Роль гормона роста в обмене жиров. Обмен углеводов и соматотропный гормон

Соматотропный гормон (гормон роста, СТГ) принимает участие в регуляции белкового, углеводного, жирового и минерального обмена в организме.

В отношении углеводного обмена гормон роста является потенцирующим диабето­генным агентом, ухудшающим толерантность к глюкозе и уменьшающим распределе­ние и утилизацию глюкозы на периферии.

После гипофизэктомии в эксперименте отмечается повышение чувствительности к инсулину, а у животных с панкреатическим диабетом — смягчение его симптомов; у панкреатэктомированных животных удаление гипофиза приводит к уменьшению глюкозурии и кетонурии и к сдвигу в положитель­ную сторону ранее отрицательного азотистого баланса.

Гистологическими исследованиями обнаружено, что у интактных собак после введения гормона роста возникает дегрануляция бета-клеток островного аппарата поджелудочной железы, предшествующая развитию клинических признаков диабета.

Дегрануляция, гидропическая вакуолизация бета-клеток, как правило, сопровож­даются уменьшением секреции инсулина [7].

Люкенс и Доэн (1942) показали, что перерождение бета-клеточного аппарата поджелудочной железы при введении экстракта передней доли гипофиза наступает не непосредственно под действием экстракта, а опосредованно — через повышение функции бета-клеток в ответ на гипергликемию. Систематическое введение инсулина препят­ствовало появлению дегенерации островковой ткани поджелудочной железы.

У крыс с опухолями, секретирующими СТГ, отмечается увеличение количества и размеров бета-клеток поджелудочной железы с повышением содержания в них инсу­лина [28].

У таких животных, находящихся на нормальном пищевом рационе, содер­жание инсулина в сыворотке крови было нормальным, и ни толбутамид, ни глюкоза не вызывали увеличения секреции инсулина, в то время как у голодающих животных уровень инсулина в сыворотке крови натощак был повышен, при введении глюкозы или толбутамида отмечалось дальнейшее повышение уровня инсулина в сыворотке крови. Аналогичные данные приводят Мартин и др. (1968): они выявили у крыс с СТГ-секретирующими опухолями повышенную концентрацию инсулина в сыворотке крови и увеличение секреции инсулина в ответ на нагрузку глюкозой. Причем инвитро панкреатическая секреция инсулина у таких животных была значительно выше, чем у контрольных животных. Мартин и Акеблум (1968) считают, что гормон роста влияет непосредственно на островковую ткань поджелудочной железы.

В некоторых случаях повышенное образование инсулина под влиянием гормона роста не приводит к гипогликемии в связи с тем, что одновременно наблюдается стимуляция секреции глюкагона, который компенсирует гипогликемический эффект инсулина [19, 37].

Имеются многочисленные доказательства стимулирующего влияния соматотропина на секрецию инсулина. Так, подкожное введение гормона роста подопытным овцам (гипофизэктомированным или нормальным) вызывало у них выраженное повышение содержания инсулина в плазме крови [4, 34].

Наряду с этим установлено [21, 36], что соматотропин не только стимулирует выделение инсулина в кровь, но и увеличивает синтез инсулина поджелудочной желе­зой, причем наиболее ярко это действие СТГ проявляется на фоне повышенных кон­центраций глюкозы.

Следует указать, что инкубация изолированной поджелудочной железы с мечены­ми аминокислотами при низком содержании глюкозы (50 мг%) вызывала стимуляцию включения меченых аминокислот в иммунореактивный инсулин, в то время как высо­кое содержание в инкубационной среде глюкозы (250 мг%), свиного СТГ или двух этих веществ вместе уменьшало скорость синтеза инсулина, несмотря на увеличение его секреции [36].

Гудмен (1965, 1968) в опытах с изолированной жировой тканью гипофизэктомированных или нормальных крыс, получавших богатую углеводами диету, констатиро­вал, что гипогликемическое влияние соматотропина связано с повышенной проницаемо­стью мембраны жировых клеток для сахаров, которая уменьшалась через 1 час после начала инкубации, а к 3,5 часам наступало угнетение поглощения углеводов. Введение гормона роста гипофизэктомированным крысам хотя бы за 3 часа до забоя ухудшало поглощение глюкозы диафрагмой крыс.

СТГ оказывает двухфазное влияние на концентрацию глюкозы в крови. В течение первых тридцати минут после введения гормона роста наблюдается снижение сахара крови, и этот «инсулиноподобный» эффект не сопровождается нарастанием инсулина в сыворотке крови [9].

Увеличение утилизации глюкозы под влиянием гормона роста может быть вторичным вследствие его адипокинетического свойства [35].

Липолиз, вызываемый СТГ, сопровождается внутриклеточным повышением концентрации гли­церина и свободных жирных кислот с одновременным ускорением синтеза тригли­церидов.

В то же время для синтеза триглицеридов требуются триозофосфаты, образуемые из глюкозы посредством гликолитического цикла. Эта внезапная потреб­ность в глюкозе и использование ее через гликолитический путь обмена проявляются снижением уровня глюкозы в сыворотке крови.

С другой стороны, «инсулиноподобный эффект» СТГ может быть вызван времен­ным ухудшением распада инсулина. Малер и Сабо (1969) показали, что скорость распада инсулина в почках значительно уменьшается у крыс при введении им гормона роста. Причем ткань почки и диафрагма этих животных очень чувствительны к инсу­лину.

Следует подчеркнуть, что инсулиноподобный эффект СТГ проявляется лишь у интактных или у остро панкреатэктомированных животных. Введение гормона роста хронически панкреатэктомированным животным не приводит к снижению сахара крови.

При клиническом применении гормона роста через 15—40 мин. после введения препарата отмечается снижение сахара крови до 54 мг% [8].

У лиц с недостаточ­ностью секреции СТГ определяется увеличение чувствительности к инсулину и умень­шение секреции инсулина [23, 24].

При лечении таких больных гормоном роста наблюдалось повышение уровня сахара крови натощак и нормализация чувствитель­ности к экзогенному инсулину [29].

Голд и соавт. (1968) при лечении 15 гипопитуитарных больных гормоном роста у 8 из них обнаружили ухудшение толерантности к глюкозе и снижение секреции инсулина в ответ на введение глюкозы.

С другой стороны, имеются сообщения о том, что соматотропин в первые часы после введения в организм не оказывает никакого влияния на углеводный обмен [12, 14]. При лечении гипофизарных карликов гормоном роста Н. А. Зарубина (1965) лишь у некоторых из них выявила через 4 часа после введения гормона повы­шение содержания сахара в крови. Изменения в углеводном обмене были нестой­кими.

На основании ответной реакции к инсулину Луфт и Церази (1968) и Луфт (1968) различают две группы больных акромегалией. Первую группу (около 75%) составляют больные с нормальной толерантностью к глюкозе и гиперсекрецией инсулина.

Осталь­ные 25% больных (вторая группа) имеют пониженную толерантность к глюкозе и относительную гипосекрецию инсулина.

Последняя группа может представлять лиц с генетической предрасположенностью к диабету и ограниченными резервами функцио­нальной активности бета-клеток поджелудочной железы.

Гормон роста, снижая утилизацию глюкозы периферическими тканями, способствует гипергликемии и нарушению углеводного обмена. Это снижение утилизации глюкозы периферическими тканями связывается с повышенным образованием беталипопротеинового комплекса, который в свою очередь блокирует гексокиназу и приводит к указанным нарушениям [2, 5, 33].

Ряд авторов считает, что диабетогенное действие гормона роста связано со сти­муляцией альфа-клеток островков Лангерганса, продуцирующих гликогенолитический фактор — глюкагон [6, 37b].

Изменение концентрации свободных жирных кислот в крови может быть одной из причин нарушения толерантности к глюкозе, наблюдаемого при введении СТГ [13].

При изучении влияния человеческого гормона роста и 2-метилпирозол-З-карбоксиловой кислоты, которая является ингибитором липолиза, на толерантность к глюкозе, уста­новлено, что введение соматотропина вызывает ухудшение толерантности к глюкозе и увеличение уровня свободных жирных кислот; применение ингибитора липолиза способствует уменьшению концентрации свободных жирных кислот и улучшению толерантности к глюкозе (статистически недостоверному). В то же время при одновре­менном назначении СТГ ингибитор липолиза приводил к значительному улучшению (статистически достоверному) толерантности к глюкозе. Эти данные показывают, что повышенный уровень свободных жирных кислот в крови влияет на ухудшение толе­рантности к глюкозе. Но повышение содержания свободных жирных кислот является лишь одним из дополнительных факторов, приводящих к нарушению углеводного обмена.

В отношении влияния гормона роста на углеводный обмен Вайль (1965) выделяет три фазы: а) инсулиноподобную фазу, которая, вероятнее всего, проявляется через адипокинетические свойства гормона роста и характеризуется снижением глюкозы крови; б) фазу накопления продуктов обмена свободных жирных кислот, метаболизи­рованных на периферии и включающихся затем в цикл трикарбоновых кислот, что приводит к угнетению прохождения С-2 фрагментов через гликолитический цикл с последующим увеличением пирувата. Этот метаболит в свою очередь угнетает гликолитический путь обмена, стимулируя синтез гликогена. В этот период отмечается увеличение глюкозо-6-фосфата и угнетение фосфориляции глюкозы с последующим накоплением глюкозы в крови и тканях, снижение поглощения глюкозы и ухудшение толерантности к глюкозе; в) фазу, характеризующуюся усилением влияния процессов второй фазы с усилением секреции инсулина. Если функция бета-клеток недостаточна и секреция инсулина истощена, то развивается гипергликемия, кетонемия и другие обменные нарушения.

По данным Цирлера и Рабиновича (1963), внутриартериальная инфузия инсулина приводила к увеличению поглощения глюкозы и калия мышцами и жировой тканью и уменьшала освобождение свободных жирных кислот из жировых депо.

В то же время инфузия СТГ уменьшала поглощение глюкозы, увеличивала освобождение свободных жирных кислот из жировой ткани при одновременном увеличении погло­щения их мышцами. Соматотропин человека препятствовал влиянию инсулина, кото­рый вводили вместе с СТГ, на обмен глюкозы, но действие инсулина на обмен жирных кислот не ухудшалось.

Продолжая эти исследования, Рабинович и соавт.

(1966, 1968) определили три фазы в секреции инсулина и гормона роста в ответ на прием пищи: а) в течение 2 часов после приема пищи увеличивается секреция инсулина и умень­шается освобождение гормона роста; повышается поглощение глюкозы, гликоген откладывается в мышцах с одновременным синтезом жира и триглицеридов; б) в пе­риод от 2 до 4 часов после приема пищи секреция инсулина уменьшается, а секреция СТГ увеличивается, и оба гормона синергически стимулируют белковый синтез; СТГ предупреждает избыточное отложение глюкозы, как бы сохраняя некоторые запасы ее для обмена в нервной ткани; в) через 4 часа после приема пищи увеличи­вается секреция СТГ, а секреция инсулина уменьшается по сравнению с базальным уровнем СТГ, что приводит к снижению поглощения глюкозы и мобилизации жирных кислот для расходования энергии.

Читайте также:  Супраокклюзия и инфраокклюзия. Мезиальное и дистальное положение зуба.

У нормальных людей утилизация орально принятой глюкозы уменьшается при гипогликемии, вызванной введением инсулина [26], с одновременным снижением секреции инсулина и увеличением секреции СТГ.

Эти данные наблюдались независимо от применения ингибитора синтеза кортизола (метапирона) или альфаадренергического блокатора в период проведения исследования.

Когда же для предупреждения гипо­гликемии вводили глюкозу, толерантность к глюкозе сохранялась в норме, секреция инсулина увеличивалась, а секреция СТГ уменьшалась.

Следует также отметить, что соматотропный гормон повышает активность инсу­линазы печени, которая, инактивируя в большем количестве, чем в норме, инсулин, поступающий в печень из поджелудочной железы, приводит к появлению инсулиновой недостаточности [3, 27].

При введении гормона роста накопление его происходит в основном в подже­лудочной железе, надпочечниках, печени, вилочковой железе и почках, причем уже через 1 час гормон роста обнаруживается в поджелудочной железе.

Под влиянием соматотропного гормона наблюдается увеличение митотической активности в альфа-клетках [32]. Как показали исследования Месс и Гемори (1963), наиболее интен­сивно соматотропин включается в купферовские клетки печени и извитые канальцы почек.

Менее интенсивное поглощение гормона происходит в гипофизе, надпочечниках, гипоталамусе, и лишь незначительная часть гормона роста поглощается поджелудоч­ной железой.

Таким образом, соматотропный гормон принимает участие в регуляции углеводного обмена. Его воздействие на углеводный обмен различно и зависит от функционального состояния других эндокринных желез.

Диабетогенное действие гормона роста склады­вается из его влияния на различные механизмы, суммарным результатом чего явля­ется возникновение вначале относительной, а затем абсолютной инсулиновой недоста­точности в организме с проявлением ее в виде сахарного диабета.

От компенсаторных возможностей поджелудочной железы зависит время развития расстройства углевод­ного обмена. В связи с этим гормон роста не может рассматриваться как первичный диабетогенный фактор.

Вероятнее всего, СТГ является дополнительным или разре­шающим фактором, наличие которого переводит «скрытое — компенсируемое» наруше­ние углеводного обмена в патологию — сахарный диабет.

Соматотропный гормон: исследования в лаборатории KDLmed

Соматотропный гормон – гормон, вырабатываемый гипофизом и являющийся одним из ключевых регуляторов процессов  роста и развития человека. Нормальная концентрация соматотропного гормона в крови особенно важна для детей от рождения до полового созревания, так как в этот период он способствует правильному росту костей.

  • Синонимы русские
  • Гормон роста человека, соматотропин.
  • Синонимыанглийские
  • GH, Human Growth Hormone, HGH, Somatotropin.
  • Метод исследования
  • Иммунохемилюминесцентный анализ.
  • Единицы измерения
  • Нг/мл (нанограмм на миллилитр).
  • Какой биоматериал можно использовать для исследования?
  • Венозную кровь.
  • Как правильно подготовиться к исследованию?
  • Исключить из рациона жирную пищу за 24 часа до исследования.
  • Не принимать пищу в течение 12 часов перед сдачей крови.
  • Полностью исключить прием лекарственных препаратов в течение 24 часов перед исследованием (по согласованию с врачом).
  • Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение за 24 часа до анализа.
  • Не курить в течение 3 часов до исследования.

Общая информация об исследовании

Анализ определяет количество соматотропного гормона в крови. Соматотропный гормон производится гипофизом – железой размером с виноградину, расположенной у основания мозга за переносицей. Гормон обычно секретируется в кровь волнообразно в течение суток с пиком концентрации, как правило, в ночное время.

Соматотропный гормон необходим для нормального роста и развития детей, поскольку он способствует увеличению костей в длину от самого рождения ребенка и до конца его полового созревания. При недостатке образования соматотропного гормона ребенок медленнее растет.

Избыточное образование соматотропного гормона часто наблюдается при опухоли гипофиза (обычно доброкачественной). Чрезмерный синтез гормона способствует излишнему удлинению костей и продолжению роста даже после полового созревания, что может приводить к гигантизму (росту выше 2 метров).

Также при избытке соматотропного гормона могут наблюдаться грубые черты лица, общая слабость, замедленное половое развитие и головные боли.

Хотя у взрослых соматотропный гормон частично теряет активность, все же он продолжает играть роль в регуляции плотности костей, поддержании мышечной массы и метаболизме жирных кислот: дефицит гормона может привести к снижению плотности костей, уменьшению мышечной массы, изменению уровня липидов. Однако анализ на соматотропный гормон не является общепринятой практикой для обследования пациентов с пониженной плотностью костей, недоразвитыми мышцами и с повышенным содержанием липидов – недостаток соматотропного гормона довольно редко является причиной этих расстройств.

Избыточное производство соматотропного гормона у взрослых может вызвать акромегалию, характерная черта которой не удлинение костей, а их чрезмерная толщина.

Хотя такие симптомы, как утолщение кожи, потливость, утомляемость, головные боли и боли в суставах, в начале болезни не сильно выражены, дальнейшее повышение уровня гормона может привести к увеличению рук и ступней, кистевому туннельному синдрому (болезненному ощущению в запястье) и патологическому увеличению внутренних органов. Из-за повышенного уровня соматотропного гормона иногда возникают папилломы на теле и полипы в кишечнике. Без лечения акромегалия и гигантизм часто приводят к осложнениям: диабету второго типа, повышенному риску сердечно-сосудистых заболеваний, повышенному кровяному давлению, артриту и общему сокращению продолжительности жизни.

Для диагностики аномалий соматотропного гормона наиболее часто проводится тест на его стимуляцию и подавление. Поскольку соматотропный гормон в течение дня высвобождается гипофизом волнами, спонтанное измерение концентрации гормона обычно не применяется в клинической практике.

Для чего используется исследование?

Анализ на соматотропный гормон не рекомендуется выполнять для общего обследования организма. В основном он осуществляется только при подозрениях на нарушения, связанные с его производством, и назначается после выполнения анализов на другие гормоны либо для помощи в исследовании функции гипофиза.

Анализ выполняется для проверки избыточного или недостаточного количества производства соматотропного гормона и для получения информации о том, насколько тяжело заболевание. Он является частью диагностического обследования при выяснении причин аномального синтеза соматотропного гормона, а кроме того, может использоваться для оценки эффективности лечения акромегалии или гигантизма.

Вместе с анализом на соматотропный гормон часто выполняется и анализ на инсулиноподобный фактор. Последний также отражает избыток или недостаток соматотропного гормона, но его уровень остается стабильным в течение дня, тем самым делая его показателем среднего содержания соматотропного гормона.

Диагностика отклонений СГ часто включает в себя тест на его стимуляцию и подавление, которые используются для оценки функции гипофиза и изменений уровня соматотропного гормона.

  • Тест на стимуляцию помогает диагностировать недостаток соматотропного гормона и гипопитуитаризм. Для этого у пациента берется кровь из вены после 10-12 часов воздержания от еды, затем под медицинским наблюдением внутривенно вводится раствор инсулина либо аргинина. Далее образцы крови собираются через определенные промежутки времени, на каждом из которых выявляется содержание соматотропного гормона для выяснения, воздействует ли инсулин (или аргинин) на гипофиз, продуцируя ожидаемый уровень гормона. Кроме того, для стимуляции соматотропного гормона применяются клонидин и глюкагон.
  • Тест на подавление помогает диагностировать избыток гормона, а вместе с другими анализами крови и сцинтиграфией – идентифицировать и локализовать опухоли гипофиза. Для осуществления данного теста кровь также берется после 10-12 часов воздержания от еды. Затем пациент принимает внутрь стандартный раствор глюкозы, после чего через определенные интервалы времени делаются анализы крови, в которых определяется содержание соматотропного гормона, чтобы проверить, достаточно ли подавлен гипофиз принятой дозой глюкозы.

Для проверки функционирования гипофиза часто используются и другие исследования, такие как анализ на Т4 (тироксин), тиреотропный гормон, кортизол, фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ) и тестостерон (у мужчин).

Они обычно выполняются перед анализом на соматотропный гормон для того, чтобы убедиться, что их показатели соответствуют норме либо находятся под контролем принимаемых лекарств. Например, гипотиреоз у детей должен быть вылечен до анализа на дефицит соматотропного гормона, иначе полученные показатели могут быть ошибочно низкими.

Образец крови, взятый для теста на подавление соматотропного гормона, используется и для анализа на уровень глюкозы, чтобы убедиться, что организм обследуемого пациента достаточно подавлен принятым раствором глюкозы.

Поскольку физические упражнения обычно временно повышают уровень соматотропного гормона, иногда его недостаточность оценивают после интенсивных упражнений, совершаемых в течение некоторого периода времени.

Анализ на соматотропный гормон и инсулиноподобный фактор роста периодически могут назначать детям, подвергшимся радиоактивному лечению центральной нервной системы или облучению перед трансплантацией стволовых клеток. Это довольно распространено при остром лимфобластном лейкозе, когда радиация может подействовать на гипоталамус и гипофиз и таким образом повлиять на рост.

Когда назначается исследование?

Тест на стимуляцию соматотропного гормона выполняется, если у ребенка наблюдаются следующие симптомы дефицита этого гормона:

  • замедление роста в раннем детстве – при этом ребенок намного ниже, чем его ровесники;
  • диагностика щитовидной железы (например, определение свободного Т4) указывает на отсутствие гипотиреоза (поскольку недостаточная работа щитовидной железы тоже может замедлять рост);
  • рентгеноскопия свидетельствует о задержке роста костей;
  • есть подозрение на то, что гипофиз имеет пониженную активность.
  1. Тест на стимуляцию у взрослых пациентов может потребоваться при симптомах дефицита соматотропного гормона или гипопитуитаризма: пониженная плотность костей, утомляемость, нарушение липидного метаболизма, пониженная устойчивость к физическим упражнениям. Как правило, сначала выполня
  2. Что означают результаты?
  3. Референсные значения
Пол Референсные значения
Мужской 0 — 3 нг/мл
Женский 0 — 8 нг/мл

Интерпретировать результаты анализов на соматотропный гормон нужно с большой осторожностью.

Уровень выделения гормона гипофизом постоянно варьируется (на диаграмме это можно отразить в виде волнообразной линии), так что для получения объективных показателей необходимо измерять его несколько раз и как итог брать средний результат. Важно не ошибиться, приняв суточные колебания нормы уровня гормона за аномалию.

Читайте также:  Препарат добавочное шейное ребро при синдроме Наффцигера

Уровень соматотропного гормона повышен в утренние часы, а также после физических упражнений. Следует сопоставить показатели соматотропного гормона с данными анализа на инсулиноподобный фактор и с реакцией организма на стимуляцию и подавление соматотропного гормона.

Тест на стимуляцию соматотропного гормона

Если уровень соматотропного гормона не повышается тестом на его стимуляцию (содержание его остается ниже, чем должно быть) и при этом наблюдаются симптомы пониженного содержания соматотропного гормона и инсулиноподобного фактора, то вполне вероятно, что дефицит соматотропного гормона можно будет вылечить. В случае понижения уровня тиреотропного гормона в первую очередь необходимо выяснить, не является ли недостаточность щитовидной железы причиной симптомов, похожих на дефицит соматотропных гормонов. Кроме того, возможно наличие гипопитуитаризма или общее снижение функциональной активности гипофиза. Анализ на дефицит соматотропного гормона обычно выполняется лишь после обследования функции щитовидной железы. При диагностике гипопитуитаризма прежде, чем выполнить анализ на соматотропный гормон, необходимо назначить лечение гипопитуитаризма и измерить скорость роста.

Если у пациента после интенсивных физических нагрузок не повышается уровень соматотропного гормона, это может указывать на его нехватку. В этом случае требуются дополнительные анализы.

Тест на подавление соматотропного гормона

Если при проведении теста на подавление соматотропного гормона его уровень понижается незначительно (то есть содержание гормона остается выше, чем должно быть) и при этом наблюдаются симптомы гигантизма или акромегалии, а также повышенное содержание инсулиноподобного фактора, вполне вероятно, что соматотропный гормон синтезируется в избыточном количестве. Обнаруженные рентгеноскопическим анализом, компьютерной томографией или отображением магнитного резонанса уплотнения порой свидетельствует об опухоли гипофиза (обычно доброкачественной). При мониторинге после излечения от опухоли повышенный уровень соматотропного гормона может указывать на рецидив болезни.

Важные замечания

Опухоли гипофиза являются наиболее распространенной причиной избыточного производства соматотропного гормона, хотя иногда они вызывают и его недостаточность.

Они могут влиять не только на выработку соматотропного гормона, но и на производство других гормонов гипофиза, таких как адренокортикотропный гормон (синдром Кушинга) или пролактин (галакторея).

При развитии опухоль относительно большого размера способна подавлять выработку гормонов гипофизом и повреждать окружающие ткани.

Результаты анализа на соматотропный гормон зависят от нескольких факторов.

Во-первых, это лекарственные препараты, повышающие (амфетамины, аргинин, допамин, эстрогены, глюкагон, гистамин, инсулин, леводопа, метилдопа и никотиновая кислота) и понижающие (кортикоиды и фенотиазины) уровень соматотропного гормона. Во-вторых, обследование с применением радиоактивных веществ менее чем за неделю до анализа.

После выявления причин аномального уровня соматотропного гормона его обычно можно скорректировать.

Для лечения дефицита соматотропного гормона у детей используют синтетический гормон роста (у взрослых его применяют редко).

Если причиной избыточного производства соматотропного гормона являются опухоли гипофиза, то в таком случае может применяться сочетание хирургических, медикаментозных методов и радиооблучения.

Чтобы лечение прошло успешно, важно выявить аномалии соматотропного гормона как можно раньше. Увеличение размеров костей, обусловленное гигантизмом и акромегалией, является постоянным. Если эти болезни не лечить, дефицит соматотропного гормона может привести к низкому росту у детей.

Кроме того, могут наблюдаться долговременные осложнения, связанные с нарушениями производства соматотропного гормона.

Например, акромегалия иногда вызывает полипы в толстом кишечнике (что увеличивает риск возникновения рака кишечника), диабет, повышенное кровяное давление и болезни зрения.

Если опухоль гипофиза непрерывно разрушает его клетки, может потребоваться многократная гормональная терапия. Усиленный рост костей грозит ослаблением их прочности, защемлением нервов (кистевой туннельный синдром) и артритом.

Между тем следует иметь в виду, что в большинстве случаев низкий рост не связан с недостаточностью соматотропного гормона. Он может быть обусловлен наследственностью, разнообразными болезнями и внешними факторами, а также различными генетическими отклонениями.

Изредка симптомы дефицита соматотропного гормона могут наблюдаться и при его нормальном или даже повышенном уровне, это происходит благодаря наследственной резистентности (устойчивости) к соматотропному гормону. В таком случае его уровень повышен, в то время как уровень инсулиноподобного фактора, напротив, понижен.

  • Также рекомендуется
  • Кто назначает исследование?
  • Эндокринолог, педиатр, терапевт, онколог, хирург.

Гормоны, регулирующие белковый, углеводный и липидный обмен: соматотропин, адреналин, тироксин, глюкагон, инсулин,

КОРТИЗОЛ.

(С) д.М.Н. Е.И.Кононов

Лекция
3

К
гормонам, обладающим выраженным
регуляторным эффектом в отношении
обмена белков, углеводов и липидов,
относятся соматотропный гормон гипофиза,
гормоны поджелудочной железы глюкагон и инсулин, гормоны щитовидной железы
трииодтиронин (Т3) и тетраиодтиронин (
тироксин, Т4 ), а также гормоны адреналин
и кортизол, продуцируемые соответственно
мозговым и корковым веществом
надпочечников.

3.1. СОМАТОТРОПНЫЙ
ГОРМОН

( соматотропин, СТГ, гормон роста )

Соматотропин
или гормон роста синтезируется в соматотрофах клетках передней доли гипофиза. По химической
природе он представляет собой белок,
состоящий из одной полипептидной цепи. В состав цепи входит 191 аминокислотный
остаток, молекулярная масса составляет
22.000.

Концентрация гормона роста в передней доле гипофиза составляет 515
мг/г, что на несколько порядков выше,
чем концентрация остальных гормонов.

СТГ обладает выраженной видовой
специфичностью, в связи с чем в клетках
человека активность проявляет лишь
соматотропин, полученный из организма
высших приматов. Физиологическая роль
гормона состоит в стимуляции роста и
контроле дифференцировки клеток различных тканей.

Концентрация гормона в крови составляет в норме 46465 пикоМ/л
(110нг/мл). Время циркуляции гормона в
крови составляет несколько минут.

Выделение
соматотропина из гипофиза носит
пульсирующий характер в связи с чем его
концентрация в крови может изменится
на порядок в течение нескольких минут.
Интересно, что один из пиков выделения
соматотропина приходится на период времени сразу же после засыпания.

( Повидимому, отсюда «Кто не спит, тот
не растет»). Выделение соматотропина
увеличивается при стрессе, при голодании, при употреблении богатой белком пищи,
при острой гипогликемии.

Выделение
соматотропина из клеток гипофиза в кровь контролируется гипоталамусом за
счет двух его гормонов: сомато

либерин
стимулирует выделение СТГ в кровь, а
соматостатин угнетает
этот процесс. В свою очередь, под действием
соматотропина в печени синтезируется
гормон, получивший название ИФР1 (
инсулиноподобный фактор роста 1). Этот
гормон опосредует ростстимулирующее
действие соматотропного гормона.

Увеличение
концентрации соматотропина в крови
приводит к угнетению выделения
соматолиберина гипоталамусом и,
следовательно, к снижению продукции
соматотропина гипофизом.

Увеличение
в крови концентрации ИФР1 также тормозит
продукцию гипоталамусом соматолиберина, одновременно увеличивая выделение
гипоталамусом соматостатина; с помощью
этого механизма увеличение концентрации
ИФР1 в крови приводит в конечном итоге
к снижению поступления соматотропина
из гипофиза в кровь. Эти взаимоотношения
представлены на нижеследующей схеме:

Уровень
секреции соматостатина и соматолиберина
гипоталамусом зависит от многих факторов.

Так, секреция соматостатина стимулируется
гормонами щитовидной железы и
вазоактивным интестинальным пептидом, а угнетается ацетилхолином и gаминомасляной кислотой.

В свою очередь,
секреция соматолиберина увеличивается,
например, при воздействии на гипоталамус катехоламинов или же при снижении
концентрации глюкозы в клетках
гипоталамуса.

Гормон
роста чрезвычайно важен для процессов
постнатального роста и развития человека, обладая в целом выраженным анаболическим
эффектом.

Он способен оказывать на
клетки как прямое регулирующее действие,
так и действие опосредованное, реализуемое,
вопервых, за счет контроля синтеза
ИФР1, вовторых,за счет взаимодействия
его регуляторных эффектов с регуляторными эффектами других гормонов.

Так, анаболическое действие андрогенов у
гипофизэктомированных животных выражено минимально, введение этим животным соматотропина повышает
вызываемую андрогенами задержку азота,
а также усиливает рост специфически
чувствительных к андрогенам тканей. Механизм действия соматотропного
гормона неизвестен.

Обсуждая
вопрос о влиянии соматотропина на
обменные процессы, в первую очередь
следует указать на стимуляцию
соматотропином процессов транскрипции
и трансляции, что сопровождается
увеличением количества РНК и белка в
клетках.

Одновременно соматотропин
стимулирует поглощение клетками
различных тканей аминокислот, служащих пластическим материалом для белкового
синтеза. У животных, получающих соматотропин, развивается положительный
азотистый баланс, сопровождающийся
уменьшением выведения с мочой аминокислот,
мочевины и креатинина.

Под действием
соматотропина в тканях молодых животных активируется синтез ДНК, что является
отражением стимуляции размножения
клеток в растущей ткани.

Соматотропин
повышает содержание глюкозы в крови
за счет нескольких эффектов. Вопервых, он снижает утилизацию глюкозы
периферическими тканями, ингибируя
гликолиз; вовторых , ряд авторов считает, что гормон снижает скорость транспорта
глюкозы в клетки.

В третьих, он стимулирует
глюконеогенез в печени и увеличивает
содержание гликогена в гепатоцитах.

В
целом соматотропный гормон за счет
снижения утилизации глюкозы в ряде
периферических тканей и стимуляции
глюконеогенеза обеспечивает необходимый
уровень поступления глюкозы в клетки
нервной ткани, в том

числе
в клетки головного мозга. Следует также отметить, что ИФР1 стимулирует
синтез гликозаминогликанов

Соматотропный
гормон стимулирует липолиз в жировой ткани, увеличивая тем самым содержание высших жирных кислот в плазме крови и
их поступление в клетки периферических
тканей, где они служат субстратами
окисления.

Возможно, именно увеличение
поступления высших жирных кислот в
клетки периферических тканей и приводит
к торможению в них гликолиза за счет
ингибирования пируваткиназы.

Усиление
поступления высших жирных кислот в печень и ускорение их окисления приводят
к активации кетогенеза, особенно
заметного в условиях инсулиновой
недостаточности.

Введение
соматотропина вызывает двухфазный
эффект: в первую кратковременную фазу
в плазме крови понижается содержание
глюкозы и падает содержание высших
жирных кислот, затем наблюдается
продолжительное повышение содержания
в крови и глюкозы и высших жирных кислот. Длительное введение соматотропного
гормона может привести к развитию
сахарного диабета.

Соматотропин,
вероятней всего при посредничестве ИРФ1, способствует положительному
балансу кальция, магния и фосфата и
вызывает задержку натрия, калия и
хлора. Положительный баланс Са, Мg и Р,
повидимому, связан со способностью соматотропина стимулировать рост
длинных трубчатых костей.

Избыточная
продукция соматотропного гормона в
детском возрасте приводит к гигантизму,
одним из признаков которого являются
непропорционально длинные конечности.

Читайте также:  Частичные дефекты зубных рядов. Мостовидные протезы.

Избыточная продукция соматотропина у взрослых сопровождается развитием
акромегалии, для которой характерно
непропорциональное увеличение отдельных
частей тела. Нарушение функционирования
соматотропина приводит к уменьшению
роста, т.е.

к карликовости, причем
«гипофизарные карлики» не страдают
нарушением умственного развития.

Гормоны и их роль в обмене веществ

Гормоны — биологически активные вещества, синтезируемые и секретируемые органами эндокринной системы или определенными тканями — тканевые гормоны. К тканевым гормонам относят дефомин, норадреналин, серотонин, синтезируемые мозговым слоем надпочечников.

В последние годы появились сообщения о гормонах сердца — натрийуретических пептидах-NP, которые оказывают мощное мочегонное натрийуретическое и сосудорасширяющее действие, участвуют в поддержании водно-электролитного гомеостаза и регуляции уровня артериального давления [5].

К стероидным гормонам принадлежат кортикостерон, кортизол, альдостерон, прогестерон, эстрадиол, эстрон, эстриол, тестостерон, которые секретируются корой надпочечников и половыми железами. К производным аминокислот относят простагландины, адреналин, норадреналин, тироидные гормоны — производные тирозина.

Белковые гормоны циркулируют в крови в свободном состоянии, а стероидные и тироидные в основном связаны с белками. Гормональный эффект осуществляется благодаря взаимосвязи с рецепторами — информационными молекулами, превращающими гормональный сигнал в гормональное действие.

Гормональные рецепторы находятся на мембранах клеток или реже внутри клеток и других структурах.

Взаимосвязь гормонов с рецепторами, локализованными на плазматической мембране, осуществляется с участием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) или ионизированного кальция (Са+2) и других веществ.

С участием цАМФ осуществляется биологическое действие гормонов: АКТГ, ТТГ, ЛГ, МФГ, вазопрессина, катехоламинов, глюкогона, паратирина, калыдитонина, секретина, гонадотропина, тириолиберина, липотропина.

С участием ионизированного кальция осуществляется действие окситоцина, гастрина, холецистокина, ангиотензина, катехоламинов. Кальций находится в связанном с белками состоянии внутри клетки и в свободной форме во внеклеточной жидкости.

В клетку свободный кальций поступает из внеклеточной жидкости или высвобождается в ней из связанного с белком элемента. Свободный внутриклеточный кальций становится активным после связывания с внутриклеточным белком — кальмодулином. Кальмодулин — рецепторный белок, в свободном состоянии не активен.

Повышение уровня внутриклеточного свободного кальция приводит кальмодулин в активное состояние. Повышенный уровень внутриклеточного кальция стимулирует кальциевый насос: свободный кальций перемещается во внеклеточную жидкость, кальмодулин теряет активность, и в клетке наступает состояние функционального покоя.

Кальмодулин представляет аналог мышечного белка тропина С, который путем связывания кальция образует комплекс актина и миозина.

Рецепторы, чувствительные к инсулину, располагаются на плазматических мембранах и состоят из трех или четырех субъединиц. Комплексирование гормона с рецептором обеспечивает транспорт вещества через клеточную мембрану. Посредниками взаимодействия инсулина и клеткой-мишенью могут быть ионы кальция, калия, магния.

Стероидные гормоны, находящиеся в крови в связанном с белками состоянии, диффундируют в клетку-мишень, где и проявляется их действие. Тироидные гормоны тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) легко диффундируют через липидную клеточную мембрану и связываются внутриклеточными белками.

Таким образом, специфическое действие гормонов проявляется лишь после соединения их с соответствующими рецепторами.

Рецепторы после опознавания и связывания гормонов генерируют химические или физические сигналы, которые вызывают последовательную цепь пострецепторных взаимодействий и заканчиваются появлением специфического биологического эффекта гормона.

Изменение чувствительности органов и тканей к гормонам осуществляется посредством механизмов обратной связи. Чувствительность к гормону падает при снижении количества функционирующих рецепторов, их инактивации и разрушении. Гормоны имеют свои агонисты и антагонисты.

Агонисты, комплектуясь с соответствующими рецепторами, усиливают действие гормона, антагонисты способны конкурентно связывать рецептор с гормоном, снижать его биологический эффект. Например, для кортизола антагонистом служит прогестерон, а агонистом — кортикостерон.

Это следует учитывать при лечении животных, назначая гормональные препараты.

Гормоны участвуют в метаболизме углеводов, липидов, белков и других веществ. В метаболизме углеводов участвует инсулин, катехоламины, глюкогон, гормон роста, глюкокортикоиды, а также ТТГ, тироидные и половые гормоны.

Глюкоза, поступающая из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), превращается в печени и меньше в других тканях в гликоген. Синтез гликогена происходит при участии нескольких ферментов (фосфоглюкомутаза, гликогенсинтетазы и др.).

Синтез гликогена называют гликогенезом, а его распад — гликогенолизом. В процессе гликогенолиза принимают участие фосфорилаза, фосфоглюкомутаза и др. По мере расхода запасов гликогена глюкоза может образовываться из лактата (молочная кислота), аминокислот и других соединений.

Этот процесс носит название глюконеогенеза. Глюконеогенез сопровождается образованием кетоновых тел (бета-оксимасляная, ацетоуксусная кислоты и ацетон).

Основной гормон, который поддерживает гомеостаз глюкозы в организме, — инсулин. Под его влиянием происходит активация ферментов фосфорилирования глюкозы, катализирующих образование глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф), повышается интенсивность участия глюкозы в процессах образования энергии, гликогена.

Инсулин ингибирует глюкозо-6-фосфатазу печени, тормозя выход свободной глюкозы в кровь. Снижение глюкозы в крови, в свою очередь, приводит к увеличению секреции антагонистов инсулина — адреналина, норадреналина (катехоламины), глюкогона, СТГ, глюкокортикоидов, тироидных гормонов.

Под влиянием адреналина, норадреналина активируется фосфорилаза печени, ускоряется распад гликогена с образованием глюкозы, повышается тонус сердечной и скелетных мышц.

Под действием глюкогона активируется аденилатциклаза, увеличивается образование цАМФ, фосфорилазы, усиливается гликогенолиз, выход глюкозы из печени в кровяное русло. Однако глюкогон тормозит проникновение глюкозы в клетки и др.

Гормон роста (СТГ) способствует выходу глюкозы из печени в кровь, усиливает глюконеогенез, ведет к повышению концентрации в крови свободных жирных кислот, кетоновых тел (наблюдение автора), которые подавляют действие инсулина на мембранный транспорт глюкозы. Глюкокортикоиды стимулируют распад белков, глюконеогенез, но уменьшают мембранный транспорт глюкозы и ее утилизацию на периферии. На углеводный обмен опосредованно действуют АКТГ, тироидные и половые гормоны.

В жировом обмене участвуют инсулин, тириотропный гормон, гормоны щитовидной железы, адреналин, норадреналин, глюкогон, СТГ, АКТГ, кортикостероиды. Инсулин стимулирует в печени и тканях образование жирных кислот и тиацилглицерина, обладает антилиполитическим свойством.

Тироидные гормоны стимулируют синтез липидов печенью и распад их в тканях, т. е. участвуют в процессах липогенеза и липолиза. Катехоламины (адреналин, норадреналин) и глюкогон обладают липолитическим действием, т. е. усиливают распад жиров.

Гормон роста увеличивает концентрацию свободных жирных кислот в плазме крови.

В белковом обмене непосредственное и опосредственное участие принимают инсулин, глюкогон, СТГ, тироидные гормоны, эстрагены, глюкокортикоиды. Инсулин стимулирует транспорт аминокислот через мембрану клетки, угнетает активность аминотрансфераз.

Глюкогон усиливает катаболизм аминокислот и мобилизирует их для процессов глюконеогенеза. Гормон роста стимулирует процессы анаболизма, ускоряет синтез белка, рост скелета. При избытке СТГ возрастает синтез коллагена в костях и других тканях.

Тироидные гормоны стимулируют основной обмен, ускоряют распад гликогена в сердце, вызывают тахикардию. Эстрагены и андрогены повышают активность ферментов, участвующих в синтезе белка и транспорте аминокислот.

Кортизол в избыточном количестве ведет к ускорению дезаминирования аминокислот, увеличению скорости распада белков. Глюкокортикоиды регулируют мышечную массу, уменьшают скорость включения аминокислот в белки мышц, костной ткани.

Гомеостаз кальция, фосфора, калия и других макроэлементов обеспечивают паратгормон, кальцитонин, глюкокортикоиды, АКТГ и другие гормоны. Паратгормон синтезируется в паращитовидных железах; обеспечивает постоянный уровень кальция в крови через костную ткань, почки и кишечник.

Паратгормон тесно связан с активной формой витамина D3 — 1,25-(OH)2-D3, что обеспечивает усвоение кальция из кормов и перенос его в виде кальция связанного с белком (СаСБ) в кровь, органы и ткани, в том числе и в костную ткань.

В костной ткани с участием паратгормона осуществляется деятельность остеокластов (резорбция кости) и остеобластов (новообразование кости, ее минерализация).

При недостатке паратгормона и активной формы витамина D3 нарушается процесс усвоения кальция из кормов, снижается его содержание в крови и происходит компенсаторная мобилизация этого элемента из костяка. Процесс активации витамина D3 происходит в печени и почках.

В печени под действием фермента 25-гидроксилазы витамин D3 превращается в 25-гидроксихолекальциферол (25-OH-D3), затем в почках также путем гидроксилирования — в 1,25-дигидроксихоле-кальциферол 1,25-(OH)2-D3. В почках может происходить образование менее активного метаболита витамина D3 — 24,25-(OH)2-D3. Витамин D2 тем же путем, что и витамин D3, гидроксилируется с образованием 1,25-(OH)2-D2. Синтез 1,25-(OH)2-D3 в почках осуществляется при наличии паратгормона и кальцитонина.

Глюкокортикоиды повышают резорбцию кости, снижают активность остеобластов и скорость образования новой костной ткани, повышают экскрецию кальция почками и снижают абсорбцию кальция в ЖКТ. Кортизол, регулируя гомеостаз калия и натрия, может вызывать гипо- и гиперкалиемию.

СТГ повышает экскрецию кальция почками, активность остеобластов и процесс минерализации во вновь образовывающейся костной ткани и увеличивает активность остеокластов и деминерализацию в ранее образовавшейся кости.

Тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) повышают экскрецию кальция с мочой, ускоряют процессы резорбции кости, влияют на образование и рост костной ткани. Поэтому при эндемическом зобе отмечается низкорослость животных.

Непосредственное участие в обмене минеральных веществ принимает гипокальциемический гормон кальцитонин — антагонист паратгормона. Он секретируется С-клетками щитовидной железы и высвобождается в ответ на гиперкальциемию. Биологический эффект кальцитонина проявляется снижением содержания кальция и фосфора в крови.

В кости кальцитонин угнетает процессы резорбции кальция и белковой матрицы. При этом снижаются выделение гидроксипролина, содержание в крови кальция, фосфора, натрия, калия и магния. Глюкогон снижает процессы резорбции кости, способствует высвобождению из нее кальцитонина, развитию гипокальциемии.

Половые гормоны снижают выделение (экскрецию) кальция с мочой и калом, стимулируют активность остеобластов.

Таким образом, обмен углеводов, липидов, белков и минеральных веществ находится под непосредственным контролем и влиянием многочисленных гормонов. Познание сложных закономерностей воздействия гормонов позволяет клиницисту правильно ориентироваться в выборе лекарственных средств при болезнях обмена веществ, эндокринных и других органов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector