BÜYÜME HORMONU (SOMATOTROPIN): YAPI, FONKSIYONLAR - BIYOLOJI - 2025

Somatotropin (STH) ya da büyüme hormonu (kısaca GH) üretilen nispeten küçük bir proteindir adenohipofiz düzeyi ve gelişim süreçleri, uzunlamasına organizmanın büyümesi ve çeşitli metabolik süreçlerin kontrol katılan.

Glandotropik olmayan bir hormondur. Hipofiz bezinin glandotropik hormonları, organizmanın çevresindeki diğer endokrin bezlerinde üretilen diğer hormonların sentezindeki ve salgılanmasındaki modifikasyon yoluyla etkilerini gösterir.

Hipofiz bezinde hormon değişikliği (Kaynak: Dubaele / Public domain, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Glandotropik hormonlar örneğin adrenokortikotropin (ACTH), gonadotropinler (FSH ve LH) ve tiroid uyarıcı hormondur (TSH).

Prolaktin ve büyüme hormonunun da dahil olduğu glandotropik olmayan hormonlar, eylemlerini doğrudan faaliyetlerini düzenledikleri hedef hücrelere uyguladıklarından, başka herhangi bir endokrin bezinin yardımı olmadan hareket ederler.

yapı

Büyüme hormonu, birkaç izoformda oluşan nispeten küçük bir proteindir. Ana izoform, yaklaşık 191 amino asitten oluşur, 22 kDa'lık bir moleküler ağırlığa sahiptir ve aynı zamanda salgılanan ancak fizyolojik fonksiyonlardan yoksun olan 28 kDa'lık daha uzun bir öncü peptidden (ön GH) türetilmiştir.

Somatotropin, yapısında, plasentada üretilen prolaktin ve koryonik somatomamotropin (CS) ile evrimsel olarak homolog görünür. Üçünün hormonal bir aile oluşturduğu düşünülen benzerlik budur.

Büyüme hormonunun yaklaşık yapısı (Kaynak: Роман Беккер, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Somatotropinin ikincil yapısı, konfigürasyonu hormonun reseptörü ile etkileşimi için gerekli olan iki disülfür köprüsüne sahip 4 stabilize edilmiş alfa helisini gösterir.

Yapı ile ilgili ve altını çizmeye değer bir gerçek, farklı türlerin büyüme hormonlarının insanla dikkate değer benzerliklere sahip olmasına rağmen, yalnızca ikincisinin ve primatlarınkiyle belirgin bir benzerlik göstermesi gerçeğiyle temsil edilir. insanlarda önemlidir.

Özellikleri

Somatotropinin işlevleri genellikle organizmanın gelişimi ve büyümesi ile ilişkili olanlar olarak tanımlanır. Ayrıca hormon tarafından teşvik edilen lipid ve glikoz metabolizmasındaki değişiklikleri içeren metabolizma ile ilişkili olanlar.

Bununla birlikte büyüme fonksiyonları, hücre proliferasyonu gibi metabolizma ile doğrudan ilişki olmaksızın bazı diğer fonksiyonları dışlamayan protein sentezi ile ilişkili anabolik fonksiyonları içerdikleri için metabolik olarak da kabul edilebilir.

Somatotropin tarafından sergilenen bazı işlevler veya eylemler, bu hormon tarafından doğrudan beyaz dokularına uygulanır, ancak çoğu, sentezi ve salınımı büyüme hormonu tarafından uyarılan bazı diğer maddeler tarafından gerçekleştirilir.

IGF sentezi

Somatotropinin ilk etki çizgisi, tam olarak insülin benzeri büyüme faktörleri (IGF) olarak bilinen ve tip 1 ve 2 tanımlanmış bu maddelerin sentezidir. Bunlar IGF1 (en önemli ) ve İngilizce kısaltmalarına göre IGF2.

Bu faktörler başlangıçta biliniyordu ve hala somatotropin veya somatomedin C (IGF1) ve A (IGF2) aktivitesinin aracıları olarak veya ayrıca baskılanamayan insülin benzeri aktivite (NSILA) olarak adlandırılmaktadır. Birçok hücre türü tarafından sentezlenirler, ancak esas olarak karaciğerde üretilirler.

STH ve IGF1'in eylemleri çok çeşitlidir. Bazıları bu maddelerin her biri tarafından bağımsız olarak, bazen bağlantılı ve sinerjik olarak uygulanır ve bazen antagonistik davranırlar.

Büyüme indüksiyonu

Bu somatotropin tarafından teşvik edilen en önemli eylemlerden biridir, ancak IGF1 ile birlikte gerçekleştirilir. Her ikisi de çok sayıda vücut dokusunun büyümesini tetiklese de, en belirgin etkileri iskelet büyümesi üzerinedir.

Bu nihai sonuç, hormon ve IGF1 tarafından indüklenen çeşitli etkilerle üretilir. Bunlar arasında kondrositik ve osteojenik hücreler tarafından artan protein birikimi, bu hücrelerin daha yüksek çoğalma oranı ve kondrositlerin osteojenik hücrelere dönüşümü; bunların hepsi yeni kemik birikimine yol açar.

Organizmanın büyümesi ve gelişmesi sırasında ve kemikli epifizlerin kapanmasından önce, epifizlerde yeni kıkırdak biriktirilir ve ardından diyafizlerin uzatıldığı ve epifizlerin ayrıldığı yeni kemiğe dönüşür.

Epifiz kıkırdağının progresif tüketimi onu tüketir ve kemik büyümeye devam edemez. Ergenliğin sonlarında, diyafiz ve epifiz her iki uçta birleşir ve uzun kemiklerin uzunluğundaki büyüme yavaşlar ve sonunda durur.

İkinci bir mekanizma kemiklerin artan kalınlığını açıklayabilir. Periosteal osteoblastlar eski kemik üzerine yeni kemik biriktirir ve osteoklastlar eski kemiği ortadan kaldırır. Biriktirme hızı, kaldırma oranını aşarsa, kalınlık artar.

Büyüme hormonu osteoblastlar üzerinde yoğun bir stimülasyon uyguladığından, etkileri altında kemiklerin kalınlığı artmaya devam edebilir, ancak epifizlerin kapanması nedeniyle uzunlukları artık değişmez.

Dokularda protein birikiminin artması

Bu etki, farklı mekanizmalarla elde edilebilir: hücre zarları boyunca artan amino asit taşınması, ribozom düzeyinde artan RNA çevirisi, çekirdekte DNA'dan RNA'ya artan transkripsiyon ve azaltılmış protein ve amino asit katabolizması.

Diğer metabolik eylemler

Yağ dokusunda büyüme hormonu, lipolizi ve yağ asitlerinin kan dolaşımına salınmasını teşvik ederek vücut sıvılarındaki konsantrasyonunu arttırır. Aynı zamanda yağ asitlerinin asetil koenzim A'ya dönüştürülmesini ve tüm dokularda enerji kaynağı olarak kullanılmasını destekler.

Yağ kullanımının uyarılması, anabolik etkisinden dolayı protein birikimi ile birlikte yağsız dokuda artışa neden olur.

Yağ mobilizasyonundaki artış o kadar yüksek olabilir ki, karaciğer büyük miktarlarda asetoasetik asit üreterek ketoza yol açar ve yağlı bir karaciğer gelişebilir.

Karbonhidrat metabolizmasıyla ilişkili olarak, somatotropinin etkileri arasında adipoz ve iskelet kası dokusunda azalmış glikoz alımı, artmış hepatik glikoz üretimi ve artmış insülin sekresyonu bulunur.

Bu etkilerin tümü diyabetojenik olarak adlandırılır ve yüksek büyüme hormonu salgısı, insüline bağımlı olmayan tip II diyabete eşlik eden metabolik bozuklukları yeniden üretebilir.

Diğer fonksiyonlar

GH ve IGF1'in anabolik ve mitojenik etkileri ayrıca kalp, karaciğer, dalak, tiroid, timus ve dilin büyümesi ve işlevinde de kendini gösterir. Hormon cildin kalınlaşmasına, ter bezinin uyarılmasına ve saç büyümesine katkıda bulunabilir.

Böbreklerde, glomerüler filtrasyon hızını ve kalsitriol sentezini arttırır, bu da sadece büyümeyi değil, aynı zamanda kemik mineralizasyonunu da kolaylaştırır. Aynı zamanda eritropoezi ve fibrinojen sentezini ve T lenfositleri ve makrofajları uyararak bağışıklık tepkisini destekler.

Somatotropin için reseptörler

İnsülin benzeri büyüme faktörlerinin sentezini desteklemek dahil somatotropinin etkilerine, hedef hücre zarlarında ifade edilen spesifik reseptörlere bağlanması aracılık eder.

Bu reseptörlerin iki formu vardır, ikincisi birincinin kısa (kesilmiş) bir varyantıdır; uzun reseptörün işlevini engelleyen kesik bir biçim ve aşırı ifade edilirse, hormona karşı doku duyarsızlığı yaratacaktır.

Uzun reseptör 638 amino asitten oluşur ve 250'lik bir hücre dışı alana, yaklaşık 38'lik bir transmembran alfa sarmalına ve 350 amino asitlik bir hücre içi alana sahiptir. Her somatotropin molekülü, iki reseptör molekülüne bağlanarak reseptör dimerizasyonu denen şeye neden olur.

Bu dimerizasyon, her reseptör monomerinin hücre içi uçlarında bulunan JAK2 protein kinazlarını aktive eder ve bu aktif kinazlar, STAT5 ve somatotropin reseptörü gibi diğer substratları fosforile eder.

Fosforile STAT5 molekülleri ayrıca, onları gen ekspresyonunun ve protein sentezinin oldukça hassas düzenleyicileri haline getiren dimerizasyona uğrar.

Üretim

Somatotropin, adenohipofizin somatotropik hücreleri düzeyinde sentezlenir. Bu hücreler asidik maddelerle yoğun bir şekilde boyanır, bu yüzden asidofilik olarak da adlandırılırlar. Toplam 5 farklı türün% 50'sini temsil ettikleri için birlikte bezde en bol bulunan hücre grubudur.

İnsan kromozomu 17'nin uzun kolunda, büyüme hormonu ve insan koryonik somatomamotropinin (hCS) farklı izoformlarını kodlayan 5 genlik bir genetik kompleks vardır.

Bunlardan biri hGH-N veya normaldir, insan büyüme hormonunun en bol biçimini kodlar, bahsedilen 22 kDa'dır ve toplam dolaşımdaki büyüme hormonunun% 75'ini temsil eder.

Haberci RNA'sı, amino asit kalıntıları 32-46'dan yoksun ve% 10'unu oluşturan 20 kDa hormonun daha küçük bir biçimini üretmek için "ekleme" ye maruz kalır.

İkinci bir gen (hGH-V) öncelikle plasentada ifade edilir ve hamilelik sırasında dolaşımda yalnızca önemli miktarları görülen bir hGH varyant formunu kodlar. Diğer 3 gen, insan koryonik somatomamotropinin izoformlarını kodlar.

Serbest bırakmak

Büyüme hormonunun hem sentezi hem de salgılanması veya salınması, bu fonksiyonların uyarılması ve inhibe edici faktörleri ile düzenlenir.

Uyarıcı etkiler

Somatotropinin sentezini ve salgılanmasını uyaran ana humoral etkiler, GHRH (büyüme hormonu salgılayan hormon) ve Ghrelin peptitlerini içerir.

Büyüme hormonu salgılama hormonu (GHRH), sırasıyla 40 ve 44 amino asitlik iki varyantta bulunan hipotalamik bir peptiddir. Somatotrofik hücrelerde cAMP sentezine ve büyüme hormonuna özgü transkripsiyon faktörünün PIT1 aktivasyonuna yol açar.

Ghrelin, endojen bir büyüme hormonu sekretagogudur. Hipotalamus seviyesinde ve midede sentezlenen yaklaşık 28 amino asitlik bir peptiddir. Salımını teşvik ettiği GHRH ile sinerjik olarak hareket eder ve aynı zamanda somatostatininkini inhibe eder. Fosfolipaz C'yi aktive eden reseptörler aracılığıyla çalışır.

Hipoglisemi, kandaki düşük serbest yağ asitleri seviyeleri ve yüksek amino asit konsantrasyonları gibi bazı metabolik parametreler, büyüme hormonunun salgılanması için önemli uyaranlardır.

Önemli diğer uyarıcı faktörler arasında akut stres, vücut suşu, ağrı, seks steroidleri (ergenlik), dopamin, α2 reseptör stimülasyonu, asetilkolin, galanin, serotonin ve β-endorfin bulunur.

İnhibitör etkiler

Bunlar somatostatin veya büyüme hormonu salım inhibitör hormonu (GHRIH) ve negatif geri beslemeyi içerir.

Somatostatin, büyüme hormonunun sentezini değil, salgılanmasını engelleyen 14 amino asitli hipotalamik bir peptiddir. 28 amino asitlik uzun bir varyant, gastrointestinal kanalda sentezlenir. Her iki varyant da aynı reseptöre bağlanır ve siklik AMP sentezini inhibe eder.

Negatif geri besleme ile ilgili olarak, otokrin etkisiyle salınan GH, sonraki salınımını engeller. IGF1, hipotalamusta büyüme hormonu salgılayan hormonu inhibe eder ve somatostatini uyarırken, hipofizde GH sentezini inhibe eder.

Hiperglisemi, yüksek plazma seviyeleri serbest yağ asitleri ve düşük amino asit seviyeleri gibi bazı metabolik parametreler somatotropin salgılanmasının inhibitörleridir.

İnhibitörler ayrıca soğuk, kronik stres, yağlanma, progesteron, tiroid hormonu eksiklikleri, kortizol eksiklikleri veya fazlalıkları ve β2 adrenerjik reseptör stimülasyonudur.

Doz

Biyosentezlenmiş büyüme hormonunun terapötik kullanımı, salgısında bir eksiklik olduğu gösterilen durumların tedavisinde, hipofiz cücelikinde ve Turner sendromuna bağlı kısa çocuklarda endikedir.

Uygulama, 40 IU biyosentetik hormon içeren bir liyofilizat içeren ve beraberindeki 2 ml% 0.9 sodyum klorür çözeltisinin eklendiği bir şişeden yeniden oluşturulmuş enjekte edilebilir bir çözelti formunda yapılır.

Çocuklarda büyüme hormonu eksikliğinde günde 0,07 ile 0,1 IU / kg vücut ağırlığı arasında olması önerilir. Turner sendromunda 0.14 IU / kg vücut ağırlığı / gün. Yetişkinlerde büyüme hormonu eksikliği için: günde 0,018 ila 0,036 IU / kg vücut ağırlığı.

Efekt düzenleme

Büyüme hormonunun terapötik uygulamasına, genelleşmiş ürtiker yoluyla aşikar aşırı duyarlılık, açlık hipoglisemisi, enjeksiyon bölgesinde iltihaplanma ve geçici baş ağrısı gibi bazı olumsuz yan etkiler eşlik edebilir.

Belirli bir iyi huylu intrakraniyal hipertansiyon gelişimi, çocuklarda daha sık ve yetişkinlerde daha az olmak üzere tanımlanmıştır.

Karbonhidrat metabolizmasıyla ilgili olarak, büyüme hormonu ile tedavi gören hastalarda diabetes mellitus gelişimi bildirilmiştir.

Kas-iskelet sistemi ile ilgili olarak, hormon tarafından değil, belki de formülde koruyucu olarak kullanılan metakrezol tarafından üretilen, miyalji ve kas güçsüzlüğü ile birlikte iltihaplı miyozit kanıtı vardır.

Jinekomasti, anemi ve akut pankreatit bildirilmiştir.

Referanslar

1. Ganong WF: Hipofiz Bezi, 25. baskı. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: Hipofiz Hormonları ve Hipotalamus Tarafından Kontrolü, Textbook of Medical Physiology, 13. baskı, AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormone, in Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31 inci baskı, RF Schmidt ve diğerleri (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010
4. Voigt K: Endokrines System, Physiologie, 6. baskı; R Klinke ve diğerleri (editörler). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H ve Strang KT: Endokrin Sistem. Vander'in İnsan Fizyolojisinde Hipotalamus ve Hipofiz Bezi: Vücut Fonksiyonunun Mekanizmaları, 13. baskı; EP Windmaier ve diğerleri (editörler). New York, McGraw-Hill, 2014.