XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Болезнь акромегалия, или гигантизм, вызвана перепроизводством гормона роста. Первые упоминания о «гигантах» относятся к 80-ым годам XVIII века. Когда ирландец Чарльз Бирн приехал в Лондон, с целью заработать на своей необычной внешности, он привлек внимание известного ученого и коллекционера Джона Хантера. Пойдя против предсмертного желания Бирна быть погребенным в море, Хантер выставил его скелет в музей. И этот не вполне этичный поступок впоследствии оказался полезным для ученых. В 1909 году блестящий американский нейрохирург Харви Кушинг попытался найти причину высокого роста Бирна. Он исследовал его череп, предположив, что во всем виновата крошечная железа у основания мозга, она называется гипофиз. В начале XX века Кушинг не мог до конца изучить функции гипофиза, но был убежден в его значимости из-за его местоположения. Гипофиз расположен в гипофизарной ямке в основании черепа. Это место надежно защищено костным карманом, его трудно повредить. Именно защитная стенка из кости убедила Кушинга в высокой значимости гипофиза и в том, что здесь кроется объяснение высокого роста Чарльза Бирна. И, когда Харви Кушинг исследовал череп Бирна, он сделал интересное наблюдение: вместо ямки размером в фасолину, он увидел большое углубление. Кости черепа изменили свою форму, и Кушинг сделал вывод, что у Бирна была аденома гипофиза – опухоль, которая, разрастаясь, разъедала кости. Кушинг правильно догадался, что причина роста Бирна связана с опухолью на гипофизе. Из-за нее железа вырабатывала слишком много гормона роста.

Гормон роста – соматотропин, или соматотропный гормон гипофиза (СТГ) – это белок, чья полипептидная цепь представляет собой 191 аминокислотный остаток. Этот белок является единственным имеющим видовую специфичность. Соматолиберин и соматостатин гипоталамуса контролируют продукцию этого гормона, его секреция, в свою очередь, находится в зависимости от концентрации глюкозы в крови. Соматостатин является ингибитором вы­свобождения СТГ и выделения инсулина и глюкагона подже­лудочной железой.

Соматотропин имеет большой спектр биологического действия.

На белковый обмен гормон влияет следующим образом: увеличивает рост мышечной ткани и объем внутренних органов, ускоряет расход аминокислот и приводит к синтезу белков; продуцирует синтез ДНК и разрастание хрящевой ткани; усиливает синтез печеночных белков и приводит к увеличению уровня плазменных белков; выступает стимулятором синтеза антител лимфоидных клеток.

Действие на липидный обмен состоит из двух фаз: в первую фазу (от 3 до 6 часов) гормон угнетает процессы липолиза и окисления жирных кислот, а также стимулирует синтез липидов находящихся в печени; во вторую фазу происходит активация липидов, находящихся в жировых депо (после 8 – 12 часов СТГ попадает в кровь), увеличивается уровень НЭЖК, а также триацилглицеридов в кро­ви, ускоряются процессы β-окисление ЖК и синтез кетоновых тел.

В процессе углеводного обмена СТГ стимулирует выработку глюкагона и серотонина, это приводит к ускоренной выработке гликогена и к гипергликемии; с помощью подавления активности гексокиназы снижает окисление глюкозы; активирует глюконеогенез в печени; усиливает выброс инсулина в кровь и активирует инсулиназу – фермент, который разру­шает этот гормон. Таким образом, СТГ приводит к гиперплазии B-клеток островков Лангерганса и их последующей дегенерации

Так же, соматотропин увеличивает в крови количество неорганических фосфатов; повышает выведение Са⁺⁺ с мочой; способствует сохранению уровня ионов Мg⁺⁺, Nа⁺, К^* хлоридов в тканях и крови.

Механизм действия соматотропного гормона. Тканевое действие СTГ связывается вторичной субстанцией, она образуется в клетках печени и некоторых других тканях. Это вещество продолжительное время называли фактором сульфатирования, или сульфатации, а также «тимидин-фактором», в некоторых источниках плазменным фактором роста. Он активирует включение сульфата в хрящевую ткань и глюкозaаминогликаны, лейцина – превращая их в глюкозааминогликаны, пролина – в коллагены хряща, уридин – в РНК и тимидин – в ДНК. Было показано увеличение количества синтеза белков в клетках диафрагмы мышей и крыс, в связи с этим был предложен иной термин, который получил название «соматомедин», им обозначают те СТГ-зависимые факторы, которые опосредуют рост ткани. B свое время соматомедин подразделяли на группы A, B и С. A после определения и установления структуры соматомедина выяснилось, что на самом деле существует лишь два соединения – фактор роста инсулиноподобный 1 и 2 сокращенно - ИФР 1 и ИФР 2. Название отсылает к их структуре, ведь она напоминает молекулу проинсулина.

Молекула ИФР 1 состоит из простой полипептидной цепи, она включает 70 аминокислот, ИФР 2 – 67 аминокислот. Содержание ИФР 1 в сыворотке крови имеет прямую зависимость от содержания СТГ в самой крови. Содержание ИФР 1 в сыворотке отражает уровень секреции гормона роста. Изменения в уровне ИФР 1 в сыворотке крови наблюдается параллельно с изменениями в СТГ-связывающих белках, они отражают скорость их образования в клетках печени. Содержание ИФР 1 в сыворотке регулируется количеством СТГ, а также показывает соматотропную работу гипофиза. Если рассматривать ИФР 2, то его количество в сыворотке в течение всей жизни подвергается незначительным изменениям.

Оба фактора активируют включение тимидина в ДНК фибробластов, а так же сульфата в хрящи, усиливают синтез белков, увеличивают количество РНК и являются митогенами. Стимуляция роста у них выражена в 50-100 раз сильнее, по сравнению с инсулином, но влияние на обмен глюкозы у них во столько же раз меньше, чем у инсулина, из-за невысокой аффинности к этим факторам инсулиновых рецепторов.

Биологическое действие ИФР производится через соответствующие рецепторы, которые расположены в плазматической мембране клеток тканей-мишеней. Считается, что биологическое действие ИФР 2 связывается через рецептор ИФР 1 первого типа. Объединение ИФР 1 с рецептором приводит к структурным изменениям трансмембранной части рецептора с дальнейшей активацией тирозинкиназной активности и фосфорилированием белком, которые ответственны за биологическое действие. Трансдукция гормонального сигнала у рецептора второго типа осуществляется путум активирование G-белков рецептора. После объединения рецептора второго типа с ИФР происходит быстрая интернализация гормонорецепторного комплекса с дальнейшей деградацией ИФР 2.

Исследования показали, что ИФР 2 активирует синтез гликогена, вхождение Ca²⁺ в клетку и поглощение тимидина фибробластами.

Исходя из вышесказанного, СТГ осуществляет биологическое действие с помощью образования соматомединов ИФР 1 и 2, которые образуются в печени и других периферических тканях и являются посредниками анаболического, ростового влияния СТГ. Последние осуществляют свое действие с помощью гормонального, паракринного или аутокринного механизмов.

Сейчас выделено и изучено более 50 гормонов и уже существует 2 десятка гипотетических, тех, для которых пока не установлена химическая формула. Не исключено, что будут открыты и новые эндокринные ткани, а значит музей гормонов еще не раз пополнит свою коллекцию.

Список литературы

Н. И. Шушкевич. Биохимия гормонов. – Владимир, 2009. – с. 22-23.

М. И. Балаболкин. Эндокринология. – Москва, 1998.

British Broadcasting Corporation: [Электронныйресурс]. URL: https://www.bbc.com/ (Дата обращения: 06.02.2020).