Соматотропин

Соматотропин (гормон роста, ГР) синтезируется в ацидофильных клетках гипофиза. По химической структуре – полипептид, состоящий из 191 аминокислоты, с молекулярной массой около 22000 Да. Обладает видовой специфичностью.

Рис.1.Пространственная организация соматотропина.

          Регуляция синтеза гормона роста осуществляется соматолиберином и самотостатином гипоталамуса.

          На секрецию ГР влияет ряд стимулов: сон, стресс(боль, холод, тревога, хирургическое вмешательство), физические упражнения, острая гипогликемия или голодание, белковая пища или аминокислота аргинин. Реакции на стресс могут быть опосредованы катехоламинами, действующими через гипоталамус. Секреция ГР, как и многих гипофизарных гормонов, носит эпизодический, пульсирующий характер. В течение нескольких минут уровень ГР в плазме может изменятся в 10 раз. Один из самых больших пиков отмечается вскоре после засыпания, что подтверждает поговорку: «Кто не спит, тот не растет».

Действие СТГ на организм:

1. Анаболическое. В клетках СТГ увеличивает синтез ДНК, РНК и белка, стимулирует рост костей (остеогенез), хрящей (хондрогенез) и мягких тканей, регулирует процессы роста и развития скелета и всего организма, приводит к увеличению размеров тела. Хрящевая ткань эпифизов наиболее чувствительна к действию СТГ, за счет этого происходит рост трубчатых костей в длину.

2. Диабетогенное. В печени СТГ активирует глюконеогенез (через стимуляцию секреции глюкагона). В мышцах и жировой ткани СТГ уменьшает проницаемость мембран для транспорта аминокислот в клетку. При избытке СТГ повышается концентрация глюкозы в крови и развивается инсулинорезистентность периферических тканей, т.е. соматотропный диабет.

3. Липолитическое. У детей в период интенсивного роста отсутствуют жировые отложения, так как в жировой ткани СТГ усиливает распад жира до жирных кислот. Жирные кислоты поступают в кровь и утилизируются в тканях.

          Соматотропин как гормон белковой природы, после связвания с мембранным рецептором обеспечивает увеличение внутриклеточной концентрации цАМФ, а, следовательно, стимуляцию процессов мобилизации энергетических ресурсов организма(прямое действие).

          Ростовые эффекты ГР опосредуются главным образом через IGF-1 и IGF-2, которые синтезируются в печени. IGF-1 состоит из 70 аминокислот и по строения он сходен с проинсулином. Первоначально был известен как «сульфатирующий фактор», благодаря своей способности стимулировать включение сульфата в хрящ. Позднее его стали называть соматомедин С. В плазме крови обнаруживается еще один инсулинподобный фактор IGF-2 (пептид из 67 аминокислот), обладающий миногенной стимулирующей активностью. Содержание в плазме крови IGF-2 в два раза выше, чем IGF-1, но эффекты соматотропина тесно коррелируют с IGF-1. Некоторые авторы считают, что в печени образуются до 7 типов соматотропина (А, В, С). К биологическим эффектам соматомединов в хрящевой ткани относятся стимуляция: 1) включения 35SO4 в протеогликаны; 2) включения тимидина в ДНК; 3) синтез РНК; 4) синтеза белков.

          Метаболические эффекты:

1. Обмен белков: 1) обладает анаболическим эффектом на метаболизм белков; 2) стимулирует транспорт аминокислот в мышечные ткани и усиливает биосинтез белка; 3) вызывает положительный азотистый баланс, что отражает общее повышение белкового синтеза и снижения содержания аминокислот и мочевины в плазме крови и моче. Это сопровождается  повышением уровня синтеза РНК и ДНК. По эффекту на синтез белка гормон роста сходен с действием инсулина.

2. Обмен углеводов: 1) по влиянию на обмен углеводов является антагонистом инсулина; 2) снижает утилизацию глюкозы периферическими тканями, активирует глюконогенез, что приводит к развитию гипергликемии; 3) может увеличивать содержание глиокгена в печени в результате активации глюконеогенеза из аминокислот; 4) ингибирует гликолиз в мышцах, что связано с мобилизацией жирных кислот при липолизе. Поэтому при избыточной продукции ГР может развиваться сахарный диабет.

3. Обмен липидов: 1) активирует липолиз и повышает концентрацию свободных жирных кислот  и глицерола в крови; 2) усиливает окисление жирных кислот в печени. При недостаточности инсулина может возрастать кетогенез.

4. Обмен минеральных веществ. ГР или, что более вероятно, IGF-1 способствует положительному балансу кальция, магния и фосфата и вызывает задержку Na+, K+ и Cl- . Первый эффект, возможно, связан с действием ГР на кости: он стимулирует рост длинных костей в области эпифизарных пластинок у детей и акральный рост у взрослых. У детей ГР усиливает образование хряща.

5. Пролактиноподобные эффекты. ГР связывается с лактогенными рецепторами и обладает свойствами пролактина, в частности, способностью к стимуляции молочных желез и лактогенеза.

Нарушение синтеза ГР. Недостаточность ГР особенно опасна у детей, поскольку нарушает их способность к нормальному росту. При недостатку СТГ у детей (гипофизарная карликовость) отмечается нарушение роста, но сохранение нормальных пропорций и психического развития. Избыток ГР в детском возрасте приводит к развитию гигантизма. Избыточная секреция у взрослых – акромегалия. Акральный рост костей вызывает характерный изменения лица( выступающая челюсть, огромный нос), увеличение размеров кистей, стоп и черепа. Другие симптомы включают разрастание внутренних органов, истончения кожи, метаболические расстройства(сахарный диабет).