Interested Article - Гормон роста

Соматотропный гормон 2
Соматотропный гормон 2
Обозначения
Символы
CAS
HGNC
OMIM
RefSeq
UniProt
Другие данные
Локус	17-я хр. , -q24
	?

Соматотропи́н , также соматропи́н , соматотро́пный гормо́н , СТГ , « гормо́н ро́ста » — один из гормонов передней доли гипофиза . Относится к семейству полипептидных гормонов, в которое входят также пролактин и плацентарный лактоген .

Гены гормона роста и его изоформы

Пять генов гормона роста расположены в соседних локусах хромосомы 17, имеют высокую степень гомологии и, видимо, возникли в результате дупликации предкового гена. Два из них дают две основные изоформы гормона роста, одна из которых синтезируется в основном в гипофизе, а другая — в клетках плаценты. Альтернативный сплайсинг увеличивает число изоформ и предполагает возможность их специализации в воздействии на разные ткани. В крови присутствуют несколько изоформ, основная из которых содержит 191 аминокислоту и имеет молекулярную массу 22124 г/моль . ^{[

источник не указан 615 дней

]}

Действие гормона роста на органы и ткани

Гормоном роста соматотропин называют за то, что у детей и подростков, а также молодых людей с ещё не закрывшимися зонами роста в костях он вызывает выраженное ускорение линейного (в длину) роста, в основном за счёт роста длинных трубчатых костей конечностей. Соматотропин оказывает мощное анаболическое и анти-катаболическое действие, усиливает синтез белка и тормозит его распад, а также способствует снижению отложения подкожного жира , усилению сгорания жира и увеличению соотношения мышечной массы к жировой. Кроме того, соматотропин принимает участие в регуляции углеводного обмена — он вызывает выраженное повышение уровня глюкозы в крови и является одним из контринсулярных гормонов, антагонистов инсулина по действию на углеводный обмен. Описано также его действие на островковые клетки поджелудочной железы, иммуностимулирующий эффект, усиление поглощения кальция костной тканью и др. Многие эффекты гормон роста вызывает непосредственно, но значительная часть его эффектов опосредуется инсулиноподобными факторами роста , главным образом IGF-1 (ранее его называли соматомедином С), который вырабатывается под действием гормона роста в печени и стимулирует рост большинства внутренних органов. Дополнительные количества IGF-1 ( англ. Insulin–like growth factor ) синтезируются в тканях-мишенях. ^{[

источник не указан 615 дней

]}

Рецептор гормона роста и механизм его действия

— трансмембранный белок , относящийся к суперсемейству рецепторов с тирозинкиназной активностью. Согласно данным большинства исследователей, при взаимодействии с одной молекулой гормона происходит объединение двух молекул рецептора ( димеризация ), после чего рецептор активируется, и его внутриклеточный домен фосфорилирует сам рецептор и основной белок-мишень — (JAK-2). ^{[

источник не указан 615 дней

]} Дальнейшая передача сигнала идёт несколькими путями.

Основной путь — через _en ^{[

уточнить

]} янус-киназа активирует транскрипцию ряда генов, через белок _en (субстрат инсулинового рецептора) осуществляется влияние на транспорт глюкозы в клетки и другое. ^{[

источник не указан 615 дней

]}

JAK-2 может также непосредственно активировать другие рецепторы, например рецептор эпидермального фактора роста , чем, видимо, объясняется митогенное действие гормона роста. ^{[

источник не указан 615 дней

]}

Секреция гормона роста

Суточные ритмы секреции

Секреция гормона роста, как и многих других гормонов, происходит периодически и имеет несколько пиков в течение суток (обычно пик секреции наступает через каждые 3-5 часов). Наиболее высокий и предсказуемый пик наблюдается ночью, примерно через час-два после засыпания.

Возрастные изменения секреции

Наибольшая концентрация соматотропина в плазме крови — 4-6 месяц внутриутробного развития. Она примерно в 100 раз выше, чем у взрослого. Затем секреция постепенно понижается с возрастом. Она минимальна у пожилых и стариков, у которых снижается как базовый уровень, так и частота и амплитуда пиков секреции. Базовый уровень гормона роста максимален в раннем детстве, амплитуда пиков секреции максимальна у подростков в период интенсивного линейного роста и полового созревания.

Концентрация в крови

Базовая концентрация гормона роста в крови составляет 1-5 нг/мл, во время пиков может повышаться до 10-20 и даже 45 нг/мл. Большая часть циркулирующего в крови гормона роста связана с транспортным белком гормона роста ( англ. growth hormone binding protein, GHBP ), который представляет собой частичный транскрипт того же гена, который кодирует рецептор гормона

Регуляция секреции гормона роста

Главные регуляторы секреции гормона роста — пептидные гормоны гипоталамуса ( соматостатин и соматолиберин ), которые выделяются нейросекреторными клетками гипоталамуса в портальные вены гипофиза и действуют непосредственно на . Однако на баланс этих гормонов и на секрецию гормона роста влияет множество физиологических факторов.

Стимулируют секрецию гормона роста:

соматолиберин
грелин
сон
физические упражнения
потребление определённых аминокислот ( аргинин , орнитин , лизин , глутамин )
эстрогены
гипогликемия
глюкокортикоиды
тиреоидные гормоны

При гипогликемии уровень соматотропина в крови резко повышается — это один из естественных физиологических механизмов быстрой коррекции гипогликемии.

Подавляют секрецию гормона роста:

соматостатин
высокая концентрация гормона роста и инсулиноподобного фактора роста IGF-1 в плазме крови (действие по принципу отрицательной обратной связи на гипоталамус и переднюю долю гипофиза)
гипергликемия
высокое содержание свободных жирных кислот в плазме крови

Сами по себе андрогены на секрецию гормона роста никак не влияют.

На секрецию гормона роста влияют также некоторые ксенобиотики .

Взаимодействие с другими гормонами

Для проявления анаболического действия соматотропина на синтез белка и линейный рост организма присутствие инсулина необходимо — в отсутствие инсулина или при его пониженном уровне соматотропин не оказывает анаболического действия. В отношении синтеза белка соматотропин и инсулин действуют не антагонистично, как на углеводный обмен, а синергично. По-видимому, именно отсутствием или недостаточностью усиливающего действия инсулина на чувствительность клеток к анаболическому эффекту соматотропина объясняется плохой линейный рост и отставание в физическом развитии детей с диабетом I типа, особенно заметное при недостаточности дозы инсулина (недостаточной компенсации диабета).

Для проявления анаболического и жиросжигающего действия соматотропина на клетки необходимо, кроме того, присутствие половых гормонов и гормонов щитовидной железы . Это объясняет задержку линейного роста и отставание физического развития детей и подростков с гипогонадизмом (недостаточностью половых гормонов) и с гипотиреозом (недостаточностью щитовидной железы).

Антагонистическое действие по отношению к влиянию соматотропина на синтез белка, сгорание жира и на линейный рост оказывают глюкокортикоиды , в частности кортизол .

Действие гормона роста на головной мозг

Соматотропин оказывает модулирующее действие на некоторые функции ЦНС , являясь не только эндокринным гормоном, но и нейропептидом, то есть медиаторным белком, принимающим участие в регуляции деятельности ЦНС. По некоторым данным, гормон роста может преодолевать гемато-энцефалический барьер . Показано, что гормон роста вырабатывается и внутри мозга, в гиппокампе . Его уровень в гиппокампе растёт у самок при повышении уровня эстрогенов в крови, у самок и самцов растёт при остром стрессе и понижается при повышении уровня IGF-1 (который также вырабатывается в мозге). Рецепторы гормона роста обнаружены в различных отделах головного мозга и в спинном мозге. Показано, что «пульсирующий» ритм секреции гормона роста регулируется специальным пептидом, GHRP , рецепторы к которому имеются в гипоталамусе и гиппокампе. В целом предполагается участие гормона роста в процессах обучения (подтверждённые опытами на грызунах) и регуляции гомеостаза , в том числе потребления пищи.

Гормон роста и старение

В результате предварительных исследований на пожилых людях, проведённых в начале 1990-х гг., возникло впечатление, что введение экзогенного гормона роста может замедлять старение и улучшать физическое состояние пожилых людей. Эти данные были раздуты журналистами и рекламой.

Позднее эти данные были дополнены результатами исследования на мышах, которые показали, что при пониженном содержании гормона роста или пониженной чувствительности клеток к нему, а также при пониженной концентрации IGF-1 в период эмбрионального развития продолжительность жизни существенно понижается. ^{[

источник не указан 904 дня

]}

Патологии, связанные с гормоном роста

Избыток

У взрослых патологическое повышение уровня соматотропина или длительное введение экзогенного соматотропина в дозах, характерных для растущего организма, приводит к утолщению костей и огрублению черт лица, увеличению размеров языка — макроглосии . Сопутствующие осложнения — сдавливание нервов (туннельный синдром), уменьшение силы мышц, повышение инсулиноустойчивости тканей. Обычная причина акромегалии — аденома передней доли гипофиза. Обычно аденомы возникают в зрелом возрасте, но при редких случаях их возникновения в детстве наблюдается гипофизарный гигантизм .

Недостаток

Недостаток гормона роста в детском возрасте связан в основном с генетическими дефектами и вызывает задержку роста — гипофизарный нанизм ,— а иногда также полового созревания. Задержки умственного развития, видимо, наблюдаются при полигормонной недостаточности, связанной с недоразвитием гипофиза. Во взрослом возрасте дефицит гормона роста вызывает усиленное отложение жира на теле. Выявлены гены HESX1 и LHX3, которые контролируют развитие гипофиза и различных структур переднего мозга, а также ген PROP1, контролирующий созревание клеток передней доли гипофиза. Мутации этих генов приводят к нехватке гормона роста или полигормонной недостаточности.

Мутации гена рецептора гормона роста с потерей функции приводят к развитию синдрома Ларона . Признаки заболевания — резкое замедление роста (пропорциональный нанизм), уменьшенные размеры лицевой части черепа и некоторые другие отклонения. Больные характеризуются высокой концентрацией гормона роста, но очень низким содержанием IGF-1 в плазме крови. Это редкое рецессивно-аутосомное заболевание встречается в основном среди средиземноморских народов и в Эквадоре.

Терапевтическое использование гормона роста

Использование в лечении нарушений роста у детей

Стимулирование роста путём ежедневного введения экстракта гипофиза. В чистом виде гормон был выделен только в 1970-е гг., сначала из гипофиза быка, затем лошади и человека. Гормональная терапия должна проводиться насколько возможно раньше и по крайней мере до конца полового созревания. На сегодня это наиболее эффективный метод лечения гипофизарной карликовости. Препараты: .

Использование для лечения нервных расстройств

В некоторых работах показано, что соматотропин улучшает память и познавательные функции, особенно у больных с гипофизарным нанизмом (недостаточностью соматотропной функции гипофиза), и что введение соматотропина может улучшать настроение и самочувствие больных с низким уровнем соматотропина в крови — не только больных с клинически выраженным гипофизарным нанизмом, но и, например, депрессивных больных. Вместе с тем чрезмерно высокий уровень соматотропина в крови, наблюдаемый при акромегалии, также вызывает депрессию и другие нарушения деятельности ЦНС. В то же время данные о влиянии гормона роста на познавательные функции человека противоречивы.

Использование для профилактики старческих заболеваний

В 1990 году появилась статья, в которой на 12 пожилых людях было показано , что длительное (в течение 6 месяцев) введение в кровь гормона роста привело к увеличению массы мышц, снижению массы жировой ткани и усилению минерализации и повышению плотности костной ткани. Дальнейшие более масштабные и аккуратные (с использованием двойного слепого метода ) исследования подтвердили снижение массы жировой ткани и увеличение массы мышц и не подтвердили увеличение плотности костной ткани. При этом оказалось, что сила мышц не увеличилась, а рост мышечной массы, видимо, был связан с удержанием в организме большего количества жидкости. Наблюдались также многочисленные побочные эффекты (повышение артериального давления, гипергликемия и др).

Ввиду того что гормональное действие соматотропина на организм (повышение уровня глюкозы крови, развитие акромегалоидного строения скелета) препятствует его длительному применению в качестве ноотропа , предпринимаются попытки синтезировать полипептид, который бы обладал сродством к соматотропиновым рецепторам ЦНС, но не обладал сродством к рецепторам этого гормона в остальном организме.

Использование в спорте

Препараты гормона роста применялись в медицинских целях, а также в спорте, что связано с его способностью к увеличению мышечной массы и снижению жировой прослойки при активных занятиях.

В 1989 году гормон роста был официально запрещён Олимпийским комитетом, однако в последнее время продажи препарата увеличились в несколько раз. В большинстве своём гормон роста применяется спортсменами-бодибилдерами, которые комбинируют его с другими анаболическими препаратами.

Литература

Панасенко В. А. и др. Соматотропин в бодибилдинге. — 2015.
Воротникова С. Ю., Пигарова Е. А., Дзеранова Л. К. Метаболические эффекты гормона роста //Ожирение и метаболизм. — 2011. — №. 4.
Селионова М. И. и др. Исследование полиморфизма генов гормона роста, лептина у овец породы советский меринос //Вестник АПК Ставрополья. — 2019. — №. 3. — С. 25-29.
Булгакова С. В. и др. Старение и гормон роста: предположения и факты (обзор литературы) //Клиническая лабораторная диагностика. — 2019. — Т. 64. — №. 12.
Селионова М. И. и др. Особенности полиморфизма генов гормона роста (GH), кальпаина (CAPN1) быков-производителей мясных пород //Животноводство и кормопроизводство. — 2017. — №. 2 (98).

Ссылки

Роста гормон // Ремень — Сафи. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — ( Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 22).