ИФР-1: инсулиноподобный фактор роста 1¶

Инсулиноподобный фактор роста 1 (ИФР-1) — полипептидный гормон, относящийся к классу инсулиноподобных факторов роста (IGF, от англ. insulin-like growth factor). Синтезируется преимущественно в печени под действием соматотропного гормона (гормона роста, ГР) и выполняет в организме функцию основного медиатора анаболических и пролиферативных эффектов гормона роста. Молекула ИФР-1 представляет собой однопептидную цепь из 70 аминокислот с молекулярной массой около 7,6 кДа; её структура на 62 % гомологична инсулину, что и обусловило название класса. Ген IGF1, кодирующий белок, расположен в хромосоме 12 человека.

¶Биосинтез и регуляция

Основным источником ИФР-1 в организме является печень, где гепатоциты секретируют до 75 % циркулирующего гормона. Дополнительно ИФР-1 продуцируют ткани-мишени: кости, скелетные мышцы, хрящ, сердце, лёгкие, почки, надпочечники, матка и др. Синтез ИФР-1 в печени стимулируется гормоном роста, выделяемым передней долей гипофиза; обратная связь реализуется по принципу «ГР — ИФР-1 — ГР»: высокий уровень ИФР-1 тормозит секрецию ГР через гипоталамус (соматостатин) и гипофиз.

Концентрация ИФР-1 в крови существенно зависит от возраста: максимальные значения регистрируются в пубертатном периоде, после чего уровень постепенно снижается (так называемый соматопауз). Уровень гормона также определяется нутритивным статусом, инсулином, тиреоидными гормонами, эстрогенами и кортизолом. Дефицит ИФР-1 наблюдается при голодании, хронических заболеваниях, дефиците гормона роста и синдроме Ларона (генетическая нечувствительность тканей к ГР).

¶Транспорт и механизм действия

В крови ИФР-1 циркулирует в комплексе со связывающими белками — ИФР-связывающими белками (IGFBP1–IGFBP6), причём более 95 % гормона находится в связанной форме. Основной транспортный белок — IGFBP-3, ассоциированный с белком-переносчиком кислого лабильной субъединицы (ALS). Комплекс IGFBP-3/ИФР-1/ALS увеличивает период полувыведения гормона с минут до часов и служит резервуаром, высвобождающим ИФР-1 по мере необходимости.

Механизм действия ИФР-1 реализуется через рецептор IGF-1R — тирозинкиназный рецептор, гомодимер которого активируется при связывании лиганда. Активация запускает каскад сигнальных путей, ключевые из которых — PI3K/Akt/mTOR и MAPK/ERK. Первый отвечает за анаболические эффекты (синтез белка, гипертрофию мышц, антиапоптоз), второй — за пролиферацию и дифференцировку клеток. Помимо IGF-1R, ИФР-1 способен связываться с инсулиновым рецептором (форма А), что объясняет его инсулиноподобные метаболические эффекты.

¶Физиологические функции

ИФР-1 считается ключевым медиатором действия гормона роста, однако обладает и собственными эффектами:

• Рост и развитие. Стимулирует линейный рост костей через хрящевые пластинки, влияет на развитие внутренних органов.
• Анаболизм. Повышает синтез белка в мышцах, тормозит протеолиз, способствует гипертрофии миофибрилл.
• Метаболизм глюкозы. Обеспечивает гипогликемический эффект, потенцирует действие инсулина на утилизацию глюкозы.
• Антиапоптоз. Защищает клетки от программированной гибели, что важно для нейронов, кардиомиоцитов и гемопоэтических клеток.
• Регенерация тканей. Участвует в заживлении ран, восстановлении нервной ткани, регенерации печени.

¶Клиническое значение

¶Диагностика

Определение уровня ИФР-1 в сыворотке крови — стандартный скрининговый тест на нарушения секреции гормона роста. Низкий уровень ИФР-1 при подозрении на дефицит ГР указывает на гипопитуитаризм; высокий — на акромегалию или гигантизм. Тест используется при обследовании детей с задержкой роста и взрослых с подозрением на опухоли гипофиза.

¶Акромегалия и гигантизм

При избыточной продукции ГР (аденомы гипофиза) уровень ИФР-1 повышается, что приводит к характерным изменениям — разрастанию кистей, стоп, надбровных дуг, внутренних органов. Терапия включает хирургическую резекцию опухоли, лучевую терапию и медикаментозное лечение (соматостатиновые аналоги, агонисты дофамина, антагонисты ГР).

¶Синдром Ларона

Редкое генетическое заболевание, при котором рецепторы тканей нечувствительны к гормону роста вследствие мутаций гена рецептора ГР. Клинически проявляется карликовостью, ожирением, гипогликемией в детстве и повышенным риском онкологических заболеваний во взрослом возрасте.

¶Связь с онкологией

Эпидемиологические исследования указывают на ассоциацию повышенного уровня ИФР-1 с риском развития ряда злокачественных новообразований — рака предстательной железы, молочной железы, толстой кишки, лёгкого. Механизм связан с пролиферативным и антиапоптотическим действием гормона. Вместе с тем причинно-следственные связи окончательно не установлены.

¶Спортивная фармакология

Препараты рекомбинантного ИФР-1 и его аналогов запрещены к применению в спорте Всемирным антидопинговым агентством (WADA) в связи с анаболическим действием и риском для здоровья.

¶История

Открытие инсулиноподобных факторов роста связано с работами Розалин Йин и Чарльза Кингсбери в 1950-х годах, показавшими, что сыворотка крови, лишённая инсулина, сохраняет стимулирующее действие на рост хрящевой ткани. В 1978 году группа Фрэнсиса Хамфриеса впервые клонировала ген ИФР-1, а в 1982 году был получен рекомбинантный гормон. В 1986 году Йин и Хамфриес были удостоены Нобелевской премии по физиологии или медицине за открытие пептидных факторов роста.

¶Источники

• Справочник по клинической лабораторной диагностике: гормональные исследования.
• Гайтон А., Холл Дж. Медицинская физиология.
• Лекции по эндокринологии. М.: ГЭОТАР-Медиа.
• Клинические рекомендации «Акромегалия» (Минздрав РФ).
• Международные консенсусные документы по диагностике нарушений секреции гормона роста.