Глава 4. Биология гормона роста
ЧТО ТАКОЕ ГОРМОН?
Вы когда-нибудь задумывались над тем, каким образом 100 с лишним миллиардов клеток человеческого тела функционируют вместе как единый организм? Собрать воедино и координировать действия такой огромной армии не под силу ни одному из величайших генералов в истории. Однако тело в своих клетках выполняет миллионы операций в секунду. Оно делает это при помощи гормонов (от греческого слова hormone, означающего "приводить в движение"), крохотных торопливых химических гонцов, которые непрерывно перемещаются в потоке крови к различным клеткам тела. Достигая пунктов своего назначения, гормоны прикрепляются к поверхности целевых клеток, называемых рецепторами, и стимулируют какую-то конкретную деятельность. Гормоны вовлечены во все аспекты человеческой жизнедеятельности от сексуальной функции до воспроизводства, роста и развития, обмена веществ и душевного настроения. Широко известным примером гормона является инсулин, вырабатываемый эндокринными клетками поджелудочной железы, входящей в систему пищеварения. Другим примером является адреналин, который стимулирует opганизм в моменты стресса, чтобы тот мог справиться с воспринимаемой угрозой.
Гормоны производятся эндокринными железами. Основными эндокринными железами являются гипофиз, щитовидная железа, тимус, надпочечники, поджелудочная железа, яичники и яички. Расположенный точно посередине мозга гипофиз часто называют главной железой, поскольку он управляет высвобождением многих гормонов в организме. Будучи размером с фасолину, он делится на три доли. Доля, интересующая нас в данной книге, — передняя и она является источником гормона роста. Передняя доля гипофиза на самом деле выделяет десять гормонов, которые необходимы для регуляции роста, воспроизводства и обмена веществ.
ОСЬ ГИПОТАЛАМУС-ГИПОФИЗ
Сетью крошечных красных кровяных клеток, называемых капиллярами, гипофиз соединен с другой мозговой структурой, именуемой гипоталамусом. Это командный центр мозга. С функциональной точки зрения, гипофиз с его десятью гормонами напоминает «слепую» панель приборов, индифферентную к тому, что происходит во внешнем мире. В этом смысле он зависит от гипоталамуса, который общается с внешним миром посредством сигналов, посылаемых нервной системой. Имея размер четырех соединенных воедино фасолин, гипоталамус — на все руки мастер. Среди прочего, он контролирует стимуляцию мышечных волокон, управляет ростом тела посредством секреции гормона роста, функцией щитовидной железы, молочных желез, центром сна, эмоций, аппетита, производством тепла и терморегуляцией тела.
Ось гипоталамус-гипофиз регулирует активность гормона роста, половых желез, щитовидной железы и надпочечников, которые в свою очередь контролируют реакцию организма на стресс. Этот контроль можно проследить на следующей диаграмме.
Крупные эндокринные системы
Крупные эндокринные системы и их целевые ткани.
Сигналы, посылаемые нервной системой, проходят через ряд посредников к конечным целевым тканям. Кроме показанных систем гормоны вырабатываются еще зобной и шишковидной железами, а также группами клеток желудочно-кишечного тракта. ФСГ — сокращенное обозначение фолликулостимулирующего гормона, а ЛГ — лютеинизирующего гормона.
Гормональное регулирование — сложный процесс с обратной связью, в ходе которою образуется множество причинно-следственных связей. Общая схема такова. Гипоталамус секретирует релизинг-факторы, которые в свою очередь стимулируют выделение гормонов из щитовидной железы, надпочечников и гонад (яичек или яичников). Когда концентрация этих гормонов в крови повышается, гипоталамусу посылается сигнал остановить производство релизинг-гормонов, что вынуждает гипофиз уменьшить свою выработку гормонов. Уменьшение выделения гормонов из гипофиза приводит в свою очередь к замедлению производства гормонов щитовидной железой, надпочечниками и гонадами.
СЕКРЕЦИЯ ГОРМОНА РОСТА
В наибольшем количестве гипофиз вырабатывает гормон роста. Клетки гипофиза, называемые соматогропами, производят гормон роста, известный также как соматотропин (по-гречески "повернутый к телу") — соматотропами являются полные 50 процентов клеток гипофиза.
Исследователи давно заметили, что гормон роста достигает своего пика, когда тело человека проходит фазу стремительного роста в подростковом возрасте. Отсюда и название гормона. Секреция гормона роста происходит большей частью короткими всплесками, которые имеют место в первые часы самого глубокого сна. Так что старая присказка, что дети растут во сне, вполне обоснована.
ГОРМОН РОСТА И ИФР-1
Интересно, что гормон роста остается в крови всего несколько минут. Но этого времени ему вполне достаточно для внедрения в печень, где он преобразуется в факторы роста. Самым важным из них является инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1), известный также под названием соматомедин-С. Именно ИФР-1, а не сам гормон роста, уровень которого может широко варьироваться на протяжении суток, используется в качестве меры того, сколько гормона секретируется организмом. ИФР-1 непосредственно отвечает за большинство действий гормона, описанных в этой книге. Изучаемый ныне как отдельное лекарство, которое может использоваться во многих случаях, где показано применение гормона роста, ИФР-1 в будущем может даже стать альтернативным препаратом.
Центральная нервная система управляет гипоталамусом, который в свою очередь контролирует соматотроп гипофиза (клетхи, секретирующие гормон роста) посредством двух регуляционных систем — РГГР (релизинг-гормон гормона роста), который стимулирует производство ГР, и соматостатин, который блокирует ГР. Другие гормоны действуют в роли модуляторов. Надпочечники вырабатывают кортизол (стрессовый гормон), который ингибирует ГР, в то время как гонады (яичники и яички) вырабатывают половые стероиды, которые стимулируют ГР.
Диаграмма также показывает, как ГР воздействует на печень для производства ИФР-1, который, в свою очередь, стимулирует рост различных тканей, включая мышцы, кости, хрящи, почки и кожу. Наконец, ИФР-1, действуя через контрольный механизм негативной обратной связи, ингибирует дальнейшее производство ГР.
(Адаптировано из: Corpris, Е., Harman, M.S., and Biackman. M.R. Human growth hormone and human aging, Endocrine Reviews [февр. 1993 г.) 14:20–39.)
Выделение ГР регулируется двумя взаимосвязанными, как инь и ян, факторами. Один из них — релизинг-гормон гормона роста (РГГР), который стимулирует его производство, а второй — соматостатин, который, напротив, ингибирует его выделение. Есть и иные факторы, способствующие производству ГР (см. главу 17) и противодействующие ему. Например, физкультура, стресс, эмоциональное возбуждение и диета улучшают выделение ГР, в то время как ожирение и свободные жирные кислоты действуют как ингибиторы. Комплексный контроль над гормоном роста можно увидеть на иллюстрации.
ГОРМОН РОСТА И СТАРЕНИЕ
Производство гормона роста снижается с возрастом у животных всех видов, которые были проверены к настоящему времени. У людей количество гормона роста за период между 21 и 31 годами жизни падает примерно на 14 процентов, а к шестидесяти годам среднесуточная выработка гормона уменьшается наполовину. В абсолютных цифрах мы вырабатываем ежесуточно примерно 500 микрограммов гормона в 20-летнем возрасте, 200 мкг — в 40 лет и 25 мкг- в 80 лет.
Как упоминалось выше, самый простой способ измерить количество гормона роста в теле — это измерить уровень ИФР-1 в плазме крови. Величина ниже 350 ME — свидетельство дефицита гормона. В возрасте от 20 до 40 лет уровень ИФР менее 350 ME на литр крови имеют менее 5 процентов здоровых мужчин. Но после достижения 60-летнего возраста столь низкое количество гормона обнаруживается уже у 30 процентов внешне здоровых мужчин. А после 65 лет примерно половина населения испытывает полный или частичный дефицит гормона роста.
Спад уровня гормона роста напрямую связан с распуханием, морщинистостью, дряблостью- дряхлостью существ, которых мы рано или поздно начинаем видеть в зеркале. Те из нас, кто от природы имеет пониженное количество гормонов, стареют значительно быстрее и более видимым образом, нежели те, кто благодаря генам или активным занятиям спортом поддерживает более высокий уровень секреции более продолжительное время. Потеря гормона с возрастом напоминает ситуацию, наблюдаемую при менопаузе. И ей даже дали сходное название — соматопауза.
Ежесуточная секреция гормона роста человека
