|
|
|
|
|
Человеческий гормон роста, Соматотропин.
Гормон роста (ГР) (соматотропный гормон (СТГ), соматотропин)
Гормон роста (ГР) (соматотропный гормон (СТГ), соматотропин) - белок, вырабатываемый и секретируемый передней долей гипофиза. Это основной гормон гипофиза. Образование и секрецию гормона роста регулирует соматолиберин и соматостатин. Оба этих фактора вырабатываются гипоталамусом. ГР вырабатывается в течение всей жизни. Продукция ГР возрастает в период роста организма, примерно, до 20 лет и затем уменьшается с возрастом со средней скоростью 14% в десятилетие.
Гормон Роста (соматотропин) стимулирует как линейный рост, так и рост внутренних органов. Вызывает увеличение числа и размеров клеток мышц, печени, тимуса, половых желез, надпочечников и щитовидной железы. Оказывает влияние на метаболизм белков, жиров и углеводов. Угнетает активность протеаз, повышает уровень инсулиноподобных факторов роста 1 и 2 (ИФР1 и 2) в сыворотке крови, стимулирует синтез коллагена в костях, коже, других органах и тканях организма. Гормон Роста увеличивает выход глюкозы в печеночные вены, усиливает глюконеогенез, уменьшает поглощение глюкозы на периферии, а также усиливает липолиз (распад жиров), в результате чего в крови повышается концентрация свободных жирных кислот, которые подавляют действие инсулина на мембранный транспорт глюкозы.
Гормон Роста стимулирует транспорт аминокислот в мышечные клетки и, кроме того, усиливает синтез белка , причем независимо от влияния на транспорт аминокислот. У людей, получающих Госта Роста, возникает положительный азотный баланс, что отражает общее повышение белкового синтеза и снижение содержания аминокислот и мочевины в плазме и моче. Указанные изменения сопровождаются повышением уровня синтеза РНК и ДНК в отдельных тканях. В этом отношении действие Гормон Роста сходно с некоторыми эффектами инсулина.
В плане влияния на углеводный обмен гормон роста является антагонистом инсулина. Гипергликемия, возникающая после введения Гормон Роста, - результат сочетания снижения периферической утилизации глюкозы и ее повышенной продукции печенью в процессе глюконеогенеза. Действуя на печень, Гормона Роста увеличивает содержание в ней гликогена, вероятно, вследствие активации глюконеогенеза из аминокислот. Гормон Роста может вызывать нарушение некоторых стадий гликолиза и тормозить транспорт глюкозы. Торможение распада глюкозы в мышцах может быть также связано с мобилизацией жирных кислот из триацилглицероловых резервов.
Гормон роста оказывает мощное липолитическое действие.
Усиливаются процессы липолиза с повышением мобилизации жира из депо, что приводит к быстрому увеличению концентрации свободных жирных кислот в плазме и их окислению в печени. Энергия, образующаяся при повышенном распаде жиров, используется на анаболические процессы в белковом обмене.
На секрецию Гормон Роста (соматотропина) влияет ряд стимулов (сон, стресс), и она, подобно секреции многих гипофизарных гормонов, носит эпизодический и пульсирующий характер. В течение нескольких минут уровень Гормон Роста в плазме может измениться в 10 раз. Один из самых больших пиков отмечается вскоре после засыпания. К другим стимулам относятся стресс (боль, холод, тревога, хирургическое вмешательство), физические упражнения, острая гипогликемия или голодание, белковая пища или аминокислота аргинин. Возможна связь этих и многих других эффекторов с основным физиологическим действием Гормона Роста, состоящим в сберегании глюкозы. При стрессе, гипогликемии, во время сна или голодания Гормон Роста стимулирует липолиз (поступление жирных кислот) и проникновение в клетки аминокислот, сберегая таким образом глюкозу для метаболизма мозга. На высвобождение Гормон Роста оказывает влияние множество агентов, в том числе эстрогены, дофамин, альфа-адренергические соединения, серотонин, опиаты, гормоны кишечника и глюкагон. Точкой приложения действия всех этих факторов является вентромедиальное ядро гипоталамуса, где осуществляется регуляция секреции гормона роста по типу обратной связи. Короткая петля системы включает положительный (стимулирующий) регулятор секреции - соматолиберин - и отрицательный (тормозящий) регулятор - соматостатин.
Рост-стимулирующее действие соматотропного гормона определяет в первую очередь ИФР1, который образуется в печени. ИФР-1 регулирует секрецию Гормон Роста, подавляя высвобождение соматолиберина и стимулируя высвобождение соматостатина. ИФР1, ген которого относится к семейству инсулиноподобных генов, первоначально был известен как "сульфирующий фактор" благодаря своей способности стимулировать включение сульфата в хрящ, позднее его стали называть соматомедин С. По структуре он сходен с проинсулином. В плазме человека обнаруживается еще один родственный пептид - инсулиноподобный фактор роста 2. И ИФР1, и ИФР2 связываются с мембранными рецепторами, однако они могут быть разделены с помощью специфического радиоиммунного анализа. Несмотря на то, что содержание ИФР1 в плазме вдвое меньше содержания ИФР2, именно ИФР1 обнаруживает сходство с эффектами ГР. Лица с дефицитом ИФР1, вырабатывающие ИФР2 в достаточном количестве лишены способности к нормальному росту. Инсулиноподобные факторы роста не относятся к панкреатическим гормонам, но, тем не менее, близки к инсулину по структуре и функции. Влияние инсулина на рост и деление клеток трудно отделить от аналогичных эффектов со стороны ИФР1 и ИФР2. Действительно, инсулин и инсулиноподобные факторы роста могут взаимодействовать в этом процессе. Инсулин оказывает более сильное влияние на метаболизм, чем инсулиноподобные факторы роста, однако последние сильнее стимулируют рост клеток. Каждый из этих гормонов имеет свой специфический рецептор. Эти гормоны способны в какой-то степени перекрестно связываться с рецепторами, чем, возможно, и объясняется присущая им смешанная биологическая активность. ИФР1 стимулирует рост хряща и ряд процессов в хрящевой ткани: транспорт аминокислот, синтез РНК, ДНК, белка, хондроитин-сульфата, коллагена. Ростовые факторы проявляют также инсулиноподобную активность: в мышцах - это стимуляция транспорта аминокислот (этот процесс протекает значительно быстрее под влиянием ИФР, чем под влиянием гормона роста) и глюкозы, образование коллагена, синтез белка; в жировой ткани - стимуляция транспорта глюкозы, окисление глюкозы до СО2, включение глюкозы в липиды, подавление липолиза (аналогично механизму действия инсулина). Таким образом, гормон роста осуществляет биологическое действие через образование соматомединов (ИФР1 и ИФР2), которые образуются в печени и других периферических тканях и являются посредниками анаболического, ростового влияния соматотропного гормона. Последние осуществляют свое действие с помощью гормонального, паракринного или аутокринного механизмов.
Необходимость изучения гормона роста (соматотропина) и ИФР1
Молекулы, задействованные в сигнальном пути инсулина, ИФР1 и гормона роста, включающие DAF-2 (DAF-2 у нематод, у других организмов эти рецепторы называются InR), инсулиновый рецептор и их гомологи у млекопитающих, связаны с долголетием и с инактивацией соответствующих генов, это показано на нематодах, плодовых мушках и мышах. Возможно увеличивающий продолжительность жизни эффект ограничения калорийности питания связан именно со снижением уровня ИФР1. Главными приоритетами в исследованиях регуляции долголетия должны стать:
- поиск фармакологических модуляторов мутаций генов сигнального пути инсулина, ИФР1 и гормона роста, увеличивающих продолжительность жизни
- исследования влияния ограничения калорийности питания на этот путь
Этому посвящена недавно вышедшая статья Владимира Николаевича Анисимова,"Возрастной дефицит Гормона Роста".