Молекулярная гетерогенность соматотропного гормона

Соматотропный гормон обладает двумя уникальными особенностями: волнообразным характером секреции и значительной молекулярной гетерогенностью. При экспрессии гена GH-N образуется основной представитель семейства СТГ — изоформа гормона с молекулярной массой 22 к Да. Этот белок представляет собой одну полипептидпую цепь из 191 аминокислотного остатка, имеющую два внутренних дисульфидных мостика (мономерный СТГ с мол. массой 22 к Да составляет около 21 % всего гормона, циркулирующего в кровеносной системе). Следующей по представленности формой является молекула с массой 20 кДа (мономерный СТГ с мол. массой 20 к Да составляет около 6 % гормона, циркулирующего в кровеносной системе) — продукт трансляции мРНК, которая образуется в результате альтернативного синтеза, приводящего к утрате участка с аминокислотами 32 — 46. СТГ человека может также подвергаться посттрансляционным модификациям и протеолитическому расщеплению в местах своего воздействия, что приводит к формированию дополнительных вариантов, агрегатов (димеров, тримеров, и пентамеров), а также фрагментов гормона, часто обнаруживаемых в крови. Существование высокоаффинного и низкоаффинного СТГ-связывающих белков (GHBP), которые образуются путем секреции гипофизом и при протеолитическом расщеплении рецептора гормона роста, еще более усложняет состав и пространственное распределение разнообразных форм и комплексов гормона роста. Такая молекулярная гетерогенность может иметь определенное физиологическое значение, поскольку было показано, что различные формы гормона могут обладать различной биологической активностью (т. е. оказывать различное по величине воздействие в биологических тестах), а также различной иммунореактивностыо. Содержимое клеток гипофиза, формирующих полосу I и II при центрифугировании в градиенте плотности, может оказывать влияние па количественное соотношение различных изоформ СТГ н крови и в результате может помочь разобраться в разнообразии физиологических реакций, имеющих отношение к СТГ, которые не может объяснить одна только изоформа гормона с молекулярной массой 22 кДа (Hymer et al., 2001).

Секреция соматотропного гормона

Секреция СТГ подвержена влиянию ряда факторов, к которым относятся возраст, пол, характер питания, стресс, уровень других гормонов (таких, как половые стероиды, гормоны щитовидной железы и ИФР-1), наличие жировой клетчатки, уровень физической подготовленности и двигательной активности.

Все эти показатели могут влиять на содержание СТГ в крови. Со времени первых исследований Хантера (Hunter et al., 1965) установлено, что двигательная активность является естественным стимулятором секреции СТГ. В свою очередь СТГ имеет непосредственное отношение к стимуляции анаболических процессов в мышечной и соединительной тканях, в частности он усиливает на клеточном уровне потребление аминокислот и синтез белка в скелетных мышцах, результатом чего является гипертрофия мышечных волокон обоих типов (Noal et al., 1957; Ullman, Oldfors, 1989; Crist etal., 1991). СТГ также способен стимулировать рост хрящей и образование костной ткани, что проявляется в увеличении минеральной плотности костной ткани и в виде других признаков (Isaksson et al., 1990; van der Veen, Netelenbos, 1990; Parfitt, 1991; Bikle et al., 1995; Orwoll, Klein, 1995). Несмотря на экспериментальные данные, демонстрирующие существование обширного семейства СТГ, была выдвинута классическая догма, утверждающая, что большая часть анаболических эффектов СТГ опосредована через секрецию ИФР-1 клетками печени и других тканей (Florini et al., 1996). Это предположение, несомненно, могло бы быть достоверным в случае, если бы СТГ был представлен одной изоформой с мол. массой 22 кДа, однако факт существования суперсемейства полипептидов СТГ и связывающих белков требует ее внимательного пересмотра. Как бы там ни было, индуцированная физической нагрузкой секреция СТГ хотя бы отчасти ответственна (прямо или опосредованно) за анаболический эффект занятий физическими упражнениями. Более того, существуют полученные на крысах экспериментальные данные, которые показывают стимуляцию соматотропным гормоном аутокринной и паракринной продукции ИФР-1 скелетными мышцами, хрящевой и костной тканью (Turner et al., 1988; Isaaksson et al., 1990; Bikle et al., 1995). И наконец, СТГ может прямо или опосредованно взаимодействовать с андрогенами (Jorgensen et al., 19%), эстрогенами (Holmes, Shalet, 1996) и тиреоидными гормонами (Weiss, Refetoff, 1996) в отношении секреции и воздействия на ткани-мишени.