Wzrost jest zwiększeniem rozmiaru tkanek lub organizmu spowodowanym: Hipertrofią, czyli zwiększeniem rozmiaru komórek, hiperplazją, czyli zwiększeniem liczby komórek oraz zwiększeniem rozmiaru przestrzeni zewnątrzkomórkowej

Growth Hormone (Somatotropin)

Hormon wzrostu inaczej, GH (growth hormone) lub STH (hormon somatotropowy) jest głównym białkiem regulującym wcześniej wspomniany wzrost organizmu. Ma masę cząsteczkową 22 kDa, a składa się z 191 aminokwasów. Gen dla tego hormonu znajduje się na 17. Chromosomie – jest to gen sph1. Podstawowe stężenie hormonu GH mierzone metodą radioimmunologiczną jest zwykle mniejsze niż 3ng/ml, a okres połowicznego rozpadu krążącego GH wynosi u ludzi od 6 do 20 minut.

Jeśli chodzi o izoformy hormonu wzrostu, mamy izohormon B, który jest właściwym hormonem wzrostu. Natomiast Izohormon A – wywiera takie same efekty wzrostowe jak izohormon B, jednak jest pozbawiony działania metabolicznego hormonu wzrostu. Hormon o masie 17,5 kDa – jest mniej aktywny niż izohormon A i B. Mamy również takie jednostki jak Big GH – który powstaje w wyniku konglomeracji kilku modułów izohormonu B (40 – 70kDa). Jeśli tych modułów jest 5 lub więcej powstaje bigbig GH (>100kDa). Mają one jednak słabe działanie wzrostowe i przypuszcza się, że pełnią one funkcję zapasową, stanowiąc rezerwuar hormonu wzrostu. Enzymy proteolityczne w momencie zapotrzebowania na GH odcinają poszczególne moduły hormonu wzrostu, czyniąc je aktywnymi

Na tym slajdzie przedstawiona jest budowa podstawowego ludzkiego hormonu wzrostu – jak widać jest to łańcuch ciągły. Czarne mostki oznaczają połączenia dwusiarczkowe. 29 reszt aminokwaskowych wzdłuż łańcucha oznacza reszty aminokwasowe występujące w ludzkiej somatomammotropinie kosmówkowej. Pozostałe reszty aminokwasowe w hCS są takie same, podobnie jak ich ilość (191).

Actions of GH

GH wpływa na wątrobę i stymuluje wydzielanie IGF-1 (Insulinopodobny czynnik wzrostu, somatomedyna) i ten czynnik pobudza procesy chondrogenezy i osteogenezy w chrząstkach wzrostowych kości, następnie wywiera wpływ anaboliczny na białka oraz indukuje wzrost i różnicowanie komórek. Wpływ GH na metabolizm jest bezpośredni (nie za pośrednictwem IGF-1), przy udziale receptora sprzężonego z cAMP - GH wywołuje wzrost cAMP wewnątrzkomórkowego.
/Co za tym idzie, gdyby wstrzyknąć hormon wzrostu w okolice chrząstki wzrostowej, z pominięciem wątroby, będzie miał on bezpośredni wpływ wzrostowy. /
GH ma działanie antagonistycznie w stosunku do insuliny. Działa hiperglikemizująco – zwiększa stężenie glukozy we krwi, głównie poprzez zmniejszanie pobierania glukozy przez niektóre tkanki, np. mięśnie. Niektóre z tych działań mogą być pośrednie, gdyż jak widać na schemacie GH nasila lipolizę (zmniejsza również lipogenezę), co mobilizuje z tkanki tłuszczowej wolne kwasy tłuszczowe, które same zmniejszają zużycie glukozy. Tego działania pozbawiony jest Izohormon A

Glikemiczne działanie GH ma dwa aspekty– efekt wczesny i późny. Jeśli podawany jest jednorazowo pierwotnie działa hipoglikemizująco w mechanizmie wzrostu transportu dokomórkowego glukozy. Działa silnie anabolicznie – nasila transport aminokwasów do komórki przez co stężenie glukozy spada.
Natomiast efekt późny jest efektem hiperglikemizującym poprzez zarówno antagonizowanie insuliny, uruchomienie cAMP oraz poprzez działanie somatomedyn, Ten efekt późny występuje zarówno po jednorazowym podaniu z pewną zwłoką, jak i w przypadku ciągłego podawania ten efekt dominuje. Hiperglikemia występuje w leczeniu karłowatości przysadkowej lub też andropauzy hormonem wzrostu.

Innymi funkcjami hormonu wzrostu jest: bezpośredni wpływ na procesy wzrostowe tymocytów (powst. w grasicy; pre-LimT), czyli oddziałuje na układ immunologiczny.
Bierze udział w aktywacji szlaku JAK2-STAT – to rodzina nieaktywnych cytoplazmatycznych czynników transkrypcyjnych, które pod wpływem fosforylacji przez kinazy JAK migrują do jądra komórkowego i aktywują różne geny.
Wpływ anaboliczny na białka prowadzi z kolei do dodatniego bilansu azotowego i fosforanowego, oraz zmniejszenie stężenia aminokwasów we krwi.
Pobudza również syntezę kwasów nukleinowych

Production of GH

Hormon wzrostu produkowany jest przez komórki kwasochłonne przedniego płata przysadki mózgowej. Natomiast, jeśli chodzi o informację genetyczną, to mamy gen sph1, który składa się z pięciu genów: pierwszy hGH-N, koduje najliczniej występującą postać GH, hGH-V, koduje alternatywną formę hormonu wzrostu. Dwa kolejne kodują ludzką somatomammotropinę kosmówkową (hCS), piąty jest najprawdopodobniej pseudogenenm hCS. Dzienne wydzielanie u osób dorosłych obliczono na 0,2 – 1 mg/dobe

Regulation of GH Release

Regulacja wydzielania hormonu wzrostu:
Stymulująco na hormon wzrostu działają:
1)somatoliberyna – ma dzialanie sobie pobudzające - jest hormonem uwalniającym GH. Nastepnie mamy wysiłek fizyczny, hipoglikemie. To jest łatwe do zrozumienia, bo jeśli GH działa hiperglikemizująco, to hipoglikemia indukuje wydzielanie GH, by zachować homeostazę. Wszystkie stanu zubożające osocze w glukozę wywołują wzrosty wydzielania GH /Wywołanie hipoglikemii poprzez wstrzykiwanie insuliny znalazło zastosowanie w diagnostyce wydzielania hormonu wzrostu/. Następnie grelina jest hormonem o znacznej aktywności stymulującej hormon wzrostu oraz mamy takie czynniki głód, urazy, zimno, wazopresyna, które indukują wydzielanie.

Natomiast czynnikami hamującymi są: somatostatyna, która ma działanie silnie hamujące oraz IGF-1 (somatomedyna C) – hamuje zwrotnie hormon wzrostu (zwrotnie hamuje podwzgórze i przysadkę) U dzieci IGF-1 ma większy próg pobudliwości, dlatego wydzielanie hormonu wzrostu jest u nich większe.

U kobiet wydzielanie hormonu wzrostu jest większe niż u mężczyzn, a z wiekiem ulega ono zmniejszeniu u obu płci. Wydzielanie to ma charakter epizodyczny ( 70% całkowitego STH wydziela się w nocy, podczas fazy SEM snu). /Podobno gdyby na sen składały się tylko fazy REM to byśmy się budzili wypoczęci po któtkim czasie, ale byśmy nie rośli./

Transport of GH

Transport hormonu wzrostu jest unikalny – zachodzi za pomocą części zewnątrzkomórkowej receptora, a nie za pomocą typowych białek transportujących produkowanych w wątrobie. Jeśli mamy taki receptor, to tworzy się forma rozpuszczalna przez jego oderwanie. Ta forma łączy się z hormonem wzrostu i krąży w osoczu. Podczas tej wędrówki hormon wzrostu jest nieaktywny. W momencie kiedy występuje zapotrzebowanie na hormon wzrostu, to się odłącza się on od tego białka – receptora i działa na komórkę.

GH Receptor

Po odlaczeniu się od transportera hormon wzrostu działa na komórkę również poprzez receptor. Jest on białkiem o łańcuchu składającym się z 620 aminokwasów, zawierającym duży fragment zewnątrzkomórkowy, domenę transbłonową i duży fragment cytoplazmatyczny. Należy on do nadrodziny receptorów dla cytokin. Hormon wzrostu ma dwa miejsca wiążące się z receptorem. Po połączeniu jednego z tych miejsc z podjednostką receptrora, drugie z nich przyciąga kolenją podjednostkę. Taka dimeryzacja stanowi podstawę aktywacji receptora.

Pathology
I. Niedobór:
Karłowatość przysadkowa: polega na zaburzonym wydzielaniu hormonu wzrostu przez przysadkę, zaburzonej regulacji w podwzgórzu bądź na defekcie receptorów. Występuje ona również, w przypadku braku dysocjacji konglomeratów, o których mówiłem na początku. W ostatnich dwóch przypadkach efekt jest taki, że oznaczając w osoczu stężenie hormonu wzrostu widzimy, że jest prawidłowe, a dziecko jest niskorosłe. Takie karły mają po 140-150 cm wzrostu. Te karły mają proporcjonalne części ciała.

Jeśli dojdzie do genetycznego niedoboru, czyli całkowitego braku hormonu wzrostu następuje śmierć z powodu hipoglikemii.

II. Nadmiar z kolei wywołuje:
Gigantyzm – w przypadku, gdy nieprawidłowo wysokie wydzielanie GH ma miejsce przed zakończeniem wzrostu kośćca. Charakteryzuje się nadmiernym wzrostem
Akromegalia – dzieje się po wzroście chrząstek nasadowych. Takim pacjentom rosną uszy, ręce, nos, żuchwa, stopy. Powiększa się również większość narządów wewnętrznych. Zwiększa się też zawartość białka w organizmie, natomiast zawartość tłuszczów jest zmniejszona. Główną przyczyną akromegalii jest guz przysadki mózgowej. SLIDE: Typowym dla akromegalii jest dwuskroniowe niedowidzenie połowicze, oraz inne cechy pokazane na rycinie.

Hormon wzrostu stosowany jest w terapii karłowatości przysadkowej, zespołu Turnera (45XO) oraz w andropauzie. Powiklaniem stosowania terapii hormonem wzrostu moze być łagodne nadciśnienie śródczaszkowe.