Kasvuhormoni (somatotropiini) rakenne, toiminnot

Se Somatotropiini (STH) U -kasvuhormoni (GH) on suhteellisen pieni proteiini, joka on tuotettu adenohypofyysin tasolla ja mukana kehitysprosesseissa, organismin pitkittäiskasvussa ja useiden metabolisten prosessien hallinnassa.

Se on ei -glaro -hormoni. Aivolisäkkeen glandotropas -hormonit.

Hormonien modifiointi aivolisäkkeessä (lähde: Dubaele / Public Domain, Wikimedia Commons)

Glandotropas -hormonit ovat esimerkiksi adrenokortopiini (ACTH), gonadotropiinit (FSH ja LH) ja kilpirauhasen stimuloiva hormoni (TSH).

Toisaalta ei -grandropas -hormonit ja joista prolaktiini- ja kasvuhormoni otetaan mukaan ilman minkään muun endokriinisen rauhasten kilpailua, koska ne käyttävät toimia suoraan valkoisiin soluihin, joiden aktiviteetit säätelevät.

[TOC]

Rakenne

Kasvuhormoni on suhteellisen pieni proteiini, jota esiintyy useissa isomuodoissa. Tärkein isoformi koostuu noin 191 aminohapposta, on 22 kDa: n molekyylipaino ja se tulee pidemmästä esiastepeptidistä (pre-GH), joka on 28 kDa, joka on myös erittynyt, mutta josta puuttuu fysiologisia toimintoja.

Rakenteessaan somatotropiini näyttää olevan homologisoitu prolaktiinille ja koorionille somatotomamamoTotropinille (CS), mikä tuotti jälkimmäisen istukassa. Tällainen on samankaltaisuus, jonka katsotaan, että kolme muodostavat hormonaalisen perheen.

Kasvuhormonin likimääräinen rakenne (lähde: ром mammaa бекер, Wikimedia Commonsin kautta)

Somatotropiinin sekundaarirakenne näyttää 4 alfa -potkuria, jotka on stabiloitu kahdella disulfidisiltaan, joiden kokoonpano on välttämätöntä hormonin vuorovaikutukseen vastaanottimen kanssa.

Tosiasia, joka liittyy korostamisen rakenteeseen, edustaa tosiasiaa, että huolimatta siitä, että eri lajien kasvuhormonilla on merkittäviä yhtäläisyyksiä ihmisen, vain jälkimmäisten ja kädellisten kanssa, vaikuttavat merkittäviin ihmisillä, jotka ovat merkittäviä ihmisillä.

Funktiot

Somatotropiinin toiminnot kuvataan yleensä sellaisiksi, jotka liittyvät organismin kehitykseen ja kasvuun. Myös ne, jotka liittyvät aineenvaihduntaan, joihin sisältyy modifikaatiot lipidien aineenvaihdunnassa ja hormonin edistämä glukoosi.

Kasvufunktioita voidaan kuitenkin pitää myös aineenvaihdunnassa, koska ne merkitsevät proteiinisynteesiin liittyviä anabolisia toimintoja, jotka eivät sulje pois joitain muita toimintoja ilman suoraa assosiaatiota aineenvaihduntaan, kuten solujen lisääntymiseen.

Jotkut somatotropiinin käyttämät toiminnot tai toiminnot harjoittavat tätä hormonia suoraan sen valkoisten kudosten yli, mutta monet niistä toteuttavat jotkut muut aineet, joiden synteesiä ja vapautumista stimuloivat kasvuhormoni.

IGF -synteesi

Somatotropiinin ensimmäinen rivi on juuri näiden aineiden synteesi, jotka tunnetaan kasvun tekijöinä, jotka ovat samanlaisia ​​kuin insuliini (IGF), mitkä tyypit 1 ja 2 on tunnistettu. Ne on nimetty IGF1: ksi (tärkeimmäksi) ja IGF2: ksi, sen lyhenteen mukaan englanniksi.

Nämä tekijät tiedettiin alun perin, ja ne on edelleen nimetty somatotropiinin tai somatomeediinien C (IGF1) ja A (IGF2) tai myös aktiivisuutena kuin ei -tukahduttamaton insuliini (NSILA),. Ne syntetisoidaan monilla solutyypeillä, mutta ne tapahtuvat pääasiassa maksassa.

STH: n ja IGF1: n toimet ovat hyvin monimuotoisia. Jotkut käyttävät kaikkia näitä aineita itsenäisesti, joskus yhdessä synergistisesti ja toisinaan ne käyttäytyvät vastakkaisesti.

Voi palvella sinua: elektroforeesi: perusta, tekniikka, mihin se on, esimerkkejä

Kasvun induktio

Tämä on yksi tärkeimmistä somatotropiinin edistämistä toimista, mutta suoritetaan yhdessä IGF1: n kanssa. Vaikka molemmat indusoivat lukuisten kehon kudosten kasvua, niiden näkyvin vaikutus on luurankojen kasvussa.

Tätä lopputulosta tuottavat useat hormonin ja IGF1: n aiheuttamat vaikutukset. Niihin sisältyy kondrosyyttisten ja osteogeenisten solujen proteiinien kerrostumisen lisääntyminen, näiden solujen suurin lisääntymisnopeus ja kondrosyyttien muuntaminen osteogeenisiksi soluiksi; Kaikki tämä johtaa uuteen luun kerrostumiseen.

Organismin kasvun ja kehityksen aikana, ja ennen luun epifysien sulkemista uusi rusto talletetaan epifyseihin, jota seuraa sen muuntaminen uuteen luuhun, joka pidentää diafyysiä ja epifyysit erotetaan.

Epiphyseal -ruston asteittainen kulutus kuluu sen ja luu ei voi jatkaa kasvuaan. Nuoruuden lopussa diafyysi ja epifyysit sekä pitkän luun pituuden kasvu hidastuu kumpaankin päähän ja lopulta pysähtyy.

Toinen mekanismi voi selittää luun paksuuden lisääntymisen. Periosteiumin osteoblastit tallettavat uuden luun vanhaan, ja osteoklastit eliminoivat vanhan luun. Jos laskeutumisnopeus ylittää eliminaation, paksuus kasvaa.

Kun kasvuhormoni harjoittaa voimakasta stimulaatiota osteoblasteilla, sen vaikutuksen mukaan luiden paksuus voi edelleen kasvaa, vaikka sen pituutta ei enää muuteta epifysien sulkemisen vuoksi.

Proteiinitalletuksen edistäminen kudoksissa

Tämä vaikutus voidaan saavuttaa erilaisilla mekanismeilla: aminohappojen kuljetuksen lisääntyminen solukalvojen kautta, RNA: n translaation lisääntyminen ribosomien tasolla, DNA: n transkription lisääntyminen RNA: ksi ytimessä ja väheneminen proteiinissa ja aminohapossa katabolismi.

Muut aineenvaihduntatoimet

Rasvakudoksessa kasvuhormoni edistää lipolyysiä ja rasvahappojen vapautumista verenkiertoon, mikä lisää sen pitoisuutta kehon nesteissä. Samanaikaisesti se suosii kaikissa kudoksissa rasvahappojen muuntamista asetyylikoentsyymissä A ja sen käyttö energialähteenä.

Rasvojen käytön stimulointi yhdessä proteiinien kertymisen kanssa niiden anabolisen vaikutuksen vuoksi johtaa vähärasvaiseen kudokseen.

Rasvojen mobilisaation kasvu voi olla niin korkea, että maksa tuottaa suuria määriä asetoetikkahappoa, joka johtaa ketoosiin ja rasvamaksa voidaan tuottaa.

Hiilihydraattien aineenvaihdunnan suhteen somatotropiinin vaikutuksiin sisältyy glukoosin keräämisen väheneminen rasva- ja lihaskudoksessa, lisääntynyt glukoosimaksan tuotanto ja lisääntynyt insuliinin eritys.

Kaikkia näitä vaikutuksia kutsutaan diabegeeneiksi, ja korkea kasvuhormonin eritys voi lisääntyä metabolisia muutoksia, jotka seuraavat ei -insuliinista riippuvaa tyypin II diabeteksen.

Muut toiminnot

GH: n ja IGF1: n anaboliset ja mitogeeniset vaikutukset ilmenevät myös sydämen, kolmannen ja kielen, maksan, pernan, kilpirauhasen, kasvun ja toiminnan suhteen. Hormoni voi vaikuttaa ihon sakeutumiseen, hikirauhasten stimulaatioon ja hiusten kasvuun.

Munuaisissa glomerulaarisen suodatusnopeus ja kalsitriolin synteesi lisääntyvät, mikä suosii vain kasvua, vaan myös luun mineralisaatiota. Se edistää myös erytropoieesi- ja fibrinogeenisynteesiä ja immuunivastetta stimuloimalla T -lymfosyyttejä ja makrofaageja.

Voi palvella sinua: Epiteelikudos: Ominaisuudet, kuvaus, toiminnot, tyypit

Somatotropiinin reseptorit

Somatotropiinin vaikutukset, mukaan lukien insuliinin kaltaisten kasvutekijöiden synteesin edistäminen, välittyy niiden liiton kautta spesifisten reseptoreiden kanssa, jotka ilmenevät valkoisten solujen kalvoissa.

Näistä reseptoreista on kahta muotoa, joista toinen on lyhyt (katkaistu) variantti ensimmäisestä; Katkaistu muoto, joka estää pitkän vastaanottimen toimintaa, ja että jos se on yli ekspressoitu, se tuottaa kudoksen herkkyyttä hormonille.

Pitkä vastaanotin koostuu 638 aminohapposta, ja sen solunulkoinen domeeni on 250, noin 38 alfa -transmembraalidomeeni ja 350 aminohapon solunsisäinen domeeni. Jokainen somatotropiinimolekyyli päätyy yhdistämään kaksi vastaanottimen molekyyliä ja tuottamaan niin kutsuttu reseptorin dimeroituminen.

Tämä dimerointi aktivoi JAK2.

Fosforyloituneet STAT5 -molekyylit kärsivät myös dimerisaatiosta, joka tekee niistä erittäin tarkkoja geeniekspression ja proteiinisynteesin säätelijöitä.

Tuotanto

Somatotropiini syntetisoidaan adenohypofyysin somatotroopas -solujen tasolla. Nämä solut värjätään voimakkaasti happamilla aineilla, joten niitä kutsutaan myös happoina. Ne ovat yhdessä rauhanen runsain soluryhmä, koska ne edustavat 50% yhteensä viidestä eri tyypistä.

Ihmisen kromosomin 17 pitkällä varressa on viiden geenin geneettinen kompleksi, joka koodaa kasvuhormonin ja ihmisen koorionin somatotomamototropiinin (HCS) eri isomuotoja.

Yksi niistä on normaali HGH-N, joka koodaa ihmisen kasvuhormonin runsainta muotoa, joka on edellä mainittu 22 kDa ja edustaa 75% verenkierron kokonaiskasvuhormonista.

Hänen lähettilään RNA: ta kohdistuu "Leikkaa ja silmukointia" Pienemmän hormonin muodon tuottamiseksi 20 kDa, josta puuttuu aminohappojäte 32: sta 46: een ja edustaa 10%.

Toinen geeni (HGH-V) ekspressoituu pääasiassa istukassa ja koodaa HGH: n varianttimuotoa, jonka verenkierrossa esiintyy vain merkittäviä määriä raskauden aikana. Muut 3 geeniä koodaavat somatotomamottropiinin ihmisen isoformeja.

Vapauttaa

Sekä synteesiä että kasvuhormonin eritystä tai vapautumista säätelee tällaisten toimintojen stimuloivilla ja estävillä tekijöillä.

Stimuloivat vaikutteet

Tärkeimpiä humoristisia vaikutuksia, jotka stimuloivat synteesiä ja somatotropiinin eritystä.

Kasvuhormoni vapauttava hormoni (GHRH) on hypotalamuksen peptidi, joka on vastaavasti kahdessa variantissa 40 ja 44 aminohappoa. Se johtaa Somatotropas -soluissa AMPC: n synteesiin ja kasvuhormonin spesifisen PIT1 -transkriptiotekijän aktivointiin.

Greliini on kasvuhormonin kasvuhormonin endogeeni. Se on noin 28 aminohapon peptidi, joka on syntetisoitu hypotalamuksen ja vatsan tasolla. Se toimii synergistisesti GHRH: n kanssa, jonka vapautus edistää, samalla estäen somatostatiinia. Toimii reseptoreiden kautta, jotka aktivoivat fosfolipaasi C: n.

Jotkut metaboliset parametrit, kuten hypoglykemia, veren alhaiset vapaiden rasvahappojen tasot ja korkeat aminohappopitoisuudet ovat tärkeitä ärsykkeitä kasvuhormonin eritykselle.

Voi palvella sinua: ihmisen kehityksen 12 vaihetta ja sen ominaisuuksia

Muita stimuloivia tekijöitä, jotka lasketaan.

Estävät vaikutteet

Näiden joukossa ovat kasvuhormonin vapautumisen (GHRIH) somatostatiini tai hormonin estäjä ja negatiivinen palaute.

Somatostatiini on 14 aminohapon hypotalamuksen peptidi, joka estää kasvuhormonin eritystä, mutta ei synteesiä. Pitkä variantti, 28 aminohappoa, syntetisoidaan maha -suolikanavassa. Molemmat variantit sitoutuvat samaan vastaanottimeen ja estävät syklistä AMP -synteesiä.

Negatiivisen palautteen osalta GH vapautuu, itsenäisen toiminnan kautta, estää oman lisävapautuksensa. IGF1 estää hypotalamuksen kasvuhormonin kasvuhormoniin ja stimuloi somatostatiinia, kun taas estää GH -synteesiä aivolisäkkeenä.

Jotkut metaboliset parametrit, kuten hyperglykemia, korkeat rasvahappojen plasmatasot ja alhaiset aminohappotasot, ovat somatotropiinin erityksen estäjiä.

Inhibiittorit ovat myös kylmää, kroonista stressiä, adipositeettia, progesteronia, kilpirauhashormoneja, alijäämiä tai kortisolin liiallisuutta ja adrenergisten reseptorien stimulaatiota β2 β2.

Annos

Biosyntetisoidun kasvuhormonin terapeuttinen käyttö on osoitettu niiden kärsimysten hoitoon, joissa sen erityksen puute on paljastettu, aivolisäkkeen kääpiö ja Turnerin oireyhtymän alhaisten siveltimien lapsilla.

Hallinto tehdään injektoitavan liuoksen muodossa, joka on rakennettu uudelleen tieltä, joka sisältää lyofilisoidun 40: llä U: lla.Yllyttää. biosynteettihormonista ja johon lisätään 2 ml: n seuralaisia, jotka ovat 0,9 % natriumkloridiliuoksia.

Lasten kasvuhormonin puutteessa sitä suositellaan välillä 0,07 - 0,1 U.Yllyttää./kg ruumiinpaino päivässä. Turner -oireyhtymässä 0.14 U.Yllyttää./kg ruumiinpaino päivässä. Aikuisten kasvuhormonin puute: 0,018 - 0,036 U.Yllyttää./kg ruumiinpaino päivässä.

Vaikutukset

Kasvuhormonin terapeuttiseen antamiseen voi liittyä joitain haitallisia vakuusvaikutuksia, kuten ilmeinen yliherkkyys yleistyneen urtikarian, paasto -hypoglykemian, tulehduksen kautta injektiopaikalla ja matkustajan päänsärky.

Tietyn hyvänlaatuisen kallonsisäisen verenpaineen kehitys on kuvattu, useammin lapsilla ja vähemmän aikuisilla.

Hiilihydraattien aineenvaihdunnan suhteen diabeteksen kehitys on raportoitu potilailla, jotka saivat kasvuhormonin hoitoa.

Suhteessa luurankojen lihasjärjestelmään on näyttöä tulehduksellisesta myosiitista, jolla on myalgia ja lihasheikkous, jota ei tuota hormoni, vaan ehkä konservatiivina käytetty metakresoli kaavassa.

Gynekomastian, anemian ja akuutin haimatulehduksen tapauksia on ilmoitettu.

Viitteet

1. Ganong WF: Aivolisäke, 25. ed. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: Aivolisäkkeen hormonit ja heidän hallintansa hypotalamuksen mukaan Lääketieteellisen fysiologian oppikirja, 13. ed, AC Guyton, Je Hall (toim.). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormoni, sisään Physiologie des Menschen punkki patofysiologie, 31. ED, RF Schmidt et ai (toim.). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010
4. Voigt K: Endokrines -järjestelmä, julkaisussa Physiologie, 6. painos; R Klinke et ai (toim.). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H ja Strang Kt: Endokriininen järjestelmä. Hypotalamus ja aivolisäke Vanderin ihmisen fysiologiassa: kehon toiminnan mekanismit, 13. ed; Ep Windmaier et ai (toim.). New York, McGraw-Hill, 2014.