Функции гормона роста. Роль гормона роста в обмене белков и аминокислот
а) Физиологические функции гормона роста. Важнейшие гормоны аденогипофиза реализуют свое влияние путем стимуляции желез-мишеней, таких как щитовидная, кора надпочечников, семенники, молочные железы. Действие каждого из этих гормонов гипофиза тесно связано с функцией соответствующей железы-мишени, что обсуждается в следующих главах вместе с функцией соответствующей железы. Гормон роста в противоположность другим гормонам реализует свое действие, непосредственно влияя на все ткани организма.
б) Гормон роста обеспечивает рост многих тканей тела. Гормон роста, также называемый соматотропным гормоном, или соматотропином, представляет собой маленькую молекулу белка, включающую 191 аминокислотный остаток в единственной цепи, и имеет молекулярную массу 22005. Гормон обеспечивает рост практически всех тканей организма, способных расти. Он стимулирует как увеличение размеров клеток, так и количество митотических делений с последующей дифференцировкой соответствующих типов клеток, например в растущей кости или мышечной ткани.
На рисунке ниже показаны типичные диаграммы привесов двух растущих крыс из одного помета, одной из которых ежедневно вводили гормон роста, а другой — нет.
Сравнение массы тела крысы, которой ежедневно вводили гормон роста, с массой тела контрольной крысы (крысы из одного помета)
На диаграмме заметны более существенные привесы у крысы, получавшей гормон роста в первые дни жизни и даже после достижения ею взрослого состояния. На ранних этапах развития все органы исследованной крысы равномерно увеличивались в размерах, по достижении взрослого состояния кости прекратили рост в длину, но мягкие ткани продолжали расти. Это связано с закрытием зон роста трубчатых костей, делающим их рост в длину невозможным. Некоторые другие ткани, особенно мягкие, могут продолжать расти в течение всей жизни.
в) Гормон роста вызывает различные метаболические эффекты. Помимо главного эффекта (роста) соматотропный гормон вызывает и другие эффекты, в том числе:
(1) увеличение скорости синтеза белка в большинстве клеток организма;
(2) возрастание мобилизации жирных кислот из жировой ткани, увеличение количества свободных жирных кислот в крови и их использование для получения энергии;
(3) повсеместное снижение скорости утилизации глюкозы в организме, т.е. в итоге соматотропин увеличивает количество белков, способствует использованию запасов жира и сберегает углеводы.
г) Гормон роста обеспечивает поступление белка в ткани. Точный механизм, с помощью которого соматотропный гормон увеличивает поступление белка в тканях, не известен, но изучены проявления этого эффекта, ведущие к количественному возрастанию поступления белка в ткани.
1. Увеличение транспорта аминокислот через мембраны клеток. Гормон роста напрямую увеличивает поступление большинства аминокислот внутрь клеток, что обеспечивает увеличение синтеза белка. Регуляция транспорта аминокислот подобна влиянию инсулина в регуляции транспорта глюкозы через мембраны.
2. Усиление процессов трансляции, ведущее к ускорению синтеза белков на рибосомах. Даже если концентрация аминокислот в клетках не возрастает, гормон роста, тем не менее, ускоряет процессы трансляции на рибосомах, ведущие к количественному увеличению белка в цитоплазме клетки.
3. Стимуляция процессов транскрипции ДНК в ядре. Через 24-48 ч гормон роста стимулирует процессы транскрипции ДНК в ядре, что ведет к увеличению количества РНК, обеспечивая синтез большого количества белка и рост, если имеются запасы энергии, а также запас аминокислот и витаминов, необходимых для этого процесса. Возможно, это является наиболее важной функцией гормона роста.
4. Уменьшение распада белков и аминокислот. Существует эффект уменьшения распада белков в клетках. Объяснить этого явление можно тем, что гормон роста мобилизует большие количества свободных жирных кислот из жировой ткани, которые обеспечивают энергией клетки организма, выступая в качестве белок-сберегающего фактора.
Вывод. Гормон роста усиливает все механизмы захвата аминокислот и синтеза белка в клетке, в то же время уменьшая его распад.
