Hormon rasta
Hormon rasta – poznat i kao somatotropin – jest peptidni hormon koga luči prednji režanj hipofize (adenohipofiza). Stimulira rast organizma, a ima ulogu i u regulaciji raznih metaboličkih procesa.[1][2][3][4][5]
| Hormon rasta 1 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
  Hormon rasta | |||||||
| Identifikatori | |||||||
| Simbol | GH1 | ||||||
| NCBI gen | 2688 | ||||||
| HGNC | 4261 | ||||||
| OMIM | 139250 | ||||||
| RefSeq | NM_022562 | ||||||
| UniProt | P01241 | ||||||
| Ostali podaci | |||||||
| Lokus | Hrom. 17 q22-q24 | ||||||
| |||||||
| Hormon rasta 2 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikatori | |||||||
| Simbol | GH2 | ||||||
| NCBI gen | 2689 | ||||||
| HGNC | 4262 | ||||||
| OMIM | 139240 | ||||||
| RefSeq | NM_002059 | ||||||
| UniProt | P01242 | ||||||
| Ostali podaci | |||||||
| Lokus | Hrom. 17 q22-q24 | ||||||
| |||||||
Somatotropin se luči tokom cijeloga života, ali najviše u periodu najintenzivnijeg tjelesnog rasta. Podstiče ćelijske diobe (mitoze) i sintezu bjelančevina, čime utiče na rast gotovo svih tkiva. Njegovi učinci su najizraženiji u skeletnom sistemu, tako što povećava dimenzije (debljinu i dužinu) kostiju, sve dok se koštane epifize ne spoje s dijafizama. Pritom, na kosti ne djeluje neposredno, nego preko somatomedina, faktora rasta koji su slični insulinu. Oni pod utjecajem hormona rasta, nastaju u jetri. Sintezu i lučenje hormona rasta kontrolira hipotalamus preko hormona koji oslobađa (GHRH) i hormonom koji inhibira hormon rasta (GHIH ili somatostatin).
Prekomjerno lučenje hormona rasta u doba oko i tokom adolescencije izaziva gigantizam, a u odrasloj dobi osobi – akromegaliju.
Građa
urediHormon rasta je jednolančani polipeptid koji sadrži 191 aminokiselinu. Molekulska masa mu je oko 21.500 daltona, a izoelektrična tačka 4.9. U strukturi ima dvije unutarmolekulske disulfidne veze, a sličnu strukturu imaju i hormoni prolaktin i horionski somatotropin (ljudski placentni laktogen).
U hipofizi postoji nekoliko molekulskih izoformi hormona rasta koje se oslobađaju u krv. Konkretno, varijante od oko 20 kDa, koje potiču iz alternativne prerade iRNK, a prisutne su u prilično stalnnom omjeru 1:9. Nedavno je sa višim proporcijama, prijavljana dodatna varijanta od ~ 23-24 kDa, koja nastaje poslije prerade. Ova varijanta nije identificirana, ali je predloženo da se poklopi sa 22 kDa glikozilirane varijante 23 kDa identifiranog oblika u hipofizi. Osim toga, ove varijante cirkuliraju dijelom vezane za protein (za hormon rasta vezani protein, GHBP), što je skraćeni dio receptora hormona rasta, kao kiselinsko-labilna podjedinica (ALS).
Geni
urediGeni koji kontroliraju sintezu hormona rasta nalaze se na hromosomu 17 u lokusu q22-24. Struktura široko varira po različitim vrstama organizama. Kod čovjeka deluje samo hormon rasta primatskih čovjekolikih majmuna.
Funkcija
uredi
Hormon rasta nema određeni ciljni organ, već djeluje na gotovo sva tjelesna tkiva.
Ima značajnu ulogu u regulaciji procesa rasta (u visinu), kao i raznih metaboličkih procesa, kao u anaboličkoj aktivnosti.
- Somatotropin podstiče samu mitotsku diobu ćelija i porast njihove zapremine, kao i diferencijaciju nekih, kao npr. mišićnih i koštanih ćelija. Posebno je značajno djelovanje ovog hormona na skelet. Pod njegovim uticajem povećava se stvaranje proteina u koštanim ćelijama i ćelijama hrskavice (hondrociti). Učestalost ovih ćelija u diobi je uočljiva kao i kod transformacija ćelija hrskavice u koštane. Dijafize (međuepifizni dijelovi) dugih kostiju se izdužuje, a epifize (krajevi kosti) se međusobno udaljavaju. Između epifize i dijafize nalazi se epifizna pukotina, koja sadrži ćelije hrskavice. Njihovom diobom i transformacijom nastaju koštane ćelije, čime se kost se izdužuje. Međutim, vremenom dolazi do iscrpljivanja ćelija hrskavice u epifiznoj pukotini, tako da se dijafiza spaja sa epifizama i tako se prekida dužinski rast kostiju. Od tada, mogu rasti samo u širinu. Pločaste kosti mogu, pod uticajem ovog hormona, rasti neprestano, pa su u slučaju povećanog lučenja ovog hormona npr. kod akromegalije posebno izražene.
- Hormon rasta pojačava sintezu proteina u svim ćelijama organizma. On stimulira transport aminokiselina kroz ćelijsku membranu u unutrašnjost ćelija, tako da se u njima povećava koncentracija aminokiselina, kao gradivnih elemenata za proizvodnju proteina. Somatotropin stimulira i translaciju tRNK (transportne RNK), što pojačava sintezu proteina. U jedru podstiče proces transkripcije, pa se stvara i više informacijskih RNK (iRNK). Proces katabolizma (razgradnje) proteina se istovremeno usporava.
- Somatotropin mobilizira oslobađanje masnih kiselina iz masnog tkiva i njihovo korištenje kao izvora energije, uz lipolitsko djelovanje. Pretvaranje masnih kiselina u acetil koenzim A (acetil-koA) se povećava, a taj koenzim se može koristiti za dobijanje energije i sintezu ketonskih tijela. Pod uticajem velikih količina hormona rasta mobilizacija masnih kiselina je toliko velika de se u jetri stvara velika količina ketonskih tijela, što može izazvati ketozu.
- Somatotropin smanjuje iskorištavanje i razgradnju glukoze. Smanjuje trošenje glukoze, kao glavnog izvora energije (na račun masti), podstiče i skladištenje rezervnog šećera glikogena u ćelijama. Povećava se lučenje insulina, ali se smanjuje osjetljivost ćelija na insulin. Poremećaj lučenja somatotropina izaziva neke oblike dijabetesa (dijabetogeno djelovanje).
- Hormon rasta i somatomedin C povećavaju i upijanje kalcija iz crijeva i povećava stvaranje aktivnog oblika vitamina D, što je vezano sa stimulacijom rasta kostiju.
Mehanizam djelovanja
urediHormon rasta ne ispoljava (značajno) dejstvo samostalno, već preko posrednika koji se zovu somatomedini, od kojih su poznata tri: somatomedin A, B i C. Najznačajniji je somatomedin C, koji koje se zove i insulinu sličan faktor rasta (eng. Insuline-like Growth Factor (IGF-I). Kod nekih bolesti koje su obilježene patuljastim rastom lučenje je smanjeno na razinu stvaranja somatomedina. Misli se da je i kod afričkih Pigmeja sposobnost stvaranja somatomedina C smanjena, usljed mutacija na odgovarajućem genu/genima. Somatomedin C se sintetizira u jetri, pod uticajem hormona rasta. Inače hormon rasta ima veoma kratak poluživot u krvi (oko 20 minuta), dok je somatomedin C aktivan i preko 20 sati. Insulinu sličan hormon rasta I se veže za receptore ćelija i izaziva razne promjene (npr. aktivacija tirozin kinaze, čime postižu svoje aktiviranje.[6][7][8]
Sinteza
urediSomatotropin nastaje u acidofilnim ćelijama prednjeg režnja hipofize. Lučenje hormona rasta je pod kontrolom inhibirajućih i stimulirajućih hormona hipotalamusa. Somatotropin oslobađajući hormon (faktor) (eng. Growth hormone releasing hormone GHRH), koji se sastoji od 44 aminokiseline, stimulira stvaranje somatotropina. Somatostatin je jedan od hormona hipotalamusa koji inhibiše stvaranje hormona rasta. Somatostatin nastaje i oslobađa se i na drugim mjestima. D-ćelije endokrine gušterače (Langer-Hansova ostrvca) također izlučuju somatostatin koji inhibira lučenje insulina i glukagona.
Oslobađanje somatotropina
urediHormon rasta se ne oslobađa stalno, nego povremeno, u vidu pulsiranja. Tako poslije naglog skoka, slijedi pad lučenja ovog hormona u kratkim vremenskim intervalima. Najintenzivnije lučenje je u prvim satima spavanja. Ovaj hormon je istovremeno i hormon stresa, tako da se u takvim slučajevima, pri povredama, boli, hladnoći, gladovanju itd. također luče više koncentracije ovog hormona. Lučenje ovog hormona stimuriraju i pojedine aminokiseline, naročito arginin, koje se unose u hrani. Hipoglikemija, odnosno smanjena koncentracija glukoze u krvi, stimulira a hiperglikemija (povećana koncentracija glukoze u krvi) inhibira oslobađanje somatotropina. Spolni hormoni su također stimulatori lučenja somatotropina.
Lučenje ovog hormona ne zavisi samo od doba dana, već prvenstveno od uzrasta. Prvih nekoliko dana života, lučenje ovog hormona je vrlo visoko, a u toku narednih nekoliko nedjelja se smanjuje. U periodu puberteta se ponovo i skokovito povećava lučenje, a njegova koncentracija u krvi je viša nego kod odraslih. Poslije 4. decenije života, smanjuje se i oslobađanje i odgovor na hormon rasta. Najveći dio ovog hormona u krvi je u odnosu sa vezujućim proteinom hormona rasta.
Poremećaji lučenja i djelovanja hormona rasta
urediPoremećaji lučenja hormona rasta mogu biti obilježeni smanjenim ili povećanim lučenjem.
- Smanjeno lučenje hormona rasta uzrokuje oboljenja hipofize, npr. kod panhipopituitarizma, što izaziva patuljati rast. Patuljasti rast može biti posljedica i smanjenog stvaranja insulinu sličnih faktora rasta, kao kod afričkih Pigmeja i Levi-Lauron patuljaka.
- Povećano lučenje somatotropina se najčešće javlja kod tumora adenoma prednjeg režnja hipofize. Kod djece i mladih se ovaj poremećaj ispoljava kao gigantizam (džinovski rast), a kod odraslih kao akromegalija. Akromegalija je obilježana prekomjernim rastom kostiju i drugih tkiva, ne samo u dužinu, već i u debljinu. Naročito se proširuju kosti: šaka, stopala, čela, nadočni lukovi, donja vilica i nos. Povećavaju se i drugi organi kao što su: jezik, uši, jetra, bubrezi, srce itd. Mogu se ispoljiti i drugi simptomi, u vidu slabosti mišića, dijabetes, kompresija nerava (npr. sindrom karpusnog tunela) itd.
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Hall J. E., Guyton A. C. (2006): Textbook of medical physiology, 11th edition. Elsevier Saunders, St. Louis, Mo, ISBN 0-7216-0240-1.
- ^ Alberts B. (2002)ː Molecular biology of the cell Garland Science, New York, ISBN 0-8153-3218-1.
- ^ Voet D., Voet J. (1995): Biochemistry, 2nd Ed. Wiley, http://www.wiley.com/college/math/chem/cg/sales/voet.html.
- ^ Hadžiselimović R., Maslić E. (1999): Osnovi etologije – Biologija ponašanja životinja i ljudi. Sarajevo Publishing, Sarajevo, ISBN 9958-21-091-6.
- ^ Mader S. S. (2000): Human biology. McGraw-Hill, New York, ISBN 0-07-290584-0; ISBN 0-07-117940-2.
- ^ Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park, ISBN 0-8053-5680-0.
- ^ Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-361811-8.
- ^ Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co., ISBN 978-1-4641-0962-1.