NÖVEKEDÉSI HORMON (SZOMATOTROPIN): FELÉPÍTÉS, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2025

A szomatotropin (STH) vagy növekedési hormon (röviden GH) egy viszonylag kis fehérje, amelyet az adenohipofízis szintjén termelnek, és részt vesz a fejlesztési folyamatokban, a szervezet hosszanti irányú növekedésében és a különféle anyagcsere-folyamatok kontrolljában.

Ez egy nem-glandotropikus hormon. A hipofízis glandotropikus hormonjai a szervezet perifériáján található egyéb endokrin mirigyekben előállított egyéb hormonok szintézisének és felszabadításának módosítása révén gyakorolják hatásukat.

Hormon módosulása az agyalapi mirigyben (Forrás: Dubaele / Public domain, a Wikimedia Commons segítségével)

A glandotropikus hormonok például az adrenokortikotropin (ACTH), gonadotropinok (FSH és LH) és a pajzsmirigy stimuláló hormon (TSH).

A nem-glandotropikus hormonok, amelyek között a prolaktin és a növekedési hormon is szerepelnek, más endokrin mirigyek támogatása nélkül működnek, mivel közvetlenül a célsejteken gyakorolják tevékenységüket, amelyek tevékenységét szabályozzák.

Szerkezet

A növekedési hormon egy viszonylag kis fehérje, amely számos izoformában fordul elő. A fő izoform körülbelül 191 aminosavból áll, molekulatömege 22 kDa, és egy hosszabb prekurzor peptidből (pre-GH) származik, 28 kDa-ból, amely szintén szekretálódik, de nincs fiziológiai funkciója.

Szerkezetében a szomatotropin evolúciós szempontból homológnak tűnik a prolaktinnal és a korionos szomatomamotropinnal (CS) szemben, amelyek utóbbi a placentában képződnek. Ez a hasonlóság, hogy a három hormon hormoncsaládot képeznek.

A növekedési hormon hozzávetőleges szerkezete (Forrás: Роман Беккер, a Wikimedia Commons segítségével)

A szomatotropin másodlagos szerkezete 4 stabilizált alfa-heliként mutat, két diszulfid hidakkal, amelyek konfigurációja szükséges a hormon és a receptor kölcsönhatásához.

A szerkezettel kapcsolatos és kiemelésre érdemes tényt az mutatja, hogy annak ellenére, hogy a különféle fajok növekedési hormonjai figyelemre méltó hasonlóságokkal rendelkeznek az emberrel, csak ez utóbbi és a főemlősök hatása van jelentős az emberekben.

Jellemzők

A szomatotropin funkcióit általában úgy írják le, mint amelyek a szervezet fejlődéséhez és növekedéséhez kapcsolódnak. Ugyancsak azok, amelyek az anyagcserével kapcsolatosak, ideértve a lipid és glükóz metabolizmusának a hormon által előidézett változásait.

A növekedési funkciókat ugyanakkor metabolikusnak is tekinthetjük, mivel ezek anabolikus funkciókat foglalnak magukban a proteinszintézissel kapcsolatban, amelyek nem zárják ki néhány egyéb funkciót anélkül, hogy közvetlenül kapcsolódnának az anyagcseréhez, mint például a sejtproliferáció.

A szomatotropin által kifejtett funkciók vagy tevékenységek egy részét ez a hormon közvetlenül a fehér szöveteire gyakorolja, ám ezek közül sokat más olyan anyagok hajtanak végre, amelyek szintézisét és felszabadulását a növekedési hormon stimulálja.

IGF szintézis

A szomatotropin első működési pontja pontosan ezen inzulinszerű növekedési faktorok (IGF) néven ismert anyagok szintézise, ​​amelyeknek 1. és 2. típusát azonosították. IGF1-nek (a legfontosabb) és az IGF2, angol nyelvű betűszó szerint.

Ezeket a tényezőket kezdetben ismerték és továbbra is meghatározzák a szomatotropin vagy a C (IGF1) és az A (IGF2) szomatomedinek vagy a nem elnyomható inzulinszerű aktivitás (NSILA) mediátorokként. Számos sejttípus szintetizálja, de elsősorban a májban termelődik.

Az STH és az IGF1 tevékenysége nagyon változatos. Néhányan ezen anyagok mindegyike egymástól függetlenül hat, néha együtt és szinergetikusan, néha pedig antagonista módon.

Növekedés indukció

Ez az egyik legfontosabb tevékenység, amelyet a szomatotropin előmozdít, de az IGF1-vel együtt hajtanak végre. Bár mindkettő számos testszövet növekedését előidézi, ezek legszembetűnőbb hatása a váz növekedésére irányul.

Ezt a végeredményt a hormon és az IGF1 által kiváltott különféle hatások eredményezik. Ezek magukban foglalják a megnövekedett fehérje lerakódást a kondrocita és osteogen sejtekben, ezen sejtek nagyobb szaporodási sebességét és a kondrocyták osteogén sejtekké való átalakulását; mindez új csont lerakódásához vezet.

A szervezet növekedése és fejlődése során, valamint a csontos epifízis bezárása előtt az új porc lerakódik az epifízisben, majd új csontmá alakul, melynek eredményeként a diaphysis meghosszabbodik, és az epifízisek elkülönülnek.

Az epiphysealis porc fokozatos fogyasztás kimeríti azt, és a csont nem folytathatja növekedését. Késő serdülőkorban a diafízis és az epifízis mindkét végén megolvad, és a hosszú csontok növekedése lelassul, és végül megáll.

Egy második mechanizmus magyarázhatja a csontok megnövekedett vastagságát. A perioszteális osteoblasztok új csontot helyeznek el a régira, az osteoclastok pedig eltávolítják a régi csontot. Ha a leválasztási sebesség meghaladja az eltávolítási sebességet, a vastagság növekszik.

Mivel a növekedési hormon intenzív stimulációt gyakorol az osteoblastokra, hatása alatt a csontok vastagsága tovább nőhet, bár hosszuk már nem változik az epifízis bezáródása miatt.

A fehérjék szövetben történő lerakódásának fokozása

Ez a hatás különböző mechanizmusok révén érhető el: megnövekedett aminosav-transzport a sejtmembránokon, megnövekedett RNS-transzláció a riboszóma szintjén, megnövekedett transzkripció a DNS-ből RNS-hez a magban és csökkent fehérje- és aminosav-katabolizmus.

Egyéb anyagcsere-tevékenységek

A zsírszövetben a növekedési hormon elősegíti a lipolízist és a zsírsavak felszabadulását a véráramba, ezáltal növeli annak koncentrációját a testnedvekben. Ugyanakkor elősegíti a zsírsavak acetil-koenzimmé történő átalakulását és felhasználását energiaforrásként az összes szövetben.

A zsírok felhasználásának ösztönzése, valamint a fehérjék felhalmozódása anabolikus hatása miatt a sovány szövet növekedéséhez vezet.

A zsírmobilizáció növekedése olyan magas lehet, hogy a máj nagy mennyiségű acetoecetsavat termel, ami ketózishoz vezet, és zsíros máj alakulhat ki.

A szénhidrát-anyagcseréhez kapcsolódóan a szomatotropin hatása magában foglalja a csökkent glükózfelvételt a zsírszövetekben és a csontváz izomszövetében, megnövekedett máj glükóztermelést és fokozott inzulinszekréciót.

Ezeket a hatásokat diabetogénnek nevezik, és a magas növekedési hormon szekréció képes reprodukálni az anyagcserezavarokat, amelyek a nem inzulinfüggő II. Típusú cukorbetegséggel társulnak.

Egyéb funkciók

A GH és IGF1 anabolikus és mitogén hatásai a szív, a máj, a lép, a pajzsmirigy, a thymus és a nyelv növekedésében és működésében is megnyilvánulnak. A hormon hozzájárulhat a bőr megvastagodásához, az izzadságmirigy stimulációjához és a haj növekedéséhez.

A vesékben növeli a glomeruláris szűrési sebességet és a kalcitriol szintézisét, elősegítve ezáltal nem csak a növekedést, hanem a csontok mineralizációját is. Ezenkívül elősegíti az eritropoiesist és a fibrinogén szintézist, valamint az immunválaszt a T-limfociták és makrofágok stimulálásával.

A szomatotropin receptorai

A szomatotropin hatásait, beleértve az inzulinszerű növekedési faktorok szintézisének elősegítését, közvetíti a célsejtmembránon expresszált specifikus receptorokhoz való kötődés.

Ezeknek a receptoroknak két formája van, amelyek közül a második az első rövid (csonka) változata; egy csonka forma, amely gátolja a hosszú receptor működését, és ha túlzottan expresszálódik, szöveti érzéketlenséget okozna a hormonval szemben.

A hosszú receptor 638 aminosavból áll, extracelluláris doménje 250, transzmembrán alfa-hélix mintegy 38, és intracelluláris doménje 350 aminosav. Mindegyik szomatotropin-molekula két receptormolekulához kötődik, és ezáltal úgynevezett receptor dimerizációt okoz.

Ez a dimerizáció aktiválja a JAK2 protein kinázokat, amelyek az egyes receptor monomerek intracelluláris végén helyezkednek el, és ezek az aktív kinázok más szubsztrátokat, például STAT5-et és magát a szomatotropin receptort foszforilálják.

A foszforilezett STAT5 molekulák szintén dimerizáción mennek keresztül, ami a génexpresszió és a fehérjeszintézis rendkívül pontos szabályozójává teszi őket.

Termelés

A szomatotropint az adenohipofízis szomatotróp sejtjeinek szintjén szintetizálják. Ezek a sejtek intenzíven festenek savas anyagokkal, ezért nevezik őket acidofilnek. Együtt a leggyakoribb sejtcsoport a mirigyben, mivel az összes 5 különböző típus 50% -át képviselik.

Az emberi kromoszóma hosszú karján 5 génből álló genetikai komplex található, amely a növekedési hormon és az emberi korionos szomatomamotropin (hCS) különböző izoformáit kódolja.

Az egyik a hGH-N vagy normál, amely az emberi növekedési hormon legszélesebb formáját kódolja, amely a 22 kDa-os említés, és a teljes keringő növekedési hormon 75% -át képviseli.

Messenger RNS-jén "splicing" megy végbe, hogy egy kisebb formájú hormont (20 kDa) előállítsanak, amelyben nincs 32-46 aminosavmaradék és 10% -uk.

Egy második gén (hGH-V) elsősorban a placentában expresszálódik, és a hGH egy variáns formáját kódolja, amelyből csak jelentős mennyiség jelenik meg a keringésben a terhesség alatt. A másik 3 gén az emberi korionos szomatomamotropin izoformáit kódolja.

Kiadás

Mind a növekedési hormon szintézisét, mind a szekrécióját vagy felszabadulását ezen funkciók stimuláló és gátló tényezői szabályozzák.

Ösztönző hatások

A szomatotropin szintézisét és szekrécióját serkentő fő humorális hatások a GHRH (növekedési hormon felszabadító hormon) és a Ghrelin peptidek.

A növekedési hormon felszabadító hormon (GHRH) egy hipotalamikus peptid, amely a 40 és 44 aminosav két változatában létezik. Szomatotróf sejtekben vezet a cAMP szintéziséhez és a növekedési hormonra specifikus PIT1 transzkripciós faktor aktiválásához.

A Ghrelin endogén növekedési hormon szekretagóg. Kb. 28 aminosavból álló peptid, amelyet a hipotalamusz szintjén és a gyomorban szintetizálnak. Szinergikusan hat a GHRH-val, amelynek felszabadulása elősegíti, ugyanakkor gátolja a szomatosztatin kibocsátását. Olyan receptorokon keresztül működik, amelyek aktiválják a foszfolipáz C-t.

Egyes metabolikus paraméterek, például a hipoglikémia, a vér alacsony zsírsavszintje és az aminosavak magas koncentrációja fontos inger a növekedési hormon kiválasztásában.

Az egyéb stimuláló tényezők közé tartozik az akut stressz, a testfeszültség, a fájdalom, a szexuális szteroidok (pubertás), a dopamin, az α2 receptor stimuláció, az acetilkolin, a galanin, a szerotonin és a β-endorfin.

Gátló hatások

Ide tartoznak a szomatosztatin vagy a növekedési hormon felszabadulását gátló hormon (GHRIH) és a negatív visszajelzések.

A szomatosztatin egy 14 aminosavú hipotalamikus peptid, amely gátolja a növekedési hormon szekrécióját, de nem szintézist. A hosszú aminosav, 28 aminosavból áll, a gyomor-bélrendszerben szintetizálódik. Mindkét változat ugyanahhoz a receptorhoz kötődik és gátolja a ciklikus AMP szintézist.

Ami a negatív visszacsatolást illeti, a felszabadult GH az autokrin hatás révén gátolja a későbbi kibocsátását. Az IGF1 gátolja a hypothalamusban a növekedési hormont felszabadító hormont és stimulálja a szomatosztatint, miközben gátolja a hipofízis GH szintézisét.

Egyes metabolikus paraméterek, például a hiperglikémia, a szabad zsírsav magas plazmaszintje és az alacsony aminosavszintek gátolják a szomatotropin szekrécióját.

Az inhibitorok a hideg, krónikus stressz, mellékhatás, progeszteron, pajzsmirigy-hormon hiány, kortizolhiány vagy túlzott mennyiség, valamint a β2-adrenerg receptor stimuláció is.

Dózis

A bioszintetizált növekedési hormon terápiás felhasználása javallott azoknak a betegségeknek a kezelésére, amelyekben a szekréció hiánya, az agyalapi mirigy és a kis gyermekek esetében a Turner-szindróma okozta.

Az adagolás injekciós oldat formájában történik, amelyet 40 NE bioszintézis hormont tartalmazó liofilizátumot tartalmazó üvegből rekonstruálnak, és amelyhez a kísérő 2 ml 0,9% -os nátrium-klorid-oldatot adják.

Gyermekekben a növekedési hormon hiányában 0,07–0,1 NE / testtömeg-kg ajánlott naponta. Turner-szindróma esetén napi 0,14 NE / testtömeg-kg. Felnőtteknél növekedési hormonhiány esetén: 0,018–0,036 NE / testtömeg-kg / nap.

Effektusok szerkesztése

A növekedési hormon terápiás beadása néhány kedvezőtlen mellékhatással járhat, mint például a generalizált urticaria révén fellépő nyilvánvaló túlérzékenység, éhgyomri hypoglykaemia, az injekció beadásának helyén fellépő gyulladás és átmeneti fejfájás.

Leírták egy bizonyos jóindulatú intrakraniális hipertónia kialakulását, amely gyakoribb gyermekeknél, kevesebb felnőtteknél.

Ami a szénhidrát-anyagcserét illeti, cukorbetegség kialakulásáról számoltak be növekedési hormonnal kezelt betegekben.

Az izom-csontrendszerhez kapcsolódóan gyulladásos myositis és myalgia, valamint izomgyengeség mutatkozik, amelyet nem a hormon, hanem talán a receptben tartósítószerként használt metakrezol okozhat.

Gynecomastia, anaemia és akut hasnyálmirigy-gyulladásról számoltak be.

Irodalom

1. Ganong WF: A hipofízis, 25. kiadás. New York, McGraw-Hill oktatás, 2016.
2. Guyton AC, JE hall: Hipofizis hormonok és azok szabályozása a hipotalamusznál, az Orvosi élettan tankönyve, 13. kiadás, AC Guyton, JE Hall (szerk.). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormon, Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31. kiadás, RF Schmidt és munkatársai (szerk.). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010
4. Voigt K: Endokrin rendszer, Physiologie, 6. kiadás; R Klinke és munkatársai (szerk.). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H és Strang KT: Az endokrin rendszer. A hipotalamusz és a hipofízis, Vander emberi élettanában: A test működésének mechanizmusai, 13. kiadás; EP Windmaier és munkatársai (szerk.). New York, McGraw-Hill, 2014.