| Somatotropní hormon 1 | |
|---|---|
| Notový zápis | |
| Symboly | GH1 |
| CAS | 9002-72-6 |
| Entrez Gene | 2688 |
| HGNC | 4261 |
| OMIM | 139250 |
| RefSeq | NM_022562 |
| UniProt | P01241 |
| Jiné údaje | |
| Místo | 17. kap. 17q22 - q24 |
| Informace ve Wikidatech ? | |
| Somatotropní hormon 2 | |
|---|---|
| Notový zápis | |
| Symboly | GH2 |
| CAS | 9002-72-6 |
| Entrez Gene | 2689 |
| HGNC | 4262 |
| OMIM | 139240 |
| RefSeq | NM_002059 |
| UniProt | P01242 |
| Jiné údaje | |
| Místo | 17. kap. 17q22 - q24 |
| Informace ve Wikidatech ? | |
Somatotropin (GH, somatotropní hormon, somatropin, růstový hormon) je jedním z hormonů předního laloku hypofýzy . Patří do rodiny polypeptidových hormonů, kam patří také prolaktin a placentární laktogen .
Pět genů pro růstový hormon se nachází v sousedních lokusech na chromozomu 17, má vysoký stupeň homologie a zjevně vznikly jako výsledek duplikace genu předků. Dvě z nich dávají vzniknout dvěma hlavním izoformám růstového hormonu, z nichž jedna je syntetizována hlavně v hypofýze a druhá v buňkách placentárního syncytiotrofoblastu . Alternativní sestřih zvyšuje počet izoforem a naznačuje možnost jejich specializace na jejich účinky na různé tkáně. V krvi je několik izoforem, z nichž hlavní obsahuje 191 aminokyselin a má molekulovou hmotnost 22 124 g/mol .
Somatotropin se nazývá růstový hormon, protože u dětí a dospívajících, stejně jako u mladých lidí s růstovými zónami v kostech , které se ještě neuzavřely, způsobuje výrazné zrychlení lineárního (délkového) růstu, zejména v důsledku růstu dlouhých tubulárních kostí. končetin. Somatotropin má silný anabolický a antikatabolický účinek, podporuje syntézu bílkovin a inhibuje jejich odbourávání a také pomáhá snižovat ukládání podkožního tuku , podporuje spalování tuků a zvyšuje poměr svalové hmoty k tuku. Kromě toho se somatotropin podílí na regulaci metabolismu sacharidů - způsobuje výrazné zvýšení hladiny glukózy v krvi a je jedním z kontrainsulárních hormonů, antagonistů inzulínu v jejich působení na metabolismus sacharidů. Dále je popsán jeho účinek na buňky pankreatických ostrůvků, imunostimulační účinek, zvýšená absorpce vápníku kostní tkání atd. Růstový hormon způsobuje řadu účinků přímo, ale značná část jeho účinků je zprostředkována růstovými faktory podobnými inzulínu , především IGF- 1 (dříve nazývaný somatomedin C), který se vyrábí působením růstového hormonu v játrech a stimuluje růst většiny vnitřních orgánů. V cílových tkáních jsou syntetizována další množství IGF-1 ( inzulinu podobný růstový faktor ) .
Receptor růstového hormonu je transmembránový protein patřící do nadrodiny receptorů s tyrosinkinázovou aktivitou. Podle většiny výzkumníků se při interakci s jednou molekulou hormonu spojí dvě molekuly receptoru ( dimerizace ), načež se receptor aktivuje a jeho intracelulární doména fosforyluje samotný receptor a hlavní cílový protein Janus kinázu (JAK-2). Další přenos signálu probíhá několika způsoby.
Hlavní cesta je přes STAT proteiny [ upřesnit ] Janusova kináza aktivuje transkripci řady genů, prostřednictvím proteinu IRS (substrát inzulínového receptoru) ovlivňuje transport glukózy do buněk a další.
JAK-2 může také přímo aktivovat další receptory, jako je receptor epidermálního růstového faktoru , který, jak se zdá, vysvětluje mitogenní účinek růstového hormonu.
Sekrece růstového hormonu, stejně jako mnoho jiných hormonů, se vyskytuje pravidelně a má několik vrcholů během dne (obvykle vrchol sekrece nastává každých 3-5 hodin). Nejvyšší a nejpředvídatelnější vrchol nastává v noci, asi hodinu nebo dvě po usnutí.
Nejvyšší koncentrace somatotropinu v krevní plazmě je 4-6 měsíců nitroděložního vývoje. Je asi 100krát vyšší než u dospělých. Pak se sekrece s věkem postupně snižuje. Je minimální u starších a starých lidí, u kterých klesá jak základní hladina, tak frekvence a amplituda sekrečních vrcholů. Základní hladina růstového hormonu je maximální v raném dětství, amplituda vrcholů sekrece je maximální u adolescentů v období intenzivního lineárního růstu a puberty.
Základní koncentrace růstového hormonu v krvi je 1-5 ng/ml, ve špičkách může stoupnout na 10-20 a dokonce 45 ng/ml. Většina cirkulujícího růstového hormonu je vázána na protein vázající růstový hormon (GHBP ) , což je částečný transkript stejného genu, který kóduje receptor růstového hormonu.
Hlavními regulátory sekrece růstového hormonu jsou peptidové hormony hypotalamu ( somatostatin a somatoliberin ), které jsou vylučovány neurosekrečními buňkami hypotalamu do portálních žil hypofýzy a působí přímo na somatotropy . Rovnováha těchto hormonů a sekrece růstového hormonu je však ovlivněna mnoha fyziologickými faktory.
Stimulujte sekreci růstového hormonu:
Při hypoglykémii prudce stoupá hladina somatotropinu v krvi – to je jeden z přirozených fyziologických mechanismů pro rychlou korekci hypoglykémie.
Potlačuje sekreci růstového hormonu:
Androgeny samy o sobě neovlivňují sekreci růstového hormonu.
Sekreci růstového hormonu ovlivňují i některá xenobiotika .
Pro projev anabolického účinku somatotropinu na syntézu proteinů a lineární růst organismu je nutná přítomnost inzulinu - v nepřítomnosti inzulinu nebo při jeho nízké hladině nepůsobí somatotropin anabolicky. S ohledem na syntézu proteinů nepůsobí somatotropin a inzulín antagonisticky, jako na metabolismus sacharidů, ale synergicky. Zřejmě právě absence nebo nedostatečnost posilujícího účinku inzulinu na citlivost buněk k anabolickému účinku somatotropinu vysvětluje špatný lineární růst a zpoždění ve fyzickém vývoji dětí s diabetem I. typu , které je zvláště patrné při dávka inzulinu je nedostatečná (nedostatečná kompenzace diabetu).
Pro projev anabolického a tuky spalujícího účinku somatotropinu na buňky je navíc nezbytná přítomnost pohlavních hormonů a hormonů štítné žlázy . To vysvětluje opoždění lineárního růstu a opoždění fyzického vývoje dětí a dospívajících s hypogonadismem (nedostatek pohlavních hormonů) as hypotyreózou (nedostatečnost štítné žlázy).
Antagonistický účinek ve vztahu k účinku somatotropinu na syntézu proteinů, spalování tuků a lineární růst mají glukokortikoidy , zejména kortizol .
Somatotropin má modulační účinek na některé funkce centrálního nervového systému , protože není pouze endokrinním hormonem, ale také neuropeptidem, tedy mediátorovým proteinem zapojeným do regulace centrálního nervového systému. Podle některých zpráv může růstový hormon procházet hematoencefalickou bariérou . Bylo prokázáno, že růstový hormon je produkován také uvnitř mozku, v hippocampu . Jeho hladina v hipokampu se zvyšuje u žen se zvýšením hladiny estrogenu v krvi, u žen a mužů se zvyšuje s akutním stresem a klesá se zvýšením hladiny IGF-1 (který je také produkován v mozku ). Receptory růstového hormonu se nacházejí v různých částech mozku a v míše. Bylo prokázáno, že „pulzující“ rytmus sekrece růstového hormonu je regulován speciálním peptidem GHRP , který má receptory v hypotalamu a hipokampu. Obecně se předpokládá, že růstový hormon se účastní procesů učení (potvrzeno experimenty na hlodavcích) a regulace homeostázy , včetně příjmu potravy.
Na základě předběžných studií u seniorů na počátku 90. let se ukázalo, že podávání exogenního růstového hormonu může zpomalit stárnutí a zlepšit fyzickou kondici starších lidí. Tato data byla nafouknuta novináři a reklamou.
Později byly tyto údaje doplněny o výsledky studie na myších, které ukázaly, že při sníženém obsahu růstového hormonu nebo snížené citlivosti buněk k němu, jakož i při snížené koncentraci IGF-1 během embryonálního vývoje, život očekávání se výrazně zkracuje.
U dospělých vede patologické zvýšení hladiny somatotropinu nebo dlouhodobé podávání exogenního somatotropinu v dávkách charakteristických pro rostoucí organismus ke ztluštění kostí a zhrubnutí rysů obličeje, zvětšení velikosti jazyka - makroglosie . Přidruženými komplikacemi jsou komprese nervů (tunelový syndrom), pokles svalové síly a zvýšení inzulinové rezistence tkání. Častou příčinou akromegalie je adenom přední hypofýzy. Obvykle se adenomy vyskytují v dospělosti, ale ve vzácných případech jejich výskytu v dětství je pozorován gigantismus hypofýzy .
Nedostatek růstového hormonu v dětství je spojován především s genetickými vadami a způsobuje růstovou retardaci – hypofyzární nanismus – a někdy také pubertu. Mentální retardace je zjevně pozorována s polyhormonální insuficiencí spojenou s nedostatečným rozvojem hypofýzy. V dospělosti způsobuje nedostatek růstového hormonu zvýšené ukládání tuku v těle. Byly identifikovány geny HESX1 a LHX3, které řídí vývoj hypofýzy a různých struktur předního mozku, a také gen PROP1, který řídí zrání buněk přední hypofýzy. Mutace těchto genů vedou k nedostatku růstového hormonu nebo deficitu polyhormonů.
Mutace v genu receptoru růstového hormonu se ztrátou funkce vedou k rozvoji Laronova syndromu . Příznaky onemocnění jsou prudké zpomalení růstu (proporcionální nanismus), zmenšené velikosti obličejové části lebky a některé další odchylky. Pacienti se vyznačují vysokou koncentrací růstového hormonu, ale velmi nízkým obsahem IGF-1 v krevní plazmě. Toto vzácné recesivní autozomální onemocnění se vyskytuje hlavně mezi středomořskými národy a v Ekvádoru.
Podpora růstu každodenním podáváním extraktu z hypofýzy. Ve své čisté formě byl hormon izolován až v 70. letech minulého století, nejprve z hypofýzy býka, poté koně a člověka. Hormonální terapie by měla být podávána co nejdříve a nejméně do konce puberty. Dnes je to nejúčinnější léčba hypofyzárního nanismu.
Některé studie prokázaly, že somatotropin zlepšuje paměť a kognitivní funkce, zejména u pacientů s hypofyzárním nanismem (nedostatek somatotropní funkce hypofýzy), a že podávání somatotropinu může zlepšit náladu a pohodu pacientů s nízkou hladinou somatotropinu v krvi - nejen pacienti s klinicky významným hypofyzárním nanismem, ale také např. depresivní pacienti. Nadměrně vysoká hladina somatotropinu v krvi, pozorovaná u akromegalie, zároveň způsobuje deprese a další poruchy centrálního nervového systému. Údaje o vlivu růstového hormonu na lidské kognitivní funkce jsou přitom rozporuplné.
V roce 1990 se objevil článek, ve kterém bylo na 12 starších lidech [1] prokázáno , že dlouhodobé (do 6 měsíců) podávání růstového hormonu do krve vedlo k nárůstu svalové hmoty, úbytku hmoty tukové tkáně a zvýšení mineralizace a zvýšení hustoty kostí. Další větší a přesnější ( dvojitě zaslepené ) studie potvrdily pokles hmoty tukové tkáně a nárůst svalové hmoty a nepotvrdily zvýšení hustoty kostí. Zároveň se ukázalo, že svalová síla se nezvýšila a nárůst svalové hmoty zřejmě souvisel se zadržováním většího množství tekutin v těle. Objevily se také četné vedlejší účinky (zvýšený krevní tlak, hyperglykémie atd.).
Vzhledem k tomu, že hormonální účinek somatotropinu na organismus (zvýšená hladina glukózy v krvi, rozvoj akromegaloidní struktury skeletu) brání jeho dlouhodobému užívání jako nootropika , jsou činěny pokusy o syntézu polypeptidu, který by měl afinitu pro somatotropinové receptory v centrálním nervovém systému, ale neměl by afinitu k receptorům tohoto hormonu ve zbytku těla.
Preparáty růstového hormonu byly využívány jak pro lékařské účely, tak i ve sportu, což je spojeno s jeho schopností navyšovat svalovou hmotu a redukovat tělesný tuk při aktivním cvičení.
V roce 1989 byl růstový hormon oficiálně zakázán olympijským výborem, ale v poslední době se prodej tohoto léku několikrát zvýšil. Z velké části je růstový hormon používán kulturisty, kteří jej kombinují s jinými anabolickými léky.
| Diabetologie | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||
| |||||||||||
| |||||||||||
| |||||||||||