Гормон роста

Молекула гормона роста

Гормон роста, или соматотропин, соматропин, СТГ — пептидный гормон передней доли гипофиза, играющий ключевую роль в регуляции роста организма и обмена веществ. Основное физиологическое действие гормона роста реализуется опосредованно — через инсулиноподобные факторы роста, синтезируемые преимущественно в печени.

Строение и гены

Гормон роста человека представляет собой одноцепочечный белок, состоящий из 191 аминокислоты, с молекулярной массой около 22 килодальтон. Он имеет специфическую трёхмерную структуру, необходимую для связывания с клеточными рецепторами и реализации биологического действия. В организме человека также выявлен вариант гормона роста с меньшей массой, который образуется в результате альтернативного сплайсинга мРНК и сохраняет часть функциональной активности.

У большинства животных имеется один ген гормона роста, кодирующий белок гипофиза. У человека на семнадцатой хромосоме в локусе q22-24 расположена группа из пяти структурно сходных генов. Один из них кодирует классический гормон роста гипофиза, который секретируется соматотропными клетками передней доли гипофиза и обеспечивает системное влияние на рост и обмен веществ.

Остальные четыре гена экспрессируются преимущественно в плаценте и кодируют плацентарные соматомаммотропные гормоны, плацентарный соматомаммотропиноподобный белок и плацентарный вариант гормона роста. Эти гормоны поддерживают рост и развитие плода, регулируют обмен веществ у матери и способствуют нормальному развитию плаценты.

Генетическое разнообразие этих пяти генов обеспечивает разную экспрессию в зависимости от ткани и стадии развития: гипофизарный ген активен после рождения, а плацентарные — только во время беременности. Такое разделение функций позволяет использовать один тип белка для разных физиологических задач.

Физиологические эффекты

Прямые эффекты

Прямые эффекты гормона роста проявляются быстро и затрагивают метаболизм и клетки различных тканей. К ним относятся:

• стимуляция синтеза белков в мышцах, печени и других тканях, что способствует росту клеток и восстановлению тканей;
• усиление расщепления жиров в жировой ткани, что обеспечивает высвобождение энергии и снижение жировых отложений;
• снижение захвата глюкозы клетками, особенно в мышцах и жировой ткани.

За счёт этих механизмов гормон роста повышает уровень глюкозы в крови, обеспечивая энергетические потребности организма. Его действие противоположно эффектам инсулин, поэтому оно называется диабетогенным. При длительно высоком уровне гормона роста может развиваться инсулинорезистентность, что связано с уменьшением чувствительности клеток к инсулину.

Опосредованные эффекты

Долговременное действие гормона роста опосредуется через соматомедины, или инсулиноподобные факторы роста. Эти вещества действуют как системные гормоны, поступая в кровь, и как локальные факторы роста в тканях, где синтезируются.

Гормон роста вместе с соматомединами участвует в развитии скелета и обеспечивает продольный рост костей в детском и подростковом возрасте до закрытия эпифизарных пластинок. Он стимулирует размножение хрящевых клеток в ростковых зонах, что ведёт к увеличению длины костей. Кроме того, гормон роста влияет на формирование и плотность костной ткани, обеспечивая нормальное развитие и укрепление скелета в период роста.

Совместно с другими гормонами, такими как тиреоидные гормоны и половые гормоны, гормон роста регулирует сложный процесс роста, включая увеличение мышечной массы, развитие соединительной ткани и регуляцию обмена веществ, необходимых для гармоничного физического развития.

Регуляция секреции

Гормон роста синтезируется соматотропными клетками передней доли гипофиза. Его выделение строго регулируется гипоталамусом через два основных гормона:

• соматолиберин стимулирует секрецию гормона роста, повышая активность соматотропных клеток;
• соматостатин подавляет выделение гормона роста, ограничивая его избыточную продукцию.

Регуляция секреции гормона роста осуществляется по принципу отрицательная обратная связь. Инсулиноподобные факторы роста, синтезируемые в печени и других тканях, а также сам гормон роста, снижают дальнейшую продукцию соматотропина, предотвращая его чрезмерное накопление в крови.

Секреция гормона роста изменяется в зависимости от физиологического состояния организма. Её повышению способствуют:

• физическая нагрузка и спорт, которые активируют соматотропные клетки;
• стресс, приводящий к увеличению выброса гормона роста для мобилизации энергии;
• голодание и длительное снижение уровня глюкозы в крови, что стимулирует гормон роста для поддержания энергетического баланса.

Кроме того, уровень гормона роста подвержен суточным колебаниям: наибольшая секреция наблюдается в ночное время, особенно во время глубокого сна, что обеспечивает оптимальные условия для роста и восстановления тканей.