HORMONE TĂNG TRƯỞNG (SOMATOTROPIN): CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Các somatotropin (STH) hoặc hormone tăng trưởng (GH cho ngắn) là một protein tương đối nhỏ được sản xuất tại các cấp độ của các adenohypophysis và tham gia vào quá trình phát triển, tăng trưởng theo chiều dọc của cơ thể và kiểm soát các quá trình trao đổi chất khác nhau.

Nó là một loại hormone không có tuyến. Các hormon hướng động của tuyến yên phát huy tác dụng của chúng thông qua sự biến đổi trong quá trình tổng hợp và giải phóng các hormon khác được sản xuất trong các tuyến nội tiết khác ở ngoại vi của cơ thể.

Điều chỉnh hormone trong tuyến yên (Nguồn: Dubaele / Public domain, qua Wikimedia Commons)

Ví dụ, hormone tuyến giáp là adrenocorticotropin (ACTH), gonadotropin (FSH và LH) và hormone kích thích tuyến giáp (TSH).

Về phần chúng, các hormone không hướng tuyến, bao gồm prolactin và hormone tăng trưởng, hoạt động mà không cần sự hỗ trợ của bất kỳ tuyến nội tiết nào khác, vì chúng tác động trực tiếp lên các tế bào đích mà chúng điều hòa hoạt động.

Kết cấu

Hormone tăng trưởng là một protein tương đối nhỏ xuất hiện ở một số dạng đồng dạng. Dạng đồng phân chính bao gồm khoảng 191 axit amin, có trọng lượng phân tử 22 kDa, và có nguồn gốc từ một peptit tiền chất dài hơn (pre-GH) 28 kDa, cũng được tiết ra nhưng thiếu chức năng sinh lý.

Trong cấu trúc của nó, somatotropin có vẻ tương đồng về mặt tiến hóa với prolactin và somatomamotropin màng đệm (CS), chất sau được sản xuất trong nhau thai. Đó là điểm tương đồng mà cả ba được coi là tạo thành một gia đình nội tiết tố.

Cấu trúc gần đúng của hormone tăng trưởng (Nguồn: Роман Беккер, qua Wikimedia Commons)

Cấu trúc bậc hai của somatotropin cho thấy 4 vòng xoắn alpha ổn định với hai cầu nối disulfide, cấu trúc này cần thiết cho sự tương tác của hormone với thụ thể của nó.

Một thực tế liên quan đến cấu trúc, và đáng được nêu bật, được thể hiện bằng thực tế là mặc dù thực tế là các hormone tăng trưởng của các loài khác nhau có những điểm tương đồng đáng chú ý với con người, chỉ có loài sau và của các loài linh trưởng, mới phát huy tác dụng. đáng kể ở người.

Đặc trưng

Các chức năng của somatotropin thường được mô tả là những chức năng liên quan đến sự phát triển và tăng trưởng của sinh vật. Ngoài ra, những người liên quan đến sự trao đổi chất, bao gồm những thay đổi trong chuyển hóa lipid và glucose do hormone thúc đẩy.

Tuy nhiên, các chức năng tăng trưởng cũng có thể được coi là trao đổi chất, vì chúng liên quan đến các chức năng đồng hóa liên quan đến tổng hợp protein, không loại trừ một số chức năng khác mà không liên quan trực tiếp đến chuyển hóa, chẳng hạn như tăng sinh tế bào.

Một số chức năng hoặc hoạt động được hiển thị bởi somatotropin được kích thích bởi hormone này trực tiếp trên các mô trắng của nó, nhưng nhiều người trong số chúng được thực hiện bởi một số chất khác mà sự tổng hợp và giải phóng được kích thích bởi hormone tăng trưởng.

IGF tổng hợp

Dòng hoạt động đầu tiên của somatotropin chính xác là tổng hợp các chất này được gọi là yếu tố tăng trưởng giống insulin (IGF), trong đó loại 1 và 2. Chúng được chỉ định là IGF1 (quan trọng nhất ) và IGF2, theo từ viết tắt của chúng trong tiếng Anh.

Những yếu tố này ban đầu đã được biết đến, và vẫn đang được chỉ định làm chất trung gian cho hoạt động của somatotropin hoặc somatomedins C (IGF1) và A (IGF2) hoặc cũng như hoạt động giống insulin không thể ức chế (NSILA). Chúng được tổng hợp bởi nhiều loại tế bào, nhưng được sản xuất chủ yếu ở gan.

Các hành động của STH và IGF1 rất đa dạng. Một số được tác dụng bởi từng chất này một cách độc lập, đôi khi kết hợp và hiệp đồng với nhau, và đôi khi chúng hoạt động đối kháng.

Cảm ứng tăng trưởng

Đây là một trong những hành động quan trọng nhất được thúc đẩy bởi somatotropin, nhưng được thực hiện cùng với IGF1. Mặc dù cả hai đều gây ra sự phát triển của nhiều mô cơ thể, nhưng tác dụng nổi bật nhất của chúng là đối với sự phát triển của hệ xương.

Kết quả cuối cùng này được tạo ra bởi các hiệu ứng khác nhau do hormone và IGF1 gây ra. Chúng bao gồm sự gia tăng lắng đọng protein bởi các tế bào chondrocytic và tạo xương, tốc độ sinh sản của các tế bào này cao hơn và sự chuyển đổi các tế bào chondrocytes thành các tế bào tạo xương; tất cả đều dẫn đến sự lắng đọng của xương mới.

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của sinh vật, và trước khi đóng các lớp biểu bì xương, sụn mới sẽ được lắng đọng trong các lớp biểu mô, sau đó là sự biến đổi của nó thành xương mới, tại đó các đoạn xương biểu bì được kéo dài ra và các lớp sụn biểu sinh tách ra.

Sự tiêu thụ dần dần của sụn biểu bì làm cạn kiệt nó và xương không thể tiếp tục phát triển. Ở cuối tuổi vị thành niên, diaphysis và epiphysis hợp nhất ở mỗi đầu, và sự phát triển chiều dài của các xương dài chậm lại và cuối cùng dừng lại.

Cơ chế thứ hai có thể giải thích sự gia tăng độ dày của xương. Các nguyên bào xương màng xương lắng đọng xương mới trên xương cũ, và các tế bào hủy xương loại bỏ xương cũ. Nếu tốc độ lắng đọng vượt quá tốc độ loại bỏ, độ dày tăng lên.

Khi hormone tăng trưởng kích thích mạnh lên các nguyên bào xương, dưới tác động của nó, độ dày của xương có thể tiếp tục tăng lên, mặc dù chiều dài của chúng không còn bị thay đổi do các tầng biểu sinh đóng lại.

Tăng cường lắng đọng protein trong các mô

Tác dụng này có thể đạt được bằng các cơ chế khác nhau: tăng vận chuyển axit amin qua màng tế bào, tăng dịch mã RNA ở cấp độ ribosome, tăng phiên mã từ DNA sang RNA trong nhân, và giảm dị hóa protein và axit amin.

Các hành động trao đổi chất khác

Trong mô mỡ, hormone tăng trưởng thúc đẩy quá trình phân giải lipid và giải phóng axit béo vào máu, do đó làm tăng nồng độ của nó trong dịch cơ thể. Đồng thời, nó hỗ trợ chuyển đổi các axit béo thành acetyl coenzyme A và việc sử dụng chúng như một nguồn năng lượng trong tất cả các mô.

Việc kích thích sử dụng chất béo, cùng với sự tích tụ của các protein do tác dụng đồng hóa của chúng, dẫn đến sự gia tăng các mô nạc.

Sự gia tăng huy động chất béo có thể cao đến mức gan sản xuất một lượng lớn axit acetoacetic dẫn đến nhiễm ceton và gan nhiễm mỡ có thể phát triển.

Liên quan đến chuyển hóa carbohydrate, tác dụng của somatotropin bao gồm giảm hấp thu glucose ở mô mỡ và cơ xương, tăng sản xuất glucose ở gan và tăng tiết insulin.

Tất cả những tác động này được gọi là tác nhân gây bệnh tiểu đường, và việc tiết hormone tăng trưởng cao có thể tạo ra các rối loạn chuyển hóa đi kèm với bệnh tiểu đường loại II không phụ thuộc insulin.

Cac chưc năng khac

Các hoạt động đồng hóa và phân bào của GH và IGF1 cũng được biểu hiện trong sự phát triển và chức năng của tim, gan, lá lách, tuyến giáp, tuyến ức và lưỡi. Hormone này có thể góp phần làm dày da, kích thích tuyến mồ hôi và mọc tóc.

Trong thận, nó làm tăng mức lọc cầu thận và tổng hợp calcitriol, không chỉ hỗ trợ sự phát triển mà còn tạo ra sự khoáng hóa của xương. Nó cũng thúc đẩy quá trình tạo hồng cầu và tổng hợp fibrinogen và đáp ứng miễn dịch bằng cách kích thích tế bào lympho T và đại thực bào.

Thụ thể cho somatotropin

Các hoạt động của somatotropin, bao gồm thúc đẩy sự tổng hợp các yếu tố tăng trưởng giống insulin, được thực hiện qua trung gian liên kết của nó với các thụ thể cụ thể được biểu hiện trên màng tế bào đích.

Có hai dạng thụ thể này, dạng thứ hai là dạng biến thể ngắn (cắt bớt) của dạng thứ nhất; một dạng cắt ngắn ức chế chức năng của thụ thể dài và nếu nó bị biểu hiện quá mức, nó sẽ tạo ra mô không nhạy cảm với hormone.

Thụ thể dài được tạo thành từ 638 axit amin và có miền ngoại bào là 250, chuỗi xoắn alpha xuyên màng khoảng 38 và miền nội bào gồm 350 axit amin. Mỗi phân tử somatotropin kết thúc liên kết với hai phân tử thụ thể và gây ra cái được gọi là quá trình đồng phân hóa thụ thể.

Quá trình dime hóa này kích hoạt các kinase protein JAK2 nằm ở các đầu nội bào của mỗi đơn phân thụ thể, và các kinase hoạt động này sẽ phosphoryl hóa các cơ chất khác như STAT5 và chính thụ thể somatotropin.

Các phân tử STAT5 được phosphoryl hóa cũng trải qua quá trình đime hóa khiến chúng trở thành những cơ quan điều hòa sự biểu hiện gen và tổng hợp protein chính xác cao.

Sản xuất

Somatotropin được tổng hợp ở cấp độ tế bào somatotropic của adenohypophysis. Những tế bào này được nhuộm đậm bởi các chất có tính axit, đó là lý do tại sao chúng còn được gọi là ưa axit. Cùng nhau, chúng là nhóm tế bào phong phú nhất trong tuyến vì chúng đại diện cho 50% trong tổng số 5 loại khác nhau.

Có một phức hợp di truyền gồm 5 gen trên nhánh dài của nhiễm sắc thể số 17 của người mã hóa các dạng đồng dạng khác nhau của hormone tăng trưởng và somatomamotropin màng đệm ở người (hCS).

Một trong số chúng là hGH-N hoặc bình thường, mã hóa dạng hormone tăng trưởng phong phú nhất của con người, là loại 22 kDa được đề cập và đại diện cho 75% tổng số hormone tăng trưởng tuần hoàn.

RNA thông tin của nó trải qua quá trình "nối" để tạo ra một dạng hormone nhỏ hơn, 20 kDa, thiếu axit amin dư 32-46 và chiếm 10%.

Một gen thứ hai (hGH-V) được biểu hiện chủ yếu trong nhau thai và mã hóa một dạng biến thể của hGH trong đó chỉ có một lượng đáng kể xuất hiện trong tuần hoàn khi mang thai. 3 gen khác mã hóa các đồng dạng của somatomamotropin màng đệm ở người.

Giải phóng

Cả quá trình tổng hợp và bài tiết hoặc giải phóng hormone tăng trưởng đều được điều chỉnh bởi các yếu tố kích thích và ức chế các chức năng này.

Kích thích ảnh hưởng

Các tác động thể dịch chính kích thích sự tổng hợp và bài tiết somatotropin bao gồm các peptide GHRH (hormone giải phóng hormone tăng trưởng) và Ghrelin.

Hormone giải phóng hormone tăng trưởng (GHRH) là một peptide ở vùng dưới đồi tồn tại ở hai biến thể tương ứng của 40 và 44 axit amin. Nó dẫn trong tế bào somatotrophic đến việc tổng hợp cAMP và kích hoạt yếu tố phiên mã PIT1 đặc hiệu cho hormone tăng trưởng.

Ghrelin là một chất tiết hormone tăng trưởng nội sinh. Nó là một peptide của khoảng 28 axit amin được tổng hợp ở cấp độ vùng dưới đồi và trong dạ dày. Nó hoạt động hiệp đồng với GHRH mà nó thúc đẩy giải phóng nó, đồng thời ức chế somatostatin. Nó hoạt động thông qua các thụ thể kích hoạt phospholipase C.

Một số thông số chuyển hóa như hạ đường huyết, nồng độ axit béo tự do trong máu thấp, nồng độ axit amin cao là những yếu tố kích thích quan trọng để tiết hormone tăng trưởng.

Các yếu tố kích thích khác được tính bao gồm căng thẳng cấp tính, căng thẳng cơ thể, đau, steroid sinh dục (tuổi dậy thì), dopamine, kích thích thụ thể α2, acetylcholine, galanin, serotonin và β-endorphin.

Ảnh hưởng ức chế

Chúng bao gồm somatostatin hoặc hormone ức chế giải phóng hormone tăng trưởng (GHRIH) và phản hồi tiêu cực.

Somatostatin là một peptide vùng dưới đồi gồm 14 axit amin có tác dụng ức chế sự bài tiết, nhưng không tổng hợp hormone tăng trưởng. Một biến thể dài, gồm 28 axit amin, được tổng hợp trong đường tiêu hóa. Cả hai biến thể liên kết với cùng một thụ thể và ức chế tổng hợp AMP vòng.

Về phản hồi tiêu cực, GH được giải phóng, thông qua hành động tự động, ức chế sự phát hành sau đó của chính nó. IGF1 ức chế hormone giải phóng hormone tăng trưởng ở vùng dưới đồi và kích thích somatostatin, trong khi nó ức chế tổng hợp GH ở tuyến yên.

Một số thông số chuyển hóa như tăng đường huyết, nồng độ axit béo tự do cao trong huyết tương và nồng độ axit amin thấp là những chất ức chế bài tiết somatotropin.

Các chất ức chế cũng là cảm lạnh, căng thẳng mãn tính, u mỡ, progesterone, thiếu hụt hormone tuyến giáp, thâm hụt hoặc dư thừa cortisol và kích thích thụ thể β2 adrenergic.

Liều lượng

Việc sử dụng điều trị hormone tăng trưởng sinh tổng hợp được chỉ định để điều trị các tình trạng thiếu hụt sự bài tiết của nó, trong bệnh lùn tuyến yên và trẻ em thấp bé do hội chứng Turner.

Việc quản lý được thực hiện dưới dạng dung dịch tiêm được tái tạo từ lọ chứa chất đông khô với 40 IU hormone sinh tổng hợp, và thêm vào đó 2 ml dung dịch natri clorid 0,9% kèm theo.

Trong trường hợp thiếu hụt hormone tăng trưởng ở trẻ em, nên dùng từ 0,07 đến 0,1 IU / kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày. Trong hội chứng Turner 0,14 IU / kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày. Đối với sự thiếu hụt hormone tăng trưởng ở người lớn: 0,018 đến 0,036 IU / kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày.

Hiệu ứng sửa đổi

Việc sử dụng điều trị hormone tăng trưởng có thể đi kèm với một số tác dụng phụ như quá mẫn cảm qua mày đay toàn thân, hạ đường huyết lúc đói, viêm tại chỗ tiêm và nhức đầu tạm thời.

Sự phát triển của một tăng huyết áp nội sọ lành tính nhất định đã được mô tả, thường xuyên hơn ở trẻ em và ít hơn ở người lớn.

Về chuyển hóa carbohydrate, sự phát triển của bệnh đái tháo đường đã được báo cáo ở những bệnh nhân được điều trị bằng hormone tăng trưởng.

Liên quan đến hệ thống cơ xương, có bằng chứng về bệnh viêm cơ kèm theo đau cơ và yếu cơ, không phải do hormone tạo ra mà có lẽ do metacresol được sử dụng làm chất bảo quản trong công thức.

Gynecomastia, thiếu máu và viêm tụy cấp đã được báo cáo.

Người giới thiệu

1. Ganong WF: The Pituitary Gland, phiên bản thứ 25. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: Hormones tuyến yên và sự kiểm soát của chúng bởi Hypothalamus, trong Sách giáo khoa Sinh lý Y khoa, ấn bản thứ 13, AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Verrey F: Hormone, trong Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, ấn bản lần thứ 31, RF Schmidt và cộng sự (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010
4. Voigt K: Hệ thống Endokrines, trong Physiologie, ấn bản thứ 6; R Klinke và cộng sự (chủ biên). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Widmaier EP, Raph H và Strang KT: Hệ thống nội tiết. Vùng dưới đồi và Tuyến yên, trong Sinh lý học con người của Vander: Các cơ chế của chức năng cơ thể, xuất bản lần thứ 13; EP Windmaier và cộng sự (eds). New York, McGraw-Hill, 2014.