Abstrakt
Somatotropní hormon (STH, růstový hormon, growth hormone GH) je protein o molekulární hmotnosti 22 kDa, složený ze 191 aminokyselinových zbytků a obsahující 4 cysteiny, které vytvářejí dva disulfidové můstky. Tato forma představuje přibližně 70 % cirkulujícího STH. Dále existují monomerní a několik oligomerních forem. Spolu s prolaktinem a lidským placentárním laktogenem spadá do skupiny somatotropních hormonů. Je vylučován přední hypofýzou a jeho sekrece je stimulována uvolňujícím faktorem (GHRH) a inhibována somatostatinem. Sekrece STH je inhibována glukózou, kortizolem, mastnými kyselinami a bromokryptinem a stimulována stresem, spánkem, cvičením, hladověním, hypoglykémií stejně jako některými aminokyselinami, histaminem, vasopresinem, glukagonem, L‑dopaminem, katecholaminy a chlorpromazinem. STH je nezbytný pro normální růst, hormon stimuluje růst dlouhých kostí, způsobuje hyperplasii svalové tkáně a stimuluje erytropoézu. STH se také projevuje mnoha metabolickými účinky - anabolickými, hyperglykemickými a lipolytickými a způsobuje retenci sodíku, draslíku a fosforu.
Terminologie
Synonyma
Růstový hormon, Somatotropní hormon, somatotropin, STH, GH
Klasifikační kódy
Odkazy na jiné relevantní dokumenty, další informace
Chemická a fyzikální charakteristika, struktura a povaha analytuOSN-E
STH je syntetizován acidofilními buňkami adenohypofýzy a sekretován z nitrobuněčných zásob granulocytů v předním laloku hypofýzu. Podléhá hypothalamické regulaci cestou GHRH (growth hormone releasing hormone), který stimuluje syntézu a uvolňování z hypofýzy a somatostatin (SRIF=somatotropin release inhibiting factor), který působí opačně. Syntéza GHRH a SRIF závisí na neurotransmiterech (serotonin, dopamin, noradrenalin, GHRPs (growth hormone releasing peptides). GHRPs pravděpodobně odpovídají za přímé uvolňování GH z adenohypofýzy. V oběhu se STH vyskytuje v několika izoformách: 27, 22, 20 a 5 kDa nebo jako „big big GH“ s Mr nad 45 kDa. V krvi je STH vázán na GHBP (GH binding protein), který je identický s extracelulární doménou GHR. Uvolňování STH je pulzní, ale v plazmě osciluje kolem stabilní hodnoty díky vazbě na GHBPs. Ve tkáních se STH váže na specifický receptor GHR (growth hormone receptor) na buněčné membráně. Receptor patří do rodiny prolaktinových a cytokinových receptorů. Růstově stimulační a mitogenní efekt STH je zprostředkován cestou IGFs (insulin-like growth factors) produkovaných navíc i parakrinním či autokrinním způsobem v mnoha tkáních. IGFs jsou vázány v tělesných tekutinách na specifické vazebné proteiny (IGFBPs).
Role v metabolismu
STH ovlivňuje dominantním způsobem růst dlouhých kostí, jak do délky, tak do šířky. Působí na epifyzární růstovou ploténku a cestou IGF-I vede ke klonální expanzi a diferenciaci chondrocytů. Zásadním způsobem ovlivňuje metabolismus všech základních živin.
Zdroj (syntéza, příjem)
Uvolňování STH má pulzní charakter s vrcholy sekrece v noci během spánku. Ve dne je sekrece také nárazová, ale STH se objevuje v nižších koncentracích. Nejvyšší sekrece je v období puberty. Na regulaci sekrece STH se kromě GHRH a SRIF podílí i stres, fyzická námaha, hypoglykémie, thyroidální hormony, testosteron, estrogeny, infuze aminokyselin (speciálně obsahující arginin). Glukokortikoidy a jakékoliv poškození hypothalamickohypofyzární osy vede k poklesu produkce STH.
Distribuce v organismu, obsah ve tkáních
Způsob vylučování nebo metabolismus
STH a IGF-I ovlivňují metabolismus všech základních složek organismu, bílkovin, cukrů, tuků, minerálů. GH stimuluje proteosyntézu a má anabolický efekt. Uvolnění GH má krátkodobý insulin antagonistický efekt. Dlouhodobě elevované hladiny GH snižují senzitivitu jater a extrahepatických tkání na glukozu, dochází k postprandiální hyperglykémii, poruše snižování glukosy insulinem a rozvoji glukózové intolerance. Postprandiální hyperglykémie při zvýšeném GH je způsobena i jeho pozitivním dopadem na glukoneogenezi, glykogenolýzu, navrch GH inhibuje syntézu glykogenu a glukózovou oxidaci ve svalové tkáni. Na rozdíl od GH má IGF-I hypoglykemický efekt a může zvrátit hyperglykemický vliv GH. V tukové tkáni má GH lipolytický efekt díky stimulaci hormon-senzitivní lipázy. Tím dochází ke zvýšení beta oxidace lipidů a nárůst plazmatické koncentrace volných mastných kyselin a glycerolu. Insulin a IGF-I mají antilipolytický efekt, vysoká glykémie a glukoneogeneze tento efekt posilují. Co se týká metabolismu minerálů vysoké dávky STH vedou k retenci natria a vody v organismu a vedou k aktivaci RAAS (renin angiotensin aldosteronové osy). Vysoký IGF-I má stejný efekt.
Biologický poločas
Stabilita při 4-8°C je 2 dny v séru i moči, pro dlouhodobější skladování je doporučeno hluboké zmrazení na -20°C.
Poločas IGF-I v plazmě je 10 minut. Stanovení IGF a IGFBP-3 lze provést ze séra, heparinové plazmy či EDTA a při 37°C je vzorek stabilní až 4 dny. IGFBP je stabilní v séru i plné krvi i při 22°C až 5 dní.
Kontrolní (řídící) mechanismy
IGF-I a IGF-II jsou polypeptidové hormony ve své struktuře podobné proinsulinu a insulinu a proto mají insulinu podobný efekt. Polypeptidový řetězec má 5 různých domén a 3 intramolekulární disulfidické můstky.
IGF-I sestává ze 70 aminokyselin, molekulové hmotnosti 7,5 kDa, syntetizován je hlavně v játrech pod vlivem GH. IGF-I zprostředkovává metabolickou a mitotickou aktivitu působku STH. V tkáních se IGF-I může uplatňovat díky klasické endokrinní cestě, ale i parakrinně a autokrinně. IGF-I je mediátor STH, je označován jako somatomedin.
IGF-II je složen z 67 aminokyselin, jeho produkce tkáněmi je do velké míry závislá na GH, ale jeho funkce nejsou tak známé jako u IGF-I. V tělesných tekutinách jsou IGF vázány na IGFBPs a oba IGF přenášejí signál do buněk cestou specifických receptorů, jejichž aktivace vede k fosforylaci regulačních proteinů. Je šest IGFBPs, na které se vážou IGF-I a IGF-II, z toho minimálně 85% IGF-I se váže na IGFBP-3. Produkce IGFBP-3 je dependentní na GH a zároveň ukazatelem jeho poruchy u dětí.
IGF-I a IGFBP-3 jsou závislé na produkci a uvolnění STH a jejich hladina se používá jako screening v pediatrii při růstových poruchách.
U dospělých jedinců s akromegalií je bazální hladina GH zvýšena, ale diagnoza musí být potvrzena glukózovým tolerančním testem.
Literatura
Lothar Thomas, Clinical Laboratory Diagnostics, 1st. English Edition, TH-Books, Germany 1998
Poznámky
Appendixy
Laronův syndrom je vzácná závažná forma autozomálně recesivního nanismu charakterizovaná kompletní poruchou vnímavosti na růstový hormon. Syndrom vykazuje značně velkou heterogenitu receptorových molekul (více jak 30). Postihuje obě pohlaví, projevuje se v raném dětství, kdy kostní věk je opožděn za biologickým. GH je zvýšen, IGF a IGFBP-3 jsou snížené.
NICTH je tumor vycházející z mezenchymálních nebo epiteliálních buněk, vyznačuje se hypoglykemií nalačno. Tumor produkuje IGF-II podobné substance, které se ale nenavazují na IGFBP a nepodléhají plazmatické regulaci. Ve vysoké koncentraci reagují s insulinovými receptory a vyvolávají hypoglykemii. Pacienti s NICTH mívají neměřitelnou koncentraci GH, insulinu, C peptidu, beta-hydroxybutyrátu. Snížená GH sekrece je způsobená zpětnou reakcí na vysoký IGF-II like substance produkované tumorem. Vysoký poměr IGF-II/IGF-I je indikátorem NICTH.
Autorské poznámky
Vladimír Bartoš (1998)
Jiřina Lukášková (2008)