Veksthormon (somatotropin) struktur, funksjoner

De Somatotropin (STH) U Veksthormon (GH) er et relativt lite protein produsert på nivå av adenohypofyse og involvert i utviklingsprosesser, langsgående vekst av organismen og i kontrollen av flere metabolske prosesser.

Det er et ikke -glaro hormon. Kverropashormonene i hypofysen samles.

Endring av hormoner i hypofysen (kilde: Dubaele / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Klandotropas hormoner er for eksempel adrenokortopin (ACTH), gonadotropiner (FSH og LH) og skjoldbruskkjertelstimulerende hormon (TSH).

Ikke -Glandropas -hormoner, derimot, og blant dem prolaktin og veksthormon er inkludert, handler uten konkurransen om noen annen endokrin kjertel, siden de utøver sine handlinger direkte på de hvite cellene hvis aktiviteter regulerer.

[TOC]

Struktur

Veksthormon er et relativt lite protein som oppstår i flere isoformer. Hovedisoformen er sammensatt av rundt 191 aminosyrer, har en molekylvekt på 22 kDa og kommer fra et lengre forløperpeptid (pre-GH) på 28 kDa, som også skilles ut, men som mangler fysiologiske funksjoner.

I sin struktur ser somatotropin ut til å bli homologert med prolaktin og korionisk somatomamamototropin (CS), produsert sistnevnte i morkaken. Slik er likheten, som anses at de tre danner en hormonell familie.

Omtrentlig struktur av veksthormonet (kilde: роман бекер, via Wikimedia Commons)

Den sekundære strukturen til somatotropin viser 4 alfa -propeller stabilisert med to disulfidbroer, hvis konfigurasjon er nødvendig for samspillet mellom hormonet med mottakeren.

Et faktum i forhold til strukturen og verdig å bli fremhevet, representerer det faktum at til tross for at veksthormonene til forskjellige arter har bemerkelsesverdige likheter med mennesket, bare sistnevnte, og den av primater, utøver effekter som er betydelige hos mennesker.

Funksjoner

Somatotropinfunksjoner beskrives vanligvis som de som er assosiert med organismenes utvikling og vekst. Også de som er assosiert med metabolisme, som inkluderer modifikasjoner i lipidmetabolisme og glukose fremmet av hormon.

Vekstfunksjoner kan imidlertid også betraktes som metabolske, siden de antyder anabole funksjoner assosiert med proteinsyntese, som ikke utelukker noen andre funksjoner uten direkte tilknytning til metabolisme som celleproliferasjon.

Noen av funksjonene eller handlingene som er utplassert av somatotropin utøves av dette hormonet direkte over det hvite vevet, men mange av dem blir utført av noen andre stoffer hvis syntese og frigjøring blir stimulert av veksthormonet.

IGF -syntese

Den første linjen med somatotropinhandling er nettopp syntesen av disse stoffene som er kjent som vekstfaktorer som ligner på insulin (IGF), hvorav typene 1 og 2 er identifisert. De er utpekt som IGF1 (det viktigste) og IGF2, i henhold til forkortelsen på engelsk.

Disse faktorene ble opprinnelig kjent, og er fremdeles utpekt, som formidlere av somatotropin eller somatomediner C (IGF1) og A (IGF2) eller også som en aktivitet som ligner på ikke -undertrykkelig insulin (NSILA). De syntetiseres av mange celletyper, men forekommer hovedsakelig i leveren.

Handlingene til STH og IGF1 er veldig forskjellige. Noen trener hvert av disse stoffene uavhengig, noen ganger i forbindelse og synergistisk, og noen andre ganger virker de antagonisk.

Kan tjene deg: elektroforese: fundament, teknikk, hva er det for, eksempler

Vekstinduksjon

Dette er en av de viktigste handlingene som ble fremmet av somatotropin, men utført i forbindelse med IGF1. Selv om begge induserer veksten av mange kroppsvev, utøves deres mest fremtredende effekt på skjelettvekst.

Dette endelige resultatet produseres av flere effekter indusert av hormonet og IGF1. De inkluderer økningen i proteinavsetning ved kondrocytiske og osteogene celler, den høyeste reproduksjonshastigheten til disse cellene og konvertering av kondrocytter til osteogene celler; Som alle fører til den nye beinforekomsten.

Under veksten og utviklingen av organismen, og før nedleggelse av beinpifyser, blir ny brusk avsatt i epifyser etterfulgt av den.

Det progressive forbruket av epifysisk brusk trekker det, og beinet kan ikke fortsette å vokse. På slutten av ungdomstiden blir diaphysen og epifysene og veksten i lang beinlengde bremses til hver ende og stopper til slutt.

En annen mekanisme kan forklare økningen i bentykkelse. Osteoblastene i periosteium avsetter nytt bein på det gamle, og osteoklastene eliminerer det gamle beinet. Hvis deponeringshastigheten overstiger eliminasjonen øker tykkelsen.

Ettersom veksthormonet utøver intens stimulering på osteoblaster, under dens virkning kan tykkelsen på beinene fortsette å øke, selv om lengden ikke lenger er endret på grunn av nedleggelse av epifyser.

Fremme av proteinavsetning i vev

Denne effekten kan oppnås gjennom forskjellige mekanismer: økningen i transport av aminosyrer gjennom cellemembraner, økningen i RNA -translasjon på ribosomnivå, økningen i transkripsjon av DNA til RNA i kjernen og en reduksjon i protein og aminosyre katabolisme.

Andre metabolske handlinger

I fettvev fremmer veksthormon lipolyse og frigjøring av fettsyrer til sirkulasjonsstrømmen, noe som øker konsentrasjonen i kroppsvæsker. Samtidig favoriserer det i alt vev Konvertering av fettsyrer i acetylkoenzym A og dets bruk som energikilde.

Stimulering av bruk av fett, sammen med akkumulering av proteiner på grunn av deres anabole effekt, fører til en økning i magert vev.

Økningen i mobilisering av fett kan være så høy at leveren produserer store mengder acetoeddiksyre som fører til ketose og en fet lever kan genereres.

I forhold til metabolismen av karbohydrater inkluderer effekten av somatotropin reduksjonen i glukosesamling i fett og muskuløs muskulær vev, økt glukoseleverproduksjon og økt insulinsekresjon.

Alle disse effektene kalles diabetogener, og sekresjonen av høy veksthormon kan reprodusere metabolske endringer som følger med ikke -in -avhengig type II -diabetes.

Andre funksjoner

De anabole og mitogene handlingene til GH og IGF1 er også manifestert i hjertets vekst og funksjon, leveren, milten, skjoldbruskkjertelen, tymusen og tungen. Hormonet kan bidra til fortykning av huden, til stimulering av svette kjertler og hårveksten.

I nyrene øker den glomerulære filtreringshastigheten og syntesen av kalsitriol, noe som ikke bare favoriserer vekst, men også beinmineralisering. Det fremmer også erytropoiesis og fibrinogensyntese og immunrespons ved stimulering av T -lymfocytter og makrofager.

Kan tjene deg: Epitelvev: Kjennetegn, beskrivelse, funksjoner, typer

Reseptorer for somatotropin

Somatotropinhandlinger, inkludert fremme av syntese av vekstfaktorer som ligner på insulin, er mediert gjennom sin forening med spesifikke reseptorer uttrykt i hvitcellemembraner.

Det er to former av disse reseptorene, hvorav den andre er en kort (avkortet) variant av den første; Avkortet form som hemmer funksjonen til den lange mottakeren, og at hvis den er overuttrykket, ville den produsere vevsensitivitet for hormonet.

Den lange mottakeren består av 638 aminosyrer og har et ekstracellulært domene på 250, et alfa -transmembraal domene på omtrent 38 og et intracellulært domene på 350 aminosyrer. Hvert somatotropinmolekyl ender opp med å slå sammen to mottakermolekyler og produsere det som kalles reseptordimerisering.

Denne dimeriseringen aktiverer et JAK2 -kinase -protein lokalisert i de intracellulære endene av hver monomer av mottakeren og disse aktive kinase -fosforylering av andre underlag som STAT5 og somatotropinreseptoren i seg selv.

De fosforylerte STAT5 -molekylene lider også en dimerisering som gjør dem veldig presise regulatorer av genuttrykk og proteinsyntese.

Produksjon

Somatotropin syntetiseres på nivået av adenohypophysis somatotropasceller. Disse cellene er farget intenst med sure stoffer, slik at de også kalles acidophils. De er sammen den mest tallrike cellegruppen i kjertelen siden de representerer 50% av totalt 5 forskjellige typer.

Det er et genetisk kompleks med 5 gener i den lange armen til det humane kromosomet 17 som koder for de forskjellige isoformene i veksthormonet og det humane korioniske somatomamototropin (HCS).

En av dem er den normale HGH-N, som koder for den mest tallrike formen for humant veksthormon som er det nevnte på 22 kDa og representerer 75% av den totale sirkulerende veksthormonet.

Hans messenger -RNA er utsatt for "Kutt og spleising" å produsere en mindre form av hormonet, på 20 kDa, som mangler aminosyreavfall fra 32 til 46 og representerer 10%.

Et andre gen (HGH-V) uttrykkes hovedsakelig i morkaken og koder for en variantform av HGH, hvorav bare betydelige mengder vises i sirkulasjonen under graviditet. De andre 3 genene koder for isoformer av somatomamototropin human.

Utgivelse

Både syntese og sekresjon eller frigjøring av veksthormon er regulert ved å stimulere og hemmende faktorer av slike funksjoner.

Stimulerende påvirkninger

Blant de viktigste humoristiske påvirkningene som stimulerer syntese og somatotropinsekresjon er GHRH -peptider (veksthormonfrigjøring av hormon) og ghrelin.

Veksthormonet befriende hormon (GHRH) er et hypotalamisk peptid som finnes i to varianter av henholdsvis 40 og 44 aminosyrer. Den leder i somatotropasceller til syntesen av AMPC og til aktivering av den spesifikke PIT1 -transkripsjonsfaktoren for veksthormonet.

Ghrelin er et endogen med veksthormon av veksthormon. Det er et peptid på omtrent 28 aminosyrer syntetisert ved hypothalamus og magenivå. Det fungerer synergistisk med GHRH hvis frigjøring fremmer, mens han hemmer somatostatin. Virker gjennom reseptorer som aktiverer fosfolipase C.

Noen metabolske parametere som hypoglykemi, lave nivåer av frie fettsyrer i blod og høye aminosyrekonsentrasjoner er viktige stimuli for sekresjon av veksthormon.

Kan tjene deg: de 12 stadiene av menneskelig utvikling og dens egenskaper

Andre stimulerende faktorer som teller er akutt stress, overbelastning av kroppen, smerter, kjønnssteroider (pubertet), dopamin, stimulering av α2 reseptorer, acetylkolin, galanin, serotonin og β-endorfin.

Hemmende påvirkninger

Blant disse er somatostatin eller hormoninhibitor av veksthormonfrigjøring (GHRIH) og negativ tilbakemelding.

Somatostatin er et hypotalamisk peptid med 14 aminosyrer som hemmer sekresjon, men ikke syntese, av veksthormon. En lang variant, 28 aminosyrer, syntetiseres i mage -tarmkanalen. Begge variantene binder seg til samme mottaker og hemmer syklisk AMP -syntese.

Når det gjelder negativ tilbakemelding, hemmer GH gjennom en selvsosial handling, hemmer sin egen videre utgivelse. IGF1 hemmer hypothalamus til veksthormonet i veksthormon og stimulerer somatostatin, mens hemmer GH -syntese i hypofysen.

Noen metabolske parametere som hyperglykemi, høye plasmanivåer av frie fettsyrer og lave aminosyrenivåer er somatotropinsekresjonshemmere.

Inhibitorer er også kald, kronisk stress, fett, progesteron, skjoldbruskkjertelhormoner, underskudd eller kortisoloverskudd og stimulering av adrenerge reseptorer β2 β2.

Dose

Den terapeutiske bruken av biosyntetisert veksthormon er indikert for behandling av de lidelsene der en mangel i sekresjonen har blitt avslørt, i hypofysen dvergisme og hos lavt størrelse barn av Turners syndrom.

Administrasjonen er gjort i form av en injiserbar løsning gjenoppbygd fra en vei som inneholder en lyofilisert med 40 U.Yo. av det biosyntetiske hormonet, og som 2 ml følgesvenner av 0,9 % natriumkloridløsning tilsettes.

I veksthormonmangel hos barn anbefales det mellom 0,07 og 0,1 u.Yo./kg kroppsvekt per dag. I Turner syndrom 0.14 u.Yo./kg kroppsvekt per dag. For veksthormonmangel hos voksne: 0,018 til 0,036 u.Yo./kg kroppsvekt per dag.

Effekter

Den terapeutiske administrasjonen av veksthormon kan ledsages av noen ugunstige sikkerhetseffekter som manifest overfølsomhet gjennom generalisert urticaria, fastende hypoglykemi, betennelse på injeksjonsstedet og passasjerhodepine.

Utviklingen av en viss godartet intrakraniell hypertensjon er blitt beskrevet, hyppigere hos barn og mindre hos voksne.

Når det gjelder karbohydratmetabolisme, er utviklingen av diabetes mellitus blitt rapportert hos pasienter som fikk behandling med veksthormon.

I forhold til skjelettmuskelsystemet er det bevis på inflammatorisk myositis med myalgi og muskelsvakhet, produsert ikke av hormonet, men kanskje av metakresol brukt som en konservativ i formelen.

Tilfeller av gynekomasti, anemi og akutt pankreatitt er rapportert.

Referanser

1. Ganong WF: Hypofysen. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: Hypofysehormoner og deres kontroll av hypothalamus, i Lærebok for medisinsk fysiologi, 13. utg, AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormon, i Physiologie des Menschen Mite Pathophysiologie, 31. Ed, RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010
4. Voigt K: Endokrines System, i Physiologie, 6. utg; R Klinke et al (Eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H og Strang KT: det endokrine systemet. Hypothalamus og hypofysen, i Vanders menneskelige fysiologi: Mekanismene for kroppsfunksjon, 13. utg; EP Windmaier et al (Eds). New York, McGraw-Hill, 2014.