Соматотропный гормон

Строение

Представляет собой полипептид, включающий 191 аминокислоту с молекулярной массой 22 кДа и периодом полураспада 20-25 мин.

Синтез

Осуществляется в ацидофильных клетках гипофиза – подкласс соматотрофов с волнообразной секрецией и пиком каждые 20-30 мин.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют:

гипогликемия (при физической нагрузке и кратком голодании),
гормоны – эстрогены и андрогены, трийодтиронин (особенно у детей, через высвобождение соматолиберина), вазопрессин, инсулин,
аминокислоты (например, аргинин),
медленная фаза сна (вскоре после засыпания, особенно у детей).

Также к факторам активации можно отнести

стресс (боль, тревога, холод),
лекарства – α-адреномиметики, β-адреноблокаторы,
гормон желудка грелин.

С возрастом способность гипофиза секретировать СТГ в ответ на физиологические стимулы снижается.

Уменьшают: гипотиреоз, глюкокортикоиды, ИФР-1, соматостатин, свободные жирные кислоты. Дополнительно можно назвать гипергликемию, ожирение, β-адреномиметики.

Механизм действия

Рецептор, связанный с тирозинкиназной активностью (подробно).

Существенную роль в рост-стимулирующих эффектах гормона играет инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1, соматомедин С), вырабатываемый в клетке после воздействия на нее СТГ.

Мишени и эффекты

К соматотропному гормону чувствительны все клетки организма, в них он стимулирует общий рост клетки, но не ее дифференцировку. Наиболее предпочтительными мишенями являются костная, хрящевая, мышечная и жировая ткани, и печень. Гормон в состоянии действовать как напрямую, так и через индукцию синтеза ИФР-1 в их клетках.

Синтезируемый в печени ИФР-1 отвечает, прежде всего, за ингибирование секреции СТГ в гипофизе.

Белковый обмен: вызывает положительный азотистый баланс, повышает транспорт аминокислот в печень, мышечную, хрящевую и костную ткани, активирует все стадии биосинтеза белка. Рост-активирующее действие гормона на кости и мышцы наиболее отчетливо проявляется в детском и подростковом возрасте.

Нуклеиновый обмен: активирует синтез РНК и ДНК.

Углеводный обмен:

снижает чувствительность к инсулину, подавляет переход глюкозы в периферические ткани, что вызывает гипергликемию,
стимулирует глюконеогенез в печени, что также вызывает гипергликемию.
в печени повышает запасы гликогена (вместе с глюкокортикоидами и инсулином),
в мышцах подавляет гликолиз и стимулирует синтез гликогена,
у детей стимулирует образование хондроитинсульфата в костной ткани.

Липидный обмен: активирует липолиз, что вызывает накопление жирных кислот в крови и, при недостатке инсулина, кетогенез. В целом СТГ переводит ткани на использование жирных кислот.

Минеральный обмен: СТГ стимулирует гидроксилирование и активацию витамина D в почках. Формирует положительный баланс ионов Mg²⁺, Ca²⁺, Na⁺, К⁺, Cl^–, SO₄^2–, фосфатов.

Эффекты ИФР-1

Вместе с тиреоидными гормонами ИФР-1 отвечает за рост-стимулирующие эффекты соматотропного гормона. Он синтезируется клетками в ответ на действие СТГ и опосредует его тканевые эффекты.

Белковый обмен: однонаправленно с СТГ вызывает положительный азотистый баланс, повышает транспорт аминокислот в ткани.

Углеводный обмен: в отличие от СТГ повышает чувствительность тканей к инсулину, стимулирует поглощение глюкозы и подавляет глюконеогенез, т.е. усиливает гипогликемию. В печени совместно с СТГ повышает синтез гликогена.

Липидный обмен: в отличие от СТГ уменьшает липолиз.

Патология

Гипофункция

1. При снижении синтеза СТГ и его концентрации в крови возникает гипофизарный нанизм (карликовость). Проявляется в раннем детстве (на 1-4 году), критерием служит снижение скорости роста до 4 см в год и менее.

2. При наличии в мишеневых клетках дефектов рецепторной и пострецепторной передачи сигнала (резистентность к СТГ) развивается синдром Ларона (карликовость Ларона, частота 0,5-1 на 1 млн). Концентрация СТГ при этом высока из-за отсутствия обратной отрицательной связи со стороны ИФР-1.

3. При наследственном уменьшении в клетках продукции ИФР-1 снижаются рост-стимулирующие эффекты гормона – тело развивается пропорционально, но не достаточно. Примером выраженной нехватки ИФР-1 могут служить пигмеи, племена Центральной Африки.

4. При нарушении синтеза у взрослых отмечается снижение мышечной массы и тенденция к гипогликемии.

Гиперфункция

Возникает в результате аденомы гипофиза или СТГ-продуцирующей опухоли гипофиза (соматотрофинома), также вследствие избыточной секреции соматолиберина.

у детей – гигантизм, так как еще нет зарастания эпифизарных щелей и возможен ускоренный рост кости,
у взрослых – акромегалия (греч. ἄκρος - конечность, крайний). Происходит непропорциональное увеличение костей у взрослых (увеличение кистей и стоп, носа и нижней челюсти, промежутки между зубами), огрубление черт лица. Из-за роста мягких тканей возникают толстые кожные складки, лобные и носогубные морщины.