वृद्धि हार्मोन (सोमाटोट्रोपिन): संरचना, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

सोमेटोट्रापिन (STH) या वृद्धि हार्मोन (संक्षिप्त में जीएच) एक अपेक्षाकृत छोटे प्रोटीन में उत्पादित है adenohypophysis के स्तर और विकास प्रक्रियाओं, जीव के अनुदैर्ध्य विकास और विभिन्न चयापचय की प्रक्रिया के नियंत्रण में शामिल।

यह एक गैर-ग्लैंडोट्रोपिक हार्मोन है। पिट्यूटरी के ग्लैंडोट्रोपिक हार्मोन शरीर के परिधि में अन्य अंतःस्रावी ग्रंथियों में उत्पादित अन्य हार्मोनों के संश्लेषण और रिलीज में संशोधन के माध्यम से अपने प्रभाव डालते हैं।

पिट्यूटरी ग्रंथि में हार्मोन संशोधन (स्रोत: Dubaele / सार्वजनिक डोमेन, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

ग्लैंडोट्रोपिक हार्मोन हैं, उदाहरण के लिए, एड्रेनोकोर्टिकोट्रोपिन (एसीटीएच), गोनैडोट्रोपिन (एफएसएच और एलएच) और थायरॉयड उत्तेजक हार्मोन (टीएसएच)।

गैर-ग्लैंडोट्रोपिक हार्मोन, उनके हिस्से के लिए, और जिसमें प्रोलैक्टिन और विकास हार्मोन शामिल हैं, किसी भी अन्य अंतःस्रावी ग्रंथि की सहायता के बिना कार्य करते हैं, क्योंकि वे अपने कार्यों को सीधे लक्ष्य कोशिकाओं पर डालते हैं, जिनकी गतिविधियों को वे विनियमित करते हैं।

संरचना

ग्रोथ हार्मोन एक अपेक्षाकृत छोटा प्रोटीन है जो कई आइसोफोर्मों में होता है। प्रमुख आइसोफॉर्म लगभग 191 एमिनो एसिड से बना होता है, जिसमें 22 kDa का आणविक भार होता है, और यह 28 kDa के एक लंबे अग्रदूत पेप्टाइड (प्री-जीएच) से प्राप्त होता है, जो कि स्रावित होता है, लेकिन शारीरिक कार्यों की कमी होती है।

इसकी संरचना में, सोमाटोट्रोपिन प्रोलैक्टिन और कोरियोनिक सोमाटोमोट्रोपिन (सीएस) के लिए विकासवादी रूप से प्रकट होता है, जो बाद में नाल में उत्पादित होता है। ऐसी समानता है कि तीनों को एक हार्मोनल परिवार बनाने के लिए माना जाता है।

विकास हार्मोन की अनुमानित संरचना (स्रोत: Роман Беккер, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

सोमाटोट्रोपिन की माध्यमिक संरचना दो डाइसल्फ़ाइड पुलों के साथ 4 स्थिर अल्फा हेलीकॉप्टर दिखाती है, जिसका कॉन्फ़िगरेशन रिसेप्टर के साथ हार्मोन की बातचीत के लिए आवश्यक है।

संरचना के संबंध में एक तथ्य, और प्रकाश डाला जाने के योग्य, इस तथ्य से दर्शाया गया है कि इस तथ्य के बावजूद कि विभिन्न प्रजातियों के विकास हार्मोन में मानव के साथ उल्लेखनीय समानताएं हैं, केवल बाद वाले और प्राइमेट्स के, बाहरी प्रभाव। मनुष्यों में महत्वपूर्ण है।

विशेषताएं

सोमाटोट्रोपिन के कार्यों को आमतौर पर जीव के विकास और विकास से जुड़े लोगों के रूप में वर्णित किया जाता है। इसके अलावा चयापचय से जुड़े लोग, जिनमें हार्मोन द्वारा प्रचारित लिपिड और ग्लूकोज चयापचय में परिवर्तन शामिल हैं।

विकास कार्यों को, हालांकि, चयापचय भी माना जा सकता है, क्योंकि वे प्रोटीन संश्लेषण से जुड़े उपचय कार्यों को शामिल करते हैं, जो चयापचय के साथ सीधे संबंध के बिना कुछ अन्य कार्यों को बाहर नहीं करता है, जैसे सेल प्रसार।

सोमाटोट्रोपिन द्वारा प्रदर्शित कुछ कार्यों या कार्यों को इस हार्मोन द्वारा सीधे उसके सफेद ऊतकों पर लगाया जाता है, लेकिन उनमें से कई को कुछ अन्य पदार्थों द्वारा किया जाता है जिनके संश्लेषण और रिलीज को वृद्धि हार्मोन द्वारा उत्तेजित किया जाता है।

IGF संश्लेषण

सोमाटोट्रोपिन की कार्रवाई की पहली पंक्ति ठीक इन पदार्थों के संश्लेषण है जिन्हें इंसुलिन-जैसे विकास कारकों (IGF) के रूप में जाना जाता है, जिनमें से 1 और 2 प्रकार की पहचान की गई है। उन्हें IGF1 (सबसे महत्वपूर्ण) के रूप में नामित किया गया है।) और IGF2, अंग्रेजी में उनके संक्षिप्त रूप के अनुसार।

इन कारकों को शुरू में जाना जाता था, और अभी भी नामित किया जा रहा है, सोमाटोट्रोपिन या सोमाटोमेडिंस सी (IGF1) और A (IGF2) की गतिविधि के मध्यस्थ या गैर-दमनकारी इंसुलिन जैसी गतिविधि (NSILA) के रूप में। वे कई प्रकार के सेल द्वारा संश्लेषित होते हैं, लेकिन मुख्य रूप से यकृत में उत्पन्न होते हैं।

एसटीएच और आईजीएफ 1 की क्रियाएं बहुत विविध हैं। इनमें से प्रत्येक द्वारा स्वतंत्र रूप से, कभी-कभी संयोजन और सहक्रियात्मक रूप से, और कभी-कभी वे विरोधी रूप से कार्य करते हैं।

ग्रोथ इंडक्शन

यह सोमाटोट्रोपिन द्वारा प्रवर्तित सबसे महत्वपूर्ण क्रियाओं में से एक है, लेकिन IGF1 के साथ मिलकर किया जाता है। यद्यपि दोनों शरीर के ऊतकों के विकास को प्रेरित करते हैं, उनका सबसे प्रमुख प्रभाव कंकाल वृद्धि पर है।

यह अंतिम परिणाम हार्मोन और IGF1 द्वारा प्रेरित विभिन्न प्रभावों द्वारा निर्मित होता है। वे चोंड्रोसाइटिक और ओस्टोजेनिक कोशिकाओं द्वारा बढ़ी हुई प्रोटीन जमाव, इन कोशिकाओं के प्रजनन की उच्च दर, और चोंड्रोसाइट्स को ओस्टोजेनिक कोशिकाओं में परिवर्तित करना शामिल हैं; जो सभी नई हड्डी के जमा की ओर जाता है।

जीव के विकास और विकास के दौरान, और बोनी एपिफेसिस के बंद होने से पहले, नए उपास्थि को एपिफेसेस में जमा किया जाता है, इसके बाद नई हड्डी में इसका रूपांतरण होता है, जिसके साथ डायफिस लंबा हो जाता है और एपिफेसिस अलग हो जाता है।

एपिफेसील उपास्थि की प्रगतिशील खपत इसे कम कर देती है और हड्डी बढ़ती नहीं रह सकती है। देर से किशोरावस्था में, डायफिसिस और एपिफ़िसिस प्रत्येक छोर पर फ्यूज हो जाता है, और लंबी हड्डियों की लंबाई में वृद्धि धीमी हो जाती है और अंत में रुक जाती है।

एक दूसरा तंत्र हड्डियों की बढ़ी हुई मोटाई की व्याख्या कर सकता है। पेरीओस्टियल ओस्टियोब्लास्ट पुरानी एक पर नई हड्डी जमा करते हैं, और ऑस्टियोक्लास्ट पुरानी हड्डी को खत्म करते हैं। यदि निक्षेपण दर हटाने की दर से अधिक है, तो मोटाई बढ़ जाती है।

जैसा कि वृद्धि हार्मोन ओस्टियोब्लास्ट पर एक तीव्र उत्तेजना पैदा करता है, इसके प्रभाव के तहत हड्डियों की मोटाई में वृद्धि जारी रह सकती है, हालांकि एपिफेसिस के बंद होने के कारण उनकी लंबाई अब नहीं बदलती है।

ऊतकों में प्रोटीन जमाव में वृद्धि

इस प्रभाव को विभिन्न तंत्रों के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है: सेल झिल्ली के पार अमीनो एसिड परिवहन में वृद्धि, राइबोसोम स्तर पर आरएनए अनुवाद में वृद्धि, नाभिक में डीएनए से आरएनए तक प्रतिलेखन में वृद्धि, और कम प्रोटीन और अमीनो एसिड अपचय।

अन्य चयापचय क्रियाएं

फैटी टिशू में, ग्रोथ हार्मोन लिपोलिसिस और रक्त में फैटी एसिड की रिहाई को बढ़ावा देता है, जिससे शरीर के तरल पदार्थों में इसकी एकाग्रता बढ़ जाती है। इसी समय, यह फैटी एसिड को एसिटाइल कोएंजाइम ए में परिवर्तित करने और सभी ऊतकों में ऊर्जा स्रोत के रूप में उनके उपयोग का पक्षधर है।

वसा के उपयोग की उत्तेजना, इसके उपचय प्रभाव के कारण प्रोटीन के संचय के साथ, दुबला ऊतक में वृद्धि होती है।

वसा के जमाव में वृद्धि इतनी अधिक हो सकती है कि यकृत बड़ी मात्रा में एसीटोसैसिटिक एसिड का उत्पादन करता है जिससे कीटोसिस होता है और एक वसायुक्त यकृत विकसित हो सकता है।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय के संबंध में, सोमाटोट्रोपिन के प्रभाव में वसा और कंकाल की मांसपेशियों के ऊतकों में ग्लूकोज की कमी शामिल है, यकृत के ग्लूकोज उत्पादन में वृद्धि हुई है, और इंसुलिन स्राव में वृद्धि हुई है।

इन सभी प्रभावों को डायबेटोजेनिक कहा जाता है, और उच्च वृद्धि हार्मोन स्राव चयापचय संबंधी गड़बड़ी को पुन: उत्पन्न कर सकता है जो गैर-इंसुलिन-निर्भर प्रकार II मधुमेह के साथ होता है।

अन्य कार्य

जीएच और आईजीएफ 1 के एनाबॉलिक और माइटोजेनिक क्रियाएं हृदय, यकृत, प्लीहा, थायरॉयड, थाइमस और जीभ के विकास और कार्य में भी प्रकट होती हैं। हार्मोन त्वचा को मोटा करने, पसीने की ग्रंथि उत्तेजना और बालों के विकास में योगदान कर सकता है।

गुर्दे में, यह ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर और कैल्सीट्रियोल के संश्लेषण को बढ़ाता है, जो न केवल वृद्धि का पक्ष लेता है, बल्कि हड्डी खनिज भी है। यह भी एरिथ्रोपोएसिस और फाइब्रिनोजेन संश्लेषण और टी लिम्फोसाइटों और मैक्रोफेज की उत्तेजना से प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है।

सोमाटोट्रोपिन के लिए रिसेप्टर्स

सोमाटोट्रोपिन की क्रियाएं, जिसमें इंसुलिन जैसे विकास कारकों के संश्लेषण को बढ़ावा देना शामिल है, को लक्ष्य सेल झिल्ली पर व्यक्त विशिष्ट रिसेप्टर्स के लिए इसके बंधन के माध्यम से मध्यस्थता की जाती है।

इन रिसेप्टर्स के दो रूप हैं, जिनमें से दूसरा पहले का छोटा (छोटा) प्रकार है; एक छोटा रूप जो लंबे रिसेप्टर के कार्य को बाधित करता है, और अगर यह अतिरंजित हो जाता है, तो यह हार्मोन के लिए ऊतक असंवेदनशीलता का उत्पादन करेगा।

लंबे रिसेप्टर 638 एमिनो एसिड से बने होते हैं और इसमें 250 का एक एक्स्ट्रासेल्यूलर डोमेन होता है, लगभग 38 का ट्रांसमेम्ब्रेनर अल्फा हेलिक्स और 350 एमिनो एसिड का एक इंट्रासेल्युलर डोमेन होता है। प्रत्येक सोमाटोट्रोपिन अणु दो रिसेप्टर अणुओं के लिए बाध्यकारी होता है और जिसे रिसेप्टर डिमराइजेशन कहा जाता है।

यह डिमराइजेशन प्रत्येक रिसेप्टर मोनोमर के इंट्रासेल्युलर छोरों पर स्थित JAK2 प्रोटीन किनेसिस को सक्रिय करता है, और ये सक्रिय किनासेस अन्य सबस्ट्रेट्स जैसे STAT5 और सोमाटोट्रोपिन रिसेप्टर को स्वयं फॉस्फोराइलेट करता है।

फॉस्फोराइलेटेड STAT5 अणु भी मंदीकरण से गुजरते हैं जो उन्हें जीन अभिव्यक्ति और प्रोटीन संश्लेषण के बहुत सटीक नियामक बनाता है।

उत्पादन

सोमाटोट्रोपिन को एडेनोहाइपोफिसिस के सोमाटोट्रोपिक कोशिकाओं के स्तर पर संश्लेषित किया जाता है। ये कोशिकाएं अम्लीय पदार्थों से घनीभूत होती हैं, यही कारण है कि उन्हें एसिडोफिलिक भी कहा जाता है। कुल मिलाकर वे ग्रंथि में सबसे प्रचुर सेल समूह हैं क्योंकि वे 5 विभिन्न प्रकारों के कुल का 50% प्रतिनिधित्व करते हैं।

मानव गुणसूत्र 17 के लंबे हाथ पर 5 जीन का एक आनुवंशिक परिसर है जो विकास हार्मोन और मानव कोरियोनिक सोमाटोमोट्रोपिन (एचसीएस) के विभिन्न आइसोफोर्मों के लिए कोड है।

उनमें से एक hGH-N या सामान्य है, जो मानव विकास हार्मोन के सबसे प्रचुर रूप को एन्कोड करता है, जो कि 22 kDa है जिसका उल्लेख किया गया है और कुल परिसंचारी विकास हार्मोन का 75% प्रतिनिधित्व करता है।

इसका संदेशवाहक आरएनए हार्मोन के एक छोटे रूप, 20 केडीए का उत्पादन करने के लिए "स्पिलिंग" से गुजरता है, जिसमें अमीनो एसिड के अवशेषों की कमी 32-46 होती है और 10% होती है।

एक दूसरा जीन (hGH-V) मुख्य रूप से प्लेसेंटा में व्यक्त किया जाता है और hGH के एक भिन्न रूप को एन्कोड करता है, जिसमें गर्भावस्था के दौरान केवल महत्वपूर्ण मात्रा परिसंचरण में दिखाई देती है। अन्य 3 जीन मानव कोरियोनिक सोमाटोमोट्रोपिन के आइसोफोर्म्स को एनकोड करते हैं।

रिहाई

संश्लेषण और विकास हार्मोन के स्राव या रिलीज दोनों को इन कार्यों के कारकों को उत्तेजित और बाधित करके नियंत्रित किया जाता है।

उत्तेजक प्रभाव

सोमाटोट्रोपिन के संश्लेषण और स्राव को प्रोत्साहित करने वाले मुख्य हास्य प्रभावों में पेप्टाइड्स जीएचआरएच (वृद्धि हार्मोन रिलीजिंग हार्मोन) और घ्रेलिन शामिल हैं।

ग्रोथ हॉर्मोन रिलीज़ करने वाला हॉर्मोन (GHRH) एक हाइपोथैलेमिक पेप्टाइड है जो क्रमशः 40 और 44 अमीनो एसिड के दो वेरिएंट में मौजूद है। यह सोमपोट्रॉफिक कोशिकाओं में सीएमपी के संश्लेषण और विकास हार्मोन के लिए विशिष्ट प्रतिलेखन कारक पीआईटी 1 की सक्रियता की ओर जाता है।

घ्रेलिन एक अंतर्जात वृद्धि हार्मोन स्रावी है। यह हाइपोथैलेमस के स्तर पर और पेट में संश्लेषित लगभग 28 अमीनो एसिड का पेप्टाइड है। यह जीएचआरएच के साथ सहक्रियाशील रूप से कार्य करता है जिसकी रिहाई को बढ़ावा देता है, उसी समय यह सोमैटोस्टैटिन को रोकता है। यह रिसेप्टर्स के माध्यम से काम करता है जो फॉस्फोलिपेज़ सी को सक्रिय करता है।

कुछ चयापचय मापदंडों जैसे कि हाइपोग्लाइसीमिया, रक्त में मुक्त फैटी एसिड का निम्न स्तर और अमीनो एसिड की उच्च सांद्रता वृद्धि हार्मोन के स्राव के लिए महत्वपूर्ण उत्तेजनाएं हैं।

अन्य उत्तेजक कारक जो गिनती करते हैं उनमें तीव्र तनाव, शरीर में तनाव, दर्द, सेक्स स्टेरॉयड (यौवन), डोपामाइन, α2 रिसेप्टर उत्तेजना, एसिटाइलकोलाइन, गैलनिन, सेरोटोनिन और end-एंडोर्फिन शामिल हैं।

निरोधात्मक प्रभाव

इनमें सोमाटोस्टेटिन या ग्रोथ हार्मोन रिलीज़ इनहिबिटर हार्मोन (GHRIH) और नकारात्मक प्रतिक्रिया शामिल हैं।

सोमाटोस्टैटिन एक 14 एमिनो एसिड हाइपोथैलेमिक पेप्टाइड है जो स्राव को रोकता है, लेकिन विकास हार्मोन के संश्लेषण को नहीं। 28 अमीनो एसिड का एक लंबा संस्करण, जठरांत्र संबंधी मार्ग में संश्लेषित किया जाता है। दोनों वेरिएंट एक ही रिसेप्टर से बंधते हैं और चक्रीय एएमपी संश्लेषण को रोकते हैं।

नकारात्मक प्रतिक्रिया के बारे में, जारी की गई GH, ऑटोक्राइन कार्रवाई के माध्यम से, अपने स्वयं के बाद के रिलीज को रोकती है। IGF1 हाइपोथैलेमस में वृद्धि हार्मोन-रिलीजिंग हार्मोन को रोकता है और सोमाटोस्टेटिन को उत्तेजित करता है, जबकि यह पिट्यूटरी में जीएच संश्लेषण को रोकता है।

कुछ चयापचय मापदंडों जैसे कि हाइपरग्लाइसेमिया, उच्च फैटी एसिड मुक्त फैटी एसिड और कम स्तर के एमिनो एसिड सोमाटोट्रोपिन स्राव के अवरोधक हैं।

अवरोधक भी ठंडा, जीर्ण तनाव, वसा, प्रोजेस्टेरोन, थायराइड हार्मोन की कमी, कोर्टिसोल की कमी या अधिकता और β2 एड्रीनर्जिक रिसेप्टर उत्तेजना हैं।

खुराक

जैवसंश्लेषण वृद्धि हार्मोन के चिकित्सीय उपयोग को उन स्थितियों के उपचार के लिए संकेत दिया जाता है जिनमें इसके स्राव में कमी पिट्यूटरी बौनापन में और टर्नर सिंड्रोम के कारण छोटे बच्चों में दिखाई देती है।

प्रशासन एक इंजेक्शन योग्य समाधान के रूप में किया जाता है, जो बायोसिंथेटिक हार्मोन के 40 IU के साथ लियोफिलिसैट युक्त शीशी से पुनर्निर्माण किया जाता है, और जिसमें 0.9 मिलीलीटर सोडियम क्लोराइड समाधान के साथ 2 मिलीलीटर जोड़ा जाता है।

बच्चों में वृद्धि हार्मोन की कमी में, प्रति दिन 0.07 से 0.1 IU / किलोग्राम शरीर के वजन की सिफारिश की जाती है। टर्नर सिंड्रोम में प्रति दिन शरीर के वजन का 0.14 IU / kg होता है। वयस्कों में वृद्धि हार्मोन की कमी के लिए: 0.018 से 0.036 IU / किलोग्राम प्रति दिन शरीर के वजन।

प्रभाव संपादित करें

विकास हार्मोन का चिकित्सीय प्रशासन कुछ प्रतिकूल दुष्प्रभावों के साथ हो सकता है जैसे कि सामान्यीकृत पित्ती के माध्यम से अति अतिसंवेदनशीलता, उपवास हाइपोग्लाइसीमिया, इंजेक्शन स्थल पर सूजन, और अस्थायी सिरदर्द।

एक निश्चित सौम्य इंट्राक्रैनील उच्च रक्तचाप के विकास का वर्णन किया गया है, बच्चों में अधिक बार और वयस्कों में कम।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय के संबंध में, वृद्धि हार्मोन उपचार प्राप्त करने वाले रोगियों में मधुमेह मेलेटस का विकास बताया गया है।

मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली के संबंध में हार्मोन द्वारा उत्पन्न मायगिया और मांसपेशियों की कमजोरी के साथ भड़काऊ मायोसिटिस का सबूत है, लेकिन शायद मेटाकार्सॉल द्वारा सूत्र में संरक्षक के रूप में उपयोग किया जाता है।

Gynecomastia, रक्ताल्पता और तीव्र अग्नाशयशोथ की सूचना मिली है।

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