-MMC, מסייע לדחוף כלפי מטה לא רק את המזון המעוכל, אלא גם לנקות את המעי מפסולת מזון ומחיידקים, שהיו עלולים להצטבר ולהפריע לספיגת המזון במעי הדק. לאחר הארוחה, ה-MMCs נעלמים, ובמקומם מופיעה פעילות עיכולית המאופיינת על ידי ערבוב סדיר ותנועות ערבול, המאפשרות ספיגה אופטימאלית של פריטי המזון.

פעילותו של מוטילין

מוטילין מעודד גם את התעוררות התגובה בחשיפה למזון (feeding response). מוליטלין יכול להיות מגורה על ידי מזון חומצי או מזון עתיר שומן. מוטילין יכול להגביר הפרשת האנזים פפסין וגורם להגברת הלחץ בתוך הקיבה. מוטילין יכול לעודד את כיווץ שריר השוער של הוושט ורמות מוטילין עוברות דיכוי על ידי קלציטונין. למוטילין תקופת מחצית-חיים של כ-5 דקות.

מחקרים אחדים בכלבים הראו שמוטילין מופרש בפרק הזמן של צום בין ארוחות, כאשר בליעת מזון מונעת הפרשה זו. הזרקה תוך-ורידית של הסוכר גלוקוזה, המגביר הפרשת אינסולין, מונעת אף היא את ההפרשה המחזורית של מוטילין. מחקרים אחרים בכלבים מרמזים על כך שמוטילין פועל כליגנד אנדוגני במנגנון של משוב חיובי המעודד הפרשה של יותר מוטילין. מוטילין הוא הורמון ייחודי בכך שהוא משחק תפקיד בפרק הזמן שבין ארוחות (interdigestive period), ולא כמו שמקובל לגבי רוב ההורמונים, שפעילותם היא בעיקר מייד לאחר הארוחה (postprandial period). בפרק הזמן שבין ארוחות, התנועתיות במערכת הגסטרו-אנטראלית מאופיינת על ידי כיווצים הנעים מהקיבה ומתפתחים לאורך המעי הדק. ארבעת הפאזות של תנועה כיווצית זו תוארו לראשונה על ידי Szurszewski כבר ב-1969 ב-Am J Physiol. (ראה תרשים)

ארבע פאזות אופייניות של INC או interdigesive migrating contractions בכלבים. פאזה I-רגיעה; פאזה II-פאזה של פעילות התכווצות לא סדירה; פאזה III-התכווצויות ריתמיות אינטנסיביות המתחילות משריר השוער התחתון של הוושט (LES) והקיבה ונע דרך המעי הדק לעבר ה-ileum הטרמינאלי; פאזה IV-דעיכה מהירה של פעילות ההתכווצות עד לרגיעה מוחלטת.

מיד לאחר הגילוי של מוטילין, הוצע על ידי Itoh וחב' ב-1975 שפפטיד זה משרה "התכווצויות בעת רעב". חוקרים אלה פרסמו ב-J Gastroenterol, שהזרקה של מוטילין אקסוגני, יוצרת טרם-זמנן התכווצויות של פאזה III בקיבה, הדומות להתכווצויות ספונטאניות של פאזה III בכלבים. רעיון זה נתמך על ידי מחקרם של Peeters וחב' משנת 1980 ב-Gastroenterology, שתיארו פעילות מוטורית של פאזה III המתחילה מהקיבה או מקצה התריסיון העליון הכרוכה בשיאי הריכוז של מוטילין בפלזמה, וחמחקר נוסף של Lee וחב' משנת 1983 ב-Am J Physiol, שהראו שאנטי-סרום כנגד מוטילין, שנִטרל את הפפטיד הזה בפלזמה, הביא לדיכוי של התכווצויות פאזה III.

השפעה של ה-pH בתריסריון על הפרשת מוטילין

הפיקוח על הפרשת מוטילין ברובו לא ברור, אם כי מספר מחקרים מרמזים ש-pH בסיסי בתריסריון מעודד את הפרשתו. מעניין לציין ש-pH חומצי מעכב את הפעילות התנועתית של הקיבה, בעוד ש-pH בסיסי אמנם מעודד אותה. כבר בשנת 1976 פרסמו Mitznegg וחב' ב-Lancet, שבאדם, בניגוד לכלבים, החדרה לתריסריון של 50 מ"ל תמיסת HCl בריכוז של 0.1 M, הביאה לעליה של 90% ברמת מוטילין בפלזמה תוך 4 דקות. אך רמת חומציות זו אינה יכולה להיחשב "פיזיולוגית", וכמות קטנה יותר שלך חומצה אנדוגנית המופרשת בתגובה ל-pentagastrin לא מביאה לעליה ברמת מוטילין בפלזמה. לא נמצא מתאם בין רמת מוטילין בפלזמה לבין ה-pH בתריסריון לאחר ארוחה, ונראה אם כך שחומציות התריסריון אינה מנגנון פיזיולוגי משמעותי הגורם להפרשת מוטילין באדם. נראה שיש הבדלים משמעותיים בהפרשת מולטילין בין מינים שונים של בע"ח. לדוגמה, Mitznegg במאמרו ב-Lancet הראה שהחדרת תמיסת בופר טריס (pH10.3) בריכוז 0.3M לתריסריון של אדם, מביא לירידה קלה ברמת מוטילין בפלזמה. ממצא זה מנוגד לשחרור הניכר של מוטילין לפלזמה של כלבים המוזרקים תמיסה אלקלינית לתוך התריסריון כפי שדיווחו Dryburgh ו-Brown ב-1975 ב-Gastroenterlogy.

שחרור מוטילין לאחר ארוחות

Grossman וחב' הציעו ב-1974 ב-Gastroenterology שכדי שפפטיד גסטרואנטראלי יוגדר כהורמון, הוא צריך להיות מופרש לאחר ארוחה. Christofidesוחב' פרסמו ב-1978 ב-Gut את מדידת ההשפעה של ארוחת בוקר ממוצעת על רמת מוטילין בפלזמה, כפי שנמדדה ב-28 מתנדבים בריאים. כל משתתפי הניסוי אכלו ארוחה שכללה כוס מיץ תפוזים, חביתת 2 ביצים, 2 פרוסות לחם עם חמאה, וצלוחית ריבה (66 גרם פחמימות, 18 גרם חלבונים, 22 גרם שומנים וסך 530 קלוריות). 15 דקות לאחר גמר הארוחה רמת מוטילין בפלזמה עלתה בממוצע ב-22 פיקומול/ליטר, והיא חזרה לערכי הבסיס לאחר 60 דקות.

על מנת לקבוע איזה ממרכיבי הארוחה היה אחראי לעליה ברמת מוטילין בפלזמה, נוסו ארוחות המורכבות באופן יחידני מכל אחד מאבות המזון. בליעה של 120 מ"ל של שמנת מתוקה (double cream) המוגדרת כשומן (515 קלוריות), מומסת ב-500 מ"ל מים העלתה רמת מוטילין בפלזמה בממוצע ב-40 פיקומול/ליטר. לעומת זאת, הבליעה של 50 גרם גלוקוזה מומסים ב250 מ"ל מים, הביעה לנפילה ממוצעת של 35 פיקומול/ליטר. אכילת מנת חלבון (680 גרם של דג בקלה מאודֶה), הייתה מלווה בעליה קלה ברמת מוטילין, אך לעומת זאת עירוי תוך ורידי של הידרוליזאט של חלבון, הביאה לירידה משמעותית ברמת מוטילין בפלזמה. לעומת זאת, עירוי לווריד של שומן או של פחמימות הביא לתגובות ברמת מוטילין בפלזמה שהיו זהות לאלה שהתקבלו לאחר קבלה פומית של שומנים או פחמימות. נתונים אלה של עליית רמות מוטילין בפלזמה לאחר ארוחה, מדגישים את המורכבות של מנגנון הררשת פפטיז זה במעי. נראה שלמרכיבי הארוחה יש השפעה מעודדת או מדכאת של הפרשת מוטילין.

הקולטנים של מוטילין

ב-1999 הצטלבו הדרכים של מוטילין ושל ghrelin באופן מקרי עם התגלית של ghrelin כליגנד האנדוגני המגרה הפרשת הורמון גדילה (GH) דרך הקולטן GH-secrettagogue receptor וכן זיהוי של הקולטן "היתום" GPR38 כקולטן של מוטילין. שני קולטנים אלה, של מוטילין ושל Ghrelin, דומים מבנית. מעניין, שקולטנים הומולוגיים לזה שבאדם נמצאים גם בדג הכדור (pufferfish), שהופיע לעולם 400 מיליון שנה לפני האדם, מה שמרמז שימור אבולוציוני מרשים, ומייחס חשיבות פיזיולוגית לקולטן זה. במיוחד יש להדגיש שבמקטע (domain) הטרנס-ממברנאלי השלישי של הקולטן ל-Ghrelin כמו גם בקולטן למוטילין, מוטציה נקודתית בשייר של חומצה גלוטמית בעמדה 134 המשוחלף עם גלוטמין הופכות את הקולטנים הללו לבלתי-מתפקדים, ו-Xu וחב' פרסמו ב-Biochem Pharmacol בשנת 2005 שמוטציה דומה בעמדה E119 בקולטן למוטילין בה משוחלפת חומצה גלוטמית בגלוטמין אף היא הופכת את הקולטן לבלתי מתפקד. נתונים אלה מרמזים למכנה משותף אבולוציוני ותפקודי ברמת הקולטנים ל-ghrelin ולמוטילין. הקישור של מוטילין לקולטן שלו, דורש לא רק אינטראקציה של הפפטיד הזה עם שייר E119, אלא תלוי גם במספר שיירים של חומצות אמינו בלולאה החוץ-תאית השלישית של הקולטן, על פי Matsuura וחב' במחקרם משנת 2005 ב-J Pharmacol Exp The, בו השתמשו באנאלוג רגיש לאור אך פעיל ביולוגית של מוטילין.

מוטילין מווסת את הפעילות המוטורית הגסטרואנטראלית ביונקים על ידי פעולתו על קולטנים הבאים לביטוי על ידי נוירונים אנטראליים. הקולטן למוטילין זוהה על ידי McKee וחב' בשנת 1997 ב-Genomics כ-GPR38 או G-protein-coupled receptor-38. קולטן זה נמצא על פני נוירונים בתריסריון, במעי הגס ובקיבה כפי שפרסמו Feighner וחב' ב-1999 ב-Science. הקולטן למוטילין הכרוך עם חלבון קשור GTP (או G protein) בודד מקיבת אדם, ורצף חומצות האמינו שלו נמצא זהה ב-52% לזה של GH secretagogues receptor. אולי מרשימה יותר העובדה שהקולטנים למוטילין ול-ghrelin זהים ב-86% ברצף חומצות האמינו בחלק הטרנס-ממברנלי של הקולטנים שלהם. קבוצתו של Feighner הדגימה שהתכשיר האנטיביוטי המאקרולידי אריתרומיצין, הגיב גם כן עם הקולטן למוטילין, מה שסיפק בסיס מולקולארי להשפעת אנטיביוטיקה זו על תנועתיות המעי.

לאחר זיהויו של GPR-38 כקולטן האנדוגני של מוטילין, סופקו ראיות נרחבות לנוכחות קולטן זה על פני תאי שריר חלק במעי, אך לא על תאי עצב. מחקרם של Takeshita וחב' משנת 2006 ב- Gastroenterol, תוך שימוש בנוגדן כנגד רצף ידוע בקולטן זה, הראה צביעה-אימונית חיובית של קולטני מוטילין בשכבה השרירית של המעי הדק באדם, אך גם ב-plexus המזנטרי שלו. ממצא זה תאם את תצפיתם של Xu וחב' משנת 2005 ב-Regul Pept, בו הדגימו צביעה אימונית חיובית של קולטנים למוטילין ב-plexus המזנטרי ב-ileum של חזירי-ים. גם Katayama וחב' במאמרם משנת 2005 ב-Neurosci Res, הראו שתאי-עצב מזנטריים בחזיזי-ים, הגיבו למוטילין בפרפרט in-vitro.

רוב ההורמונים הגסטרו-אנטראליים הנעים בדם נמצאים בתאי-עצב או במוח. הנוכחות של מוטילין וקולטנים למוטילין במוח נחשדה משך שנים, ו-Jia וחב' הראו בשנת 2007 ב-Neurosci Bull, נוכחות מוטילין בהיפותלמוס, והדגימו שהזרקה ישירה של אריתרומיצין האגוניסט של מוטילין, לחדרי המוח, עודדה תנועתיות של הקיבה בחולדות סוכרתיות. גם Feng וחב' דיווחו ב-2007 ב-Peptides, שמיקרו-הזרקה של מוטילין לגרעין הבאזו-מדיאלי של האמיגדלה בחולדות, הגבירה את כיווצי הקיבה, בה בשעה שהזרקה דומה של האנטגוניסט של מוטילין, GM-109, הייתה בעלת השפעה מנוגדת.

קולטנים של מוטילין: האם יותר על תאי שריר או על תאי עצב?

תצפיות רבות תמכו בנוכחות של קולטנים למוטילין על תאי שריר כמו גם על תאי עצב במערכת העיכול. לדוגמה, השריית התכווצויות פאזה III על ידי מוטילין באדם, נחסמות על ידי atropine, מה שמרמז להשתתפות של העברת איתותים כולינרגיים בתהליך. יחד עם זאת, ברוב המחקרים in-vitro, נמצא שהשריית התכווצויות על ידי מוטילין עמידה ל-tetrodotoxin, מה שמצביע על נוכחות קולטנים למוטילין על תאי שריר חלק. Cuomo וחב' חיזקו את ההערכה של מציאות קולטנים למוטילין על פני תאי שריר חלק על בסיס ממצאם שהשפעה מכווצת של מוטילין ב-fundus הקיבה באדם, נמצאה עמידה לאטרופין (Am J Gastroenterol משנת 2006).

אנטגוניסטים לקולטן של motilin

אנטגוניסטים לקולטן של מוטילין יכולים היו לשמש להפחתה של התכווצויות (contractility) מעיים, ובהתאם לשמש בטיפול במצבי תנועתיות-יתר (hypermotility) במעי, כמו בצורות מסוימות של תסמונת המעי הרגיז (IBS), מצבי דיספפסיה, שלשולים ועוד. תחום פרמקולוגי זה עדיין לא הגיע למיצוי, אם כי מספר תכשירים תוארו לאחרונה: Johnson וחב' תיארו ב-2006 ב-Bioorg Med Chem Lett, את הסינתזה של 1,3disubstituted cyclohexylmethyl urea ונגזרים אמידיים של תרכובת זו, לשמש כאנטגוניסטים של הקולטן למוטילין. Marsault וחב' תיארו ב-2006 ב-J Med Chem קבוצה חדשה של תרכובות מקרוציקליות כאנטגוניסטים לקולטן האנושי של מוטילין.

אגוניסטים לקולטן של motilin

שפעול של הקולטן למוטילין, מעודד תנועתיות וכיווציות במערכת העיכול, ובאופן יותר ספציפי מעודד את תהליך התרוקנות הקיבה. הגילוי משנות ה-80 שאריתרומיצין במתן תוך-ורידי יעיל ביותר להחיש את התרוקנות הקיבה מהמזון, במטופלים עם גסטרופרזיס על רקע סוכרת, והוא פועל דרך הקולטנים למוטילין, היה ממצא מכונן. כתוצאה מכך, החל מחקר נמרץ לפתח אגוניסטים לקולטן של מוטילין, כתכשירים המפגעים של hypomotility בצינור העיכול. בהתאם, פותחו נגזרים של אריתרומיצין משוללי פעילות אנטיביוטית, שכונו motilides, אך תוצאות מאכזבות עם אחד הנגזרים הללו, ABT-229, הפחיתו את העניין בסוג זה של אגוניסטים של קולטני מוטילין.

התוצאות הקליניות הלא-משופרות של טיפול ב-ABT-229 נובעות כנראה ממספר גורמים: תקופת מחצית חיים ארוכה מדי יחסית של תכשיר זה, השפעת התכשיר על השריר במקום על הקולטן הנויראלי, מה שמעודד יותר התכווצות ה-fundus של הקיבה מאשר תנועתיות של ה-antrum, וכן התופעה של tachyphylaxis כאשר גירוי מתמיד של הקולטן של 1-GLP על ידי תכשיר ארוך טווח עלול לגרום לירידה בהשפעה הרצויה על העצבוב האֶפֶרֶנטי של הווגוס.

יחד עם זאת, motilide חדש המכונה GM-611, או בשמו האחר mitemcinal, עליו פורסם לראשונה ב-Pharmacology בשנת 2007 על ידי Takanashi וחב', נותן תוצאות מבטיחות. ניסויים פרמקולוגיים in-vitro אישרו שתכשיר זה הוא אגוניסט של הקולטן של מוטילין, והוא בררני בתכונותיו. נמצא שהזרקה תוך-ורידית של mitemcinal בכלבים, עודדה פעילות תנועתית בקיבה ובתריסריון, בעת אכילה ובפרקי הזמן שבין ארוחות, בדומה לפעילות מוטילין, והשפעת התכשיר נחסמה על ידי GM-109, האנטגוניסט של הקולטן למוטילין. הפעילות המעוררת תנועתיות במערכת העיכול של GM-611, אושרה גם בקופי Rhesus.

קבוצת החוקרים היפאנית של Ozaki וחב' שפרסמה לראשונה על GM-611, הדגימה תנועתיות במעי הגס לאחר מתן פומי של תכשיר זה בארנבות ובכלבים ב-2 פרסומים בשנת 2007 ב-Neurogastroenterol Motil וב-Inflammopharmacology. בשנת 2007 התפרסם ב-Aliment Pharmacol Ther הניסוי הקליני הראשון באדם, בו McCollum וחב' בחרו 392 חולי סוכרת type 1, עם תסמינים המיוחסים לגסטרופרזיס, וטיפלו בהם באופן אקראי ומבוקר כנגד מטופלי פלצבו פעמיים מדי יום ב-10 מיליגרם של GM-611,תוך שיפור התסמינים ללא תופעות לוואי לא רצויות.

בשנת 2006 פרסמו Park וחב' ב-Neurogastroenterol Motil, ממצאים עם אנאלוג פפטידי של מוטילין אנושי, המכונה atilmotin, שנוסה על מתנדבים בריאים. התכשיר הניתן לתוך הווריד, החיש את התרוקנות הקיבה, לאחר ארוחות מוצקות ונוזליות, ללא השפעה משמעותית על המעי הדק והגס, וכן ללא תופעות לוואי מורגשות.

מחקרים רבים מציעים נוכחות של קולטנים למוטילין על פני תאי שריר חלק וכן על פני נוירונים במערכת העיכול. Itoh וחב' במאמר משנת 1991 ב-Gastroenterology מצאו שהשפעת מוטילין על פעילות הכיווצים בפאזה III בכלבים, נחסמה על ידי אנטגוניסט של הקולטן 5-HT3. ממצא זה מעיד על כך שהאיתות הנשלח על ידי מוטילין עשוי להיות מתווך על ידי הקולטן האחרון במערכת הואגאלית. איתות זה מועבר אז לקיבה דרך סעיפי ה-vagus, המשרים הפרשה של אצטילכולין, שכן תכשירים אנטי-כולינרגיים חוסמים את ההשפעה של מוטילין.

לעומת זאת, במספר מחקרים in vitro, השריית ההתכווצויות על ידי מוטילין, הייתה עמידה לtetrodotoxin, מה שמרמז לכך שקולטנים למוטילין נמצאים על פני תאי שריר חלק , והשפעת מוטילין נעשית ישירות על ידי פעילותו על תאי שריר חלק, כפי שמציעים Lüdtke וחב' ב-1989 ב-Pflugers Arch Eur J Physiol .

השפעות פיזיולוגיות של מוטילין

למוטילין פעילות עוצמתית על השריר החלק של האנטרום הקיבתי, התריסריון, והמעי הגס. יחד עם זאת שרירים חלקים באיברים אחרים, כמו רחם, שלפוחית השתן או חלקי מעי אחרים, אינם מגיבים למוטילין. ההשפעה של מוטילין גדולה בערך פי-50 (בערכים מולאריים) מזו של אצטילכולין, ומוטילין לא מעוכב על ידי תכשירים אנטי-כולינרגיים כאטרופין, או על ידי חוסמי גנגליונים כמו hexamethonium, או על ידי חוסמי אקסונים כמו tetrodoxin, או על ידי אנטיהיסטמינים כמו pheniramine.

תגובת ההתכווצות בהשפעת מוטילין, התבטלה על ידי אנטגוניסטים של ++Ca דוגמת verapamil, זאת כיוון שיוני סידן קשורים לפעולת מוטילין. ידוע ש-cGMP מייצר שחרור מהיר של Ca++ מתוך מיקרוזומים, וייתכן ש-cGMP קשור גם בהתכווצויות של שרירים חלקים בקיבה ובמעי המושרות על ידי מוטילין. ואמנם, Schubert וחב' דיווחו ב-1975 ב-Life Sci, שהתכווצויות המושרות על ידי מוטילין בשרירי התריסריון כרוכות עם עלייה מקבילה ברמת cGMP בתוך תאי השריר.

בשנת 1984 פרסמו Sampson וחב' ב-Brain Res Bull על כך שמוטילין מסוגל לעודד הפרשה של הורמון גדילה (GH) מתאים בחלק הקדמי של יותרת המוח. בשנת 2002 דיווחו Jin וחב' ב-Gastroenterology מוטילין הוא בעל השפעה חזקה ובררנית של הרחבת כלי-דם בקיבה, המתווכת כנראה על ידי מנגנונים כולינרגיים ובלתי-כולינרגיים. על פי חוקרים אלה למוטילין יש תפקיד חשוב בוויסות שפיעת הדם בקיבה של כלבים בפרקי הזמן שבין הארוחות.

בשנת 2000 דיווחו Tsukamura וחב' ב-J Neuroendocrinol, שעירוי של מוטילין לחולדות נקבות נמצא מדכא הפרשת ההורמון LH. במחקר זה נעשה ניסיון למצוא האם מוטילין יכול לתווך בדיכוי של הפרשת LH על ידי צום, והזרקה תוך-ורידית של מוטילין אמנם דיכאה הפרשת LH. ייתכן שהשפעה זו של מוטילין נעשית על ידי עיכוב ההפרשה של GnRH ברמת ההיפותלמוס, כיוון שהפרשת LH שעוכבה על ידי מוטילין, התגברה בתגובה למתן אקסוגני של GnRH. בשנת 1998 פרסמו Suzuki וחב' ב-Am J Physiol מחקר בכלבים בו הראו שמוטילין מפקח על ההפרשה של אינסולין על ידי השפעה על קולטנים כולינרגיים-מוסקריניים על פני תאי β בלבלב, בהם מעורב העצב התועה (vagus). הריכוזים של אינסולין בפלזמה השתנו בצמידות לריכוזי מוטילין, כמו גם לכיווצים שבין הארוחות בקיבת הכלבים.

ניתן היה לשלוט על הפרשת אינסולין בכלבים על ידי עירוי תוך-ורידי של מוטילין במינון של 0.3 מיקרוגרם/ ק"ג משקל/שעה, שהגביר הפרשת אינסולין. הפרשת אינסולין זו נמנעה על ידי אטרופין, hexamethonium וכן על ידי ondansteron או על ידי כריתה של העצב התועה (truncal vagotomy) ומניעת הפרשת חומצה ומיצי קיבה, ובכך הפרעה בוויסות קצב התרוקנות הקיבה. כן נמצא ש-phentolamine עודד משמעותית את הפרשת אינסולין המושרית על ידי מוטילין, ואילו פרופנולול דיכא הפרשה זו.

ב-1993 דיווחו Fiorucci ו-Morelli ב-Gastroenterology, על כך שמוטילין ואריתרומיצין מעודדים הפרשת פפסינוגן מתאי Chief בקיבתם של חזירי-ים. בעבודה in-vitro, בודדו תאי Chief ונמצא שניתן היה לקבל הפרשה משמעות של פפסינוגן מתאים אלה בהדגרתם עם מוטילין כבר בריכוז של 1 פיקומול/ליטר. טיפול מוקדם של תאי Chief עם מוטילין ואריתרומיצין מנע הפרשת פפסינוגן מתאים אלה בהשריית carbachol ו-cholecystokinin, אך לא מנע את הפרשת האנזים המושרית על ידי secretin, פרוסטגלנדין E2 או על ידי VIP.

מעורבות מוטילין בתרחישים פתולוגיים של מפגעי תנועתיות בדרכי העיכול

שלוש קבוצות של מטופלים נלמדו לאחר שתייה של 75 גרם גלוקוזה מומסים ב-150 מ"ל מים. קבוצות מטופלים אלו כללו:

1. 19 מטופלים לאחר ניתוח עם תסמונת הצפה (Dumping Syndrome) שעלולה להופיע לאחר ניתוח, ומתרחשת בגין מעבר מהיר של מזון למעי הדק, מה שגורם לירידה פתאומית בלחץ הדם המלווה בהרגשת סחרחורת,חולשה ודפיקות לב מהירות;
2. 20 מטופלים לאחר ניתוח לתיקון כיבים בתריסריון ללא תסמונת הצפה;
3. 20 מטופלים לפני ניתוח לתיקון כיבים בתריסריון. רמות מוטילין בצום ב-3 קבוצות הנבדקים האמורות, לא היו שונות באופן משמעותי. נראה אם כן שמוטילין אינו בעל תפקיד באטיולוגיה של תסמונת ההצפה, למרות השינויים המשמעותיים בדרגת התנועתיות (motility) בדרכי העיכול העליונים.

בנוסף, נמדדה ההשפעה של היפוגליקמיה מושרית על ידי אינסולין בקבוצת ביקורת ובמטופלים עם כיב בתריסריון, על רמת מוטילין בפלזמה. Christofides ו-Bloom במאמר משנת 1978 ב-Experientia, הדגימו שהיפוגליקמיה הנגרמת על ידי אינסולין, הביאה לירידות חדות ברמות מוטילין, הן בקבוצת ביקורת והן במטופלים עם כיב בתריסריון. העלייה ברמות מוטילין לאחר ארוחה, הייתה זהה בקבוצת ובמטופלים עם כיב בתריסריון, מה שמרמז לכך שרמות מוטילין אינן "בלתי נורמאליות" בתרחיש של כיב בתריסריון.

מוטילין בתרחיש שלשולים

על מנת לקבוע האם מוטילין משחק תפקיד בתנועתיות הלא-נורמאלית במצבי שלשולים, נמדדו רמות פפטיד זה במצבי צום ולאחר ארוחות, במספר קבוצות מטופלים עם שלשולים או עם steatorrhoea. במחקר שהופיע ב-1978 ב-Gut על ידי Bloom וחב', נמצא שרמות מוטילין בפלזמה היו גבוהות יותר משמעותית באנשים בריאים מאשר באלה עם מחלת קרוהן, קוליטיס כיבית, מחלות פנקראטיות, שלשולים כתוצאה משלשולים מתרחיש אינפקטיבי חריף, מחלת tropical sprue חריפה, או כריתה של המעי הדק. לעומת זאת, רמות מוטילין שנמדדו באלה עם עצירות, לא היו שונות מאלה באנשים בריאים.

היבט מעניין של פעילות מוטילין, הוא שאריתרומיצין וסוגי אנטיביוטיקה דומים, פועלים כאגוניסטים לא-פפטידיים של מוטילין, ולעתים אף משתמשים בהם באופן טיפולי תוך ניצול תכונתם לעודד את תנועתיות המעיים (פריסטלטיקה). החדרת מינון נמוך של אריתרומיצין משרה את ה-MMC, מה שמחזק את המסקנה לפיה הפרשת מוטילין מגרה את התנועתיות של מערכת העיכול, ואינה נובעת מתנועתיות זו.

מוטילין מוכר לקלינאים בעיקר בשל הפוטנציאל הטיפולי שלו כתכשיר פרמאקולוגי לעידוד התנועתיות הקיבתית, והתרוקנות הקיבה מהמזון. פעילות פרוקינטית זו מושגת לרוב בקליניקה תוך שימוש באריתרומיצין, החומר האנטיביוטי המאקרולידי, המגיב עם הקולטן של מוטילין, ויעילותו כתרופה להתרוקנות הקיבה במטופלים הסובלים מ-diabetic gastroparesus.

פרמאקו-קינטיקה של מוטילין

בעת עירוי לאדם של מוטילין סינתטי במינונים של 0.6 ו-2.4 פיקומול/לק"ג משקל גוף/דקה, רמת מוטילין בפלזמה עלתה לרמת plateau של 124 ו-360פיקומול/ליטר, בהתאמה, כפי שדיווחו Mitznegg וחב' בשנת 1977 ב-Gastroenterology. רמות אלה דעכו בקינטיקה מהירה עם תקופת מחצית חיים של 4.4 דקות. תקופת מחצית החיים של מוטילין אנדוגני נקבעה על ידי קבוצת חוקרים זו באדם על ידי מעקב אחר השינויים ברמת מוטילין לאחר טיפול בסומטוסטטין, ונקבעה כ-4.6 דקות. בעירוי של מוטילין טבעי ממקור של חזיר במינונים של 0.34 ו-0.68 פיקומול/ק"ג משקל גוף/דקה, הביא לגידול ברמת מוטילין בפלזמה בסדר גודל של 58 ו-102 פיקומול/ליטר. תקופת מחצית החיים של המוטילין המוזרק נקבעה כ-4.5 דקות. נראה אם כן, שהפרמאקו-קינטיקה באדם של מוטילין ממקור חזיר, של מוטילין אנדוגני ושל מוטילין סינתטי זהים לחלוטין.

רמות מוטילין בפלזמה

רמות הבסיס של מוטילין בפלזמה נמדדו ב-100 אנשים בריאים כאשר הדם נלקח ב-0900-1000 לאחר צום של 12 שעות. מעניין שפיזור רמות מוטילין שנמדדו רחב ביותר, ונע בין 4 עד 350 פיקומול/ליטר כאשר הרמה הממוצעת נקבעה כ-82 פיקומול/ליטר. בכל המחקרים עד כה, ב-70% מהמקרים רמת מוטילין בצום הייתה נמוכה מ-100 פיקומול/ליטר. לא נמצא כל מתאם בין רמות מוטילין בפלזמה עם הנבדק. יש לציין עם זאת, שנמצא שרמות מוטילין בפלזמה משתנות עם שעות היום, כאשר הן גבוהות יותר בבוקר מאשר בשעות יום מאוחרות יותר.

מדידת רמת מוטילין

הטכניקה המועדפת למדידת רמות מוטילין בפלזמה, בשל רגישותה הגבוהה, היא על ידי radioimmunoassay. זאת כיוון שרמות מוטילין בפלזמה נמוכות מאוד יחסית. סימון מוטילין ביוד-125 בשיטות חמצון קונבנציונאליות, מביא לקבלת תוצר יציב לחודשים רבים, כל עוד התוצר נשמר בהקפאה במינוס 20 מעלות. מוטילין נותר immunoreactive למשך לפחות 3 שעות בפלזמה או בדם מלא, כאשר רק 20% מהאימונו-ריאקטיביות שלו אובדת תוך 24 שעות.

המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן-עמי סלע