Гормон роста и его функции¶

Гормон роста (соматотропный гормон, соматотропин, СТГ) — полипептидный гормон передней доли гипофиза, относящийся к семейству соматотропинов, который стимулирует линейный рост организма, клеточную пролиферацию и регуляцию метаболических процессов. У человека кодируется геном GH1, расположенным в кластере генов на 17-й хромосоме. Секреция гормона носит пульсирующий характер и контролируется гипоталамусом через соматолиберин (стимуляция) и соматостатин (подавление).

¶История изучения

В 1921 году физиолог Герберт Эванс впервые продемонстрировал, что экстракт передней доли гипофиза вызывает ускорение роста у крыс. В 1944 году Чоу и его коллеги выделили гормон в чистом виде из гипофизов крупного рогатого скота. Однако бычий СТГ оказался неэффективен для человека, поэтому лишь в 1958 году Морису Рабену удалось выделить гормон роста из человеческих гипофизов. В 1979 году компания Genentech впервые синтезировала рекомбинантный человеческий гормон роста (соматропин) методом генной инженерии, что позволило отказаться от трупного материала и открыло путь к широкому клиническому применению.

¶Химическая структура

Молекула гормона роста человека представляет собой одноцепочечный полипептид из 191 аминокислотного остатка с молекулярной массой около 22 кДа. Существует также изоформа с молекулярной массой 20 кДа, образующаяся в результате альтернативного сплайсинга. Молекула содержит две дисульфидные связи и имеет четырёхспиральную структуру, характерную для цитокинового суперсемейства. Связывание гормона с рецептором происходит по механизму 1:2 — одна молекула СТГ связывается с двумя молекулами рецептора, что запускает внутриклеточный сигнальный каскад.

¶Физиологические функции

¶Стимуляция линейного роста

Основная функция гормона роста — стимуляция продольного роста костей в детском и подростковом возрасте. Этот эффект реализуется как напрямую, через воздействие на клетки-предшественники хондроцитов в эпифизарных пластинках, так и опосредованно, через инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1), который синтезируется главным образом в печени под действием СТГ. ИФР-1 стимулирует пролиферацию хондроцитов и синтез компонентов внеклеточного матрикса, что приводит к удлинению костей. После закрытия эпифизарных зон роста гормон продолжает влиять на костную ткань, поддерживая её минеральную плотность.

¶Метаболические эффекты

Гормон роста оказывает комплексное влияние на обмен веществ:

• Углеводный обмен: обладает контринсулярным действием — снижает чувствительность тканей к инсулину, стимулирует глюконеогенез в печени, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови.
• Липидный обмен: активирует липолиз в жировой ткани, увеличивая концентрацию свободных жирных кислот в плазме и способствуя их использованию в качестве источника энергии.
• Белковый обмен: стимулирует транспорт аминокислот в клетки и синтез белка, что обеспечивает положительный азотистый баланс.

¶Другие функции

Гормон роста участвует в регуляции иммунной функции, стимулирует продукцию эритропоэтина, влияет на водно-солевой обмен (задерживает натрий и воду), а также играет роль в поддержании функции сердечно-сосудистой системы и состава тела (соотношение мышечной и жировой массы).

¶Регуляция секреции

Секреция гормона роста регулируется гипоталамусом и носит импульсный характер с максимальными пиками в ночные часы, особенно в фазе глубокого сна. Стимулируют секрецию: физическая нагрузка, стресс, голодание, гипогликемия, аминокислоты (аргинин, орнитин), эстрогены. Подавляют секрецию: гипергликемия, свободные жирные кислоты, кортизол, ожирение. С возрастом амплитуда и частота пульсов секреции снижаются, что связывают с уменьшением массы мышечной ткани и увеличением жировой.

¶Клиническое значение

¶Дефицит гормона роста

Дефицит СТГ у детей проявляется задержкой роста (низкорослостью), у взрослых — снижением мышечной массы, увеличением жировой ткани, остеопенией, утомляемостью и ухудшением качества жизни. Причины: врождённые мутации, опухоли гипофиза, травмы, последствия лучевой терапии. Лечение заключается в заместительной терапии рекомбинантным гормоном роста.

¶Избыток гормона роста

Избыточная секреция СТГ у детей приводит к гигантизму, у взрослых — к акромегалии (утолщение костей, увеличение мягких тканей, нарушение обмена веществ). Наиболее частая причина — аденома гипофиза. Лечение включает хирургическое удаление опухоли, медикаментозную терапию (аналоги соматостатина, антагонисты рецептора гормона роста) и лучевую терапию.

¶Применение в спорте

Гормон роста используется в спортивной практике как допинг для наращивания мышечной массы и ускорения восстановления. Всемирное антидопинговое агентство (WADA) относит его к запрещённым веществам. Применение сопряжено с риском побочных эффектов: отёки, артралгии, гипергликемия, акромегалоидные изменения.

¶Интересные факты

• Гормон роста был первым белковым гормоном, полученным рекомбинантным методом и одобренным для клинического применения (1985 год).
• У некоторых животных, например у собак, гормон роста структурно отличается от человеческого, поэтому препараты СТГ видоспецифичны.
• Исследования на долгожителях показывают, что сниженная чувствительность к ИФР-1 коррелирует с увеличением продолжительности жизни, что ставит вопрос о сложной роли оси СТГ/ИФР-1 в процессах старения.

¶Источники

• Эндокринология: национальное руководство / под ред. И. И. Делова, Г. А. Мельниченко. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Фёдоров С. Н., Калинченко С. Ю. Гормон роста: биология и клиническое применение. — М., 2004.
• Ranke M. B. Diagnostics of Endocrine Function in Children and Adolescents. — Karger, 2003.
• Berne R., Levy M. Physiology. — Elsevier, 2008.