somatotropin (STH) atau hormon pertumbuhan (GH untuk pendek) adalah protein yang relatif kecil diproduksi di dalam tingkat adenohypophysis dan terlibat dalam proses pembangunan, pertumbuhan longitudinal organisme dan pengendalian berbagai proses metabolisme.
Ini adalah hormon non-glandotropic. Hormon kelenjar hipofisis mengerahkan efeknya melalui modifikasi dalam sintesis dan pelepasan hormon lain yang diproduksi di kelenjar endokrin lain di pinggiran organisme.
Modifikasi hormon di kelenjar pituitari (Sumber: Dubaele / Domain publik, melalui Wikimedia Commons)
Hormon-hormon kelenjar, misalnya, adrenokortikotropin (ACTH), gonadotropin (FSH dan LH) dan hormon perangsang tiroid (TSH).
Hormon non-glandotropic, untuk bagian mereka, dan yang meliputi prolaktin dan hormon pertumbuhan, bertindak tanpa bantuan kelenjar endokrin lainnya, karena mereka mengerahkan tindakan mereka langsung pada sel target yang aktivitasnya mereka atur.
Indeks artikel
Struktur
Hormon pertumbuhan adalah protein yang relatif kecil yang terjadi dalam beberapa isoform. Isoform utama terdiri dari sekitar 191 asam amino, memiliki berat molekul 22 kDa, dan berasal dari peptida prekursor yang lebih panjang (pre-GH) sebesar 28 kDa, yang juga disekresikan tetapi tidak memiliki fungsi fisiologis.
Dalam strukturnya, somatotropin muncul secara evolusioner homolog dengan prolaktin dan chorionic somatomamotropin (CS), yang terakhir diproduksi di plasenta. Kesamaan itulah yang membuat ketiganya dianggap membentuk keluarga hormonal.
Perkiraan struktur hormon pertumbuhan (Sumber: оман еккер, melalui Wikimedia Commons)
Struktur sekunder somatotropin menunjukkan 4 heliks alfa stabil dengan dua jembatan disulfida, konfigurasi yang diperlukan untuk interaksi hormon dengan reseptornya.
Fakta dalam kaitannya dengan struktur, dan patut disoroti, diwakili oleh fakta bahwa meskipun fakta bahwa hormon pertumbuhan dari spesies yang berbeda memiliki kesamaan yang luar biasa dengan manusia, hanya yang terakhir, dan primata, yang memberikan efek signifikan pada manusia.
Fitur
Fungsi somatotropin biasanya digambarkan sebagai yang terkait dengan perkembangan dan pertumbuhan organisme. Juga yang terkait dengan metabolisme, yang meliputi perubahan metabolisme lipid dan glukosa yang didorong oleh hormon.
Fungsi pertumbuhan, bagaimanapun, juga dapat dianggap metabolik, karena mereka melibatkan fungsi anabolik yang terkait dengan sintesis protein, yang tidak mengecualikan beberapa fungsi lain tanpa hubungan langsung dengan metabolisme, seperti proliferasi sel.
Beberapa fungsi atau aksi yang ditunjukkan oleh somatotropin dilakukan oleh hormon ini secara langsung pada jaringan putihnya, tetapi banyak di antaranya dilakukan oleh beberapa zat lain yang sintesis dan pelepasannya dirangsang oleh hormon pertumbuhan.
Sintesis IGF
Garis kerja pertama somatotropin adalah sintesis zat-zat ini yang dikenal sebagai faktor pertumbuhan seperti insulin (insulin-like growth factors (IGF), yang telah diidentifikasi tipe 1 dan 2. Mereka ditetapkan sebagai IGF1 (yang paling penting ) dan IGF2, sesuai dengan akronim mereka dalam bahasa Inggris.
Faktor-faktor ini pada awalnya diketahui, dan masih ditetapkan, sebagai mediator aktivitas somatotropin atau somatomedin C (IGF1) dan A (IGF2) atau juga sebagai aktivitas seperti insulin yang tidak dapat disupresi (NSILA). Mereka disintesis oleh banyak jenis sel, tetapi diproduksi terutama di hati.
Tindakan STH dan IGF1 sangat beragam. Beberapa dikerahkan oleh masing-masing zat ini secara independen, kadang-kadang bersama-sama dan sinergis, dan kadang-kadang mereka bertindak secara antagonis.
Induksi pertumbuhan
Ini adalah salah satu tindakan paling penting yang dipromosikan oleh somatotropin, tetapi dilakukan bersama dengan IGF1. Meskipun keduanya menginduksi pertumbuhan banyak jaringan tubuh, efeknya yang paling menonjol diberikan pada pertumbuhan kerangka.
Hasil akhir ini dihasilkan oleh berbagai efek yang diinduksi oleh hormon dan IGF1. Mereka termasuk peningkatan deposisi protein oleh sel-sel kondrosit dan osteogenik, tingkat reproduksi sel-sel ini yang lebih tinggi, dan konversi kondrosit menjadi sel-sel osteogenik; semuanya mengarah ke deposit tulang baru.
Selama pertumbuhan dan perkembangan organisme, dan sebelum penutupan epifisis tulang, kartilago baru disimpan di epifisis diikuti dengan pengubahannya menjadi tulang baru, sehingga memperpanjang diafisis dan memisahkan epifisis.
Konsumsi progresif tulang rawan epifisis menghabiskannya dan tulang tidak dapat terus tumbuh. Pada akhir masa remaja, diafisis dan epifisis kemudian menyatu di kedua ujungnya, dan pertumbuhan panjang tulang panjang melambat dan akhirnya berhenti.
Mekanisme kedua dapat menjelaskan peningkatan ketebalan tulang. Osteoblas periosteum menyimpan tulang baru pada yang lama, dan osteoklas mengeliminasi tulang lama. Jika laju deposisi melebihi laju penyisihan, ketebalan meningkat.
Saat hormon pertumbuhan memberikan rangsangan yang kuat pada osteoblas, di bawah pengaruhnya ketebalan tulang dapat terus meningkat, meskipun panjangnya tidak lagi berubah karena penutupan epifisis.
Peningkatan deposisi protein dalam jaringan
Efek ini dapat dicapai dengan mekanisme yang berbeda: peningkatan transpor asam amino melintasi membran sel, peningkatan translasi RNA pada tingkat ribosom , peningkatan transkripsi dari DNA ke RNA dalam nukleus, dan penurunan katabolisme protein dan asam amino.
Tindakan metabolisme lainnya
Dalam jaringan lemak, hormon pertumbuhan mendorong lipolisis dan pelepasan asam lemak ke dalam aliran darah, sehingga meningkatkan konsentrasinya dalam cairan tubuh. Pada saat yang sama, ia mendukung konversi asam lemak menjadi asetil koenzim A dan penggunaannya sebagai sumber energi di semua jaringan.
Stimulasi penggunaan lemak, bersama dengan akumulasi protein karena efek anaboliknya, menyebabkan peningkatan jaringan tanpa lemak.
Peningkatan mobilisasi lemak bisa sangat tinggi sehingga hati menghasilkan sejumlah besar asam asetoasetat yang menyebabkan ketosis dan hati berlemak dapat berkembang.
Sehubungan dengan metabolisme karbohidrat, efek somatotropin termasuk penurunan ambilan glukosa di jaringan adiposa dan otot rangka, peningkatan produksi glukosa hati, dan peningkatan sekresi insulin.
Semua efek ini disebut diabetogenik, dan peningkatan sekresi hormon pertumbuhan dapat mereproduksi gangguan metabolisme yang menyertai diabetes tipe II yang tidak tergantung insulin.
Fungsi lainnya
Tindakan anabolik dan mitogenik GH dan IGF1 juga dimanifestasikan dalam pertumbuhan dan fungsi jantung, hati, limpa, tiroid, timus, dan lidah. Hormon tersebut dapat berkontribusi pada penebalan kulit, stimulasi kelenjar keringat, dan pertumbuhan rambut.
Di ginjal, ini meningkatkan laju filtrasi glomerulus dan sintesis kalsitriol, sehingga mendorong tidak hanya pertumbuhan, tetapi juga mineralisasi tulang. Ini juga mempromosikan eritropoiesis dan sintesis fibrinogen dan respon imun dengan stimulasi limfosit T dan makrofag.
Reseptor untuk somatotropin
Tindakan somatotropin, termasuk mempromosikan sintesis faktor pertumbuhan seperti insulin, dimediasi melalui pengikatannya pada reseptor spesifik yang diekspresikan pada membran sel target.
Ada dua bentuk reseptor ini, yang kedua adalah varian pendek (terpotong) dari yang pertama; bentuk terpotong yang menghambat fungsi reseptor panjang, dan jika menjadi berlebihan, itu akan menghasilkan ketidakpekaan jaringan terhadap hormon.
Reseptor panjang terdiri dari 638 asam amino dan memiliki domain ekstraseluler 250, heliks alfa transmembran sekitar 38, dan domain intraseluler 350 asam amino. Setiap molekul somatotropin akhirnya mengikat dua molekul reseptor dan menyebabkan apa yang disebut dimerisasi reseptor.
Dimerisasi ini mengaktifkan protein kinase JAK2 yang terletak di ujung intraseluler dari setiap monomer reseptor dan kinase aktif ini memfosforilasi substrat lain seperti STAT5 dan reseptor somatotropin itu sendiri.
Molekul STAT5 terfosforilasi juga mengalami dimerisasi, menjadikannya pengatur ekspresi gen dan sintesis protein yang sangat tepat.
Produksi
Somatotropin disintesis pada tingkat sel somatotropik adenohipofisis. Sel-sel ini sangat diwarnai dengan zat asam, itulah sebabnya mereka juga disebut asidofilik. Bersama-sama mereka adalah kelompok sel yang paling melimpah di kelenjar karena mereka mewakili 50% dari total 5 jenis yang berbeda.
Ada kompleks genetik dari 5 gen pada lengan panjang kromosom 17 manusia yang mengkode berbagai isoform hormon pertumbuhan dan human chorionic somatomamotropin (hCS).
Salah satunya adalah hGH-N atau normal, yang mengkode bentuk hormon pertumbuhan manusia yang paling melimpah, yaitu 22 kDa yang disebutkan dan mewakili 75% dari total hormon pertumbuhan yang beredar.
RNA pembawa pesannya mengalami “penyambungan” untuk menghasilkan bentuk hormon yang lebih kecil, 20 kDa, yang tidak memiliki residu asam amino 32-46 dan menyumbang 10%.
Gen kedua (hGH-V) diekspresikan terutama di plasenta dan mengkodekan varian bentuk hGH yang hanya muncul dalam jumlah signifikan dalam peredaran selama kehamilan. 3 gen lainnya mengkode isoform human chorionic somatomamotropin.
Melepaskan
Baik sintesis maupun sekresi atau pelepasan hormon pertumbuhan diatur oleh faktor-faktor yang merangsang dan menghambat fungsi-fungsi ini.
Pengaruh yang merangsang
Pengaruh humoral utama yang merangsang sintesis dan sekresi somatotropin termasuk peptida GHRH (hormon pelepas hormon pertumbuhan) dan Ghrelin.
Hormon pelepas hormon pertumbuhan (GHRH) adalah peptida hipotalamus yang ada dalam dua varian masing-masing 40 dan 44 asam amino. Ini mengarah pada sel somatotropik ke sintesis cAMP dan aktivasi faktor transkripsi PIT1 khusus untuk hormon pertumbuhan.
Ghrelin adalah secretagogue hormon pertumbuhan endogen. Ini adalah peptida dari sekitar 28 asam amino yang disintesis di tingkat hipotalamus dan di perut. Ini bekerja secara sinergis dengan GHRH yang pelepasannya dipromosikan, pada saat yang sama menghambat somatostatin. Ia bekerja melalui reseptor yang mengaktifkan fosfolipase C.
Beberapa parameter metabolik seperti hipoglikemia, rendahnya kadar asam lemak bebas dalam darah dan konsentrasi tinggi asam amino merupakan rangsangan penting untuk sekresi hormon pertumbuhan.
Faktor stimulan lain yang diperhitungkan termasuk stres akut, ketegangan tubuh, nyeri, steroid seks (pubertas), dopamin , stimulasi reseptor 2, asetilkolin, galanin, serotonin, dan -endorfin.
Pengaruh penghambatan
Ini termasuk somatostatin atau hormon penghambat pelepasan hormon pertumbuhan (GHRIH) dan umpan balik negatif.
Somatostatin adalah peptida hipotalamus 14 asam amino yang menghambat sekresi, tetapi bukan sintesis, hormon pertumbuhan. Varian panjang, dari 28 asam amino, disintesis di saluran pencernaan. Kedua varian mengikat reseptor yang sama dan menghambat sintesis AMP siklik.
Mengenai umpan balik negatif, GH yang dilepaskan, melalui aksi autokrin, menghambat pelepasan berikutnya sendiri. IGF1 menghambat hormon pelepas hormon pertumbuhan di hipotalamus dan merangsang somatostatin, sementara itu menghambat sintesis GH di kelenjar pituitari.
Beberapa parameter metabolik seperti hiperglikemia, kadar asam lemak bebas plasma yang tinggi, dan kadar asam amino yang rendah merupakan penghambat sekresi somatotropin.
Inhibitor juga dingin, stres kronis, adipositas, progesteron, defisiensi hormon tiroid, defisit atau kelebihan kortisol, dan stimulasi reseptor 2 adrenergik.
Dosis
Penggunaan terapi hormon pertumbuhan biosintesis diindikasikan untuk pengobatan kondisi-kondisi di mana defisiensi sekresinya telah ditunjukkan, pada dwarfisme hipofisis dan pada anak-anak pendek karena sindrom Turner.
Pemberian dibuat dalam bentuk larutan injeksi yang direkonstruksi dari vial yang mengandung liofilisasi dengan 40 IU hormon biosintetik, dan ditambahkan 2 ml larutan natrium klorida 0,9% yang menyertainya.
Pada defisiensi hormon pertumbuhan pada anak-anak, dianjurkan antara 0,07 dan 0,1 IU/kg berat badan per hari. Pada sindrom Turner 0,14 IU / kg berat badan per hari. Untuk defisiensi hormon pertumbuhan pada orang dewasa: 0,018 hingga 0,036 IU/kg berat badan per hari.
edit efek
Pemberian terapi hormon pertumbuhan dapat disertai dengan beberapa efek samping yang merugikan seperti hipersensitivitas yang dimanifestasikan melalui urtikaria umum, hipoglikemia puasa, peradangan di tempat suntikan dan sakit kepala sementara.
Perkembangan hipertensi intrakranial jinak tertentu telah dijelaskan, lebih sering pada anak-anak dan lebih sedikit pada orang dewasa.
Mengenai metabolisme karbohidrat, perkembangan diabetes mellitus telah dilaporkan pada pasien yang menerima pengobatan hormon pertumbuhan.
Sehubungan dengan sistem muskuloskeletal ada bukti myositis inflamasi dengan mialgia dan kelemahan otot, yang tidak diproduksi oleh hormon, tetapi mungkin oleh metacresol yang digunakan sebagai pengawet dalam formula.
Ginekomastia, anemia, dan pankreatitis akut telah dilaporkan.
Referensi
- Ganong WF: Kelenjar Hipofisis, edisi ke-25. New York, Pendidikan McGraw-Hill, 2016.
- Guyton AC, Hall JE: Hormon Hipofisis dan Kontrolnya oleh Hipotalamus, dalam Buku Teks Fisiologi Medis , ed 13, AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
- Lang F, Verrey F: Hormone, dalam Physiologie des Menschen mit Patophysiologie , edisi ke-31, RF Schmidt dkk (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010
- Voigt K: Sistem Endokrin, dalam Physiologie, edisi ke-6; R Klinke dkk (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
- Widmaier EP, Raph H dan Strang KT: Sistem Endokrin. Hipotalamus dan Kelenjar Hipofisis, dalam Fisiologi Manusia Vander: Mekanisme Fungsi Tubuh, edisi ke-13; EP Windmaier dkk (eds). New York, McGraw-Hill, 2014.
