Hormona del crecimiento

Hormona del Crecimiento
Somatotropine.GIF
Hormona del crecimiento
Estructuras disponibles
PDB Buscar ortólogos: RCSB
Identificadores
Símbolo GH1 (HGNC: 4261)
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Locus Cr. 17 q22-q24
Ortólogos
Especies
Humano Ratón
Entrez
2688
UniProt
P01241 n/a
RefSeq
(ARNm)
NM_022562 n/a
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Hormona del crecimiento
Protein GH2 PDB 1a22.png
Estructura de la proteína GH2
Estructuras disponibles
PDB Buscar ortólogos: RCSB
Identificadores
Símbolo GH2 (HGNC: 4262)
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externos
Locus Cr. 17 q22-q24
Ortólogos
Especies
Humano Ratón
Entrez
2689
UniProt
P01242 n/a
RefSeq
(ARNm)
NM_002059 n/a
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La hormona del crecimiento (GH, del inglés: growth hormone), también llamada hormona somatotropina, es una hormona peptídica. La GH estimula el crecimiento, reproducción celular y la regeneración en humanos y otros animales. La hormona de crecimiento es un polipéptido de 191 aminoácidos de una sola cadena sintetizada, almacenada y secretada por las células somatótropas dentro de las alas laterales de la adenohipófisis. El término hormona somatotropina se refiere a la hormona del crecimiento 1 producida naturalmente por los animales, mientras que el término somatropina se refiere a la hormona del crecimiento producida por la tecnología ADN recombinante,[1] y en humanos es abreviada «HGH».

La hormona del crecimiento se usa como medicamento con receta para tratar los trastornos de crecimiento en los niños y en adultos para tratar la deficiencia de GH. En años recientes en los Estados Unidos, algunos doctores han empezado a prescribir hormona del crecimiento a pacientes de edad con deficiencia de GH (pero no en personas saludables) para incrementar la vitalidad. Es legal, pero su eficacia y seguridad para este uso no ha sido probada en ningún ensayo clínico. En este momento, la hGH todavía se considera una hormona muy compleja, y muchas de sus funciones aún se desconocen.[2]

La GH ha sido estudiada para criar el ganado de manera más eficiente en la agricultura industrial y se han hecho varios esfuerzos para obtener una aprobación gubernamental para usar la GH en la producción ganadera. Estos usos han sido controversiales. En los Estados Unidos, el único uso de GH aprobado por la FDA es el uso de la forma exclusiva de GH para las vacas llamada somatotropina bovina, para aumentar la producción lechera de las vacas lecheras. Ahora se les permite a los comerciantes etiquetar los envases de leche como leche producida con o sin somatotropina bovina.

Biología

Locus del gen

Los genes de la hormona del crecimiento, conocidos como hormona del crecimiento 1 (somatotropina) y hormona del crecimiento 2, están localizados en la región q22-24 del cromosoma 17[4] y están estrechamente relacionados con los genes somatomamotropina coriónica humana (también conocida como lactógeno placentario). La GH, somatomamotropina coriónica humana, y prolactina pertenecen a un grupo de hormonas homólogas con actividades lactogénicas y promotoras del crecimiento.

Estructura

El isoforma principal de la hormona del crecimiento es una proteína de 191 [aminoácido] con un peso molecular de 22.124 daltons. La estructura incluye cuatro hélices, necesarias para la interacción funcional con el receptor de GH. Parece que, en su estructura, la GH es evolutivamente homóloga a la prolactina y somatomamotropina coriónica. A pesar de las marcadas similitudes estructurales entre las hormonas del crecimiento de diferentes especies, solo la hormona del crecimiento humana y la de los primates tienen efectos significativos en humanos.

Existen varias isoformas moleculares de GH en la glándula pituitaria que son liberadas al torrente sanguíneo. En particular, una variante de aproximadamente 20 k Da originada por un splicing alternativo está presente en una proporción de 1:9 bastante constante,[7] Además, estas variantes circulan unidas parcialmente a una proteína ( proteína fijadora de la hormona del crecimiento, GHBP), que es la parte truncada del receptor de la hormona del crecimiento, y una subunidad ácido-lábil (ALS).

Regulación biológica

Los péptidos liberados por los núcleos neurosecretores del hipotálamo (hormona liberadora de la hormona del crecimiento/ somatocrinina y hormona inhibidora de la hormona del crecimiento/ somatostatina) en la sangre venosa del portal hipofisiario rodeando la pituitaria son los principales controladores de la secreción de GH por las somatotropas. Sin embargo, aún cuando el balance de estos péptidos estimulantes e inhibidores determinan la secreción de la GH, este equilibrio se ve afectado por muchos estimuladores fisiológicos (por ejemplo, ejercicio, nutrición, sueño) e inhibidores de la secreción de GH (por ejemplo, ácidos grasos libres)[8]
Los estimuladores de la secreción de hGH incluyen:

  • hormonas peptídicas
    • hormona liberadora de la hormona del crecimiento ( GHRH) a través de su unión con el receptor de hormona liberadora de hormona del crecimiento ( GHRHR)[9]
    • ghrelina a través de su unión con los receptores de secretagogos de hormona del crecimiento ( GHSR)[10]
  • hormonas sexuales[11]
  • clonidina y levodopa al estimular la liberación de GHRH[12]
  • hipoglucemia, arginina[12]
  • sueño de ondas lentas[14]
  • [ayuno][15]
  • [ejercicio] vigoroso[16]

Los inhibidores de la secreción de hGH incluyen:

Además del control por parte de los procesos endógenos y estimulantes, un número de compuestos extranjeros al cuerpo ( xenobióticos como medicamentos y disruptores endocrinos) son conocidos por influenciar la secreción y función de la GH.[19]

La HGH es sintetizada y secretada por la glándula adenohipófisis de manera pulsativa durante todo el día; con oleadas de secreción ocurriendo en intervalos de 3 a 5 horas.[24]

Una serie de factores son conocidos por afectar la secreción de HGH, tales como la edad, sexo, dieta, ejercicio, estrés, y otras hormonas.[25]

Función normal de la GH producida por el cuerpo

Rutas principales en la regulación endocrina del crecimiento.

Los efectos de la hormona del crecimiento pueden ser descritos de forma general como anabólicos. Como la mayoría de las otras hormonas proteicas, la GH actúa interactuando con un receptor específico en la superficie de las células.

El incremento de la altura durante la infancia es el efecto más conocido de la GH. La altura aparenta ser estimulada por al menos dos mecanismos:

  1. Ya que las hormonas polipéptidas no son soluble en la grasa, no pueden penetrar la sarcolema. Por ello la GH ejerce una parte de sus efectos al unirse con los receptores de las células objetivo, donde activa la vía MAPK/ERK.[26] A través de este mecanismo la GH estimula directamente la división y multiplicación de los condrocitos del cartílago.
  2. La GH también estimula la producción del factor de crecimiento insulínico tipo 1 (IGF-1, antiguamente conocido como somatomedina C) a través de la ruta de señalización JAK-STAT,[27] El hígado es el órgano objetivo principal de la GH para este proceso y es el sitio principal de la producción de IGF-1. El IGF-1 tiene efectos estimulantes del crecimiento en una amplia variedad de tejidos. El IGF-1 también es generada dentro del tejido objetivo, haciendo el IGF-1 lo que parece ser una hormona endocrina y autocrina/ paracrina. El IGF-1 también tiene efectos estimulantes en la actividad de los osteoblastos y condrocitos para promover el crecimiento óseo.

Además de aumentar la altura en niños y adolescentes, la hormona del crecimiento tiene muchos otros efectos en el cuerpo:

Problemas causados cuando el cuerpo produce demasiado GH

La enfermedad más común de exceso de GH se debe a un tumor en la pituitaria compuesta por células somatotrofas de la adenohipófisis. Estas adenomas somatotrofas son benignas y crecen lentamente, gradualmente produciendo más y más GH. Por años, el problema clínico principal es el exceso de GH. Eventualmente, el adenoma podría hacerse lo suficientemente grande para causar dolores de cabeza, perjudicar la visión por la presión sobre los nervios ópticos, o causar deficiencia de otras hormonas pituitarias.

El exceso prolongado de GH engruesa los huesos de la mandíbula, y los dedos de pies y manos. Resultando en una pesadez mandibular y un aumento en el tamaño de los dedos ( acromegalia). Problemas acompañantes pueden incluir sudoración, presión sobre nervios (por ejemplo, síndrome del túnel carpiano), debilidad muscular, exceso de globulina fijadora de hormonas sexuales (SHBG), resistencia a la insulina o incluso una extraña forma de diabetes mellitus tipo 2, y reducción de la función sexual.

Los tumores secretores de GH son típicamente reconocidos durante la quinta década de vida. Es extremadamente raro que tal tumor ocurra durante la infancia, pero, cuando lo hace, el exceso de GH puede causar un crecimiento excesivo, tradicionalmente referido como gigantismo pituitario.

La extirpación quirúrgica es usualmente el tratamiento para los tumores productores de GH. En algunas circunstancias, se podría emplear radiación enfocada o antagonistas de GH para reducir el tamaño del tumor o bloquear su función. También se podría usar otros medicamentos como el octreótido (agonista de somatostatina) y bromocriptina (agonista de dopamina) para bloquear la secreción de GH ya que tanto la somatostatina como la dopamina inhiben la liberación de GH de la adenohipófisis.

Problemas causados cuando el cuerpo produce poca GH

Los efectos de la deficiencia de la hormona del crecimiento (GHD) varían dependiendo en la edad en la que se producen. En niños, las manifestaciones principales de la deficiencia de GH son la falta de crecimiento y baja estatura, con causas comunes incluyendo condiciones genéticas y malformaciones congénitas. También puede causar demoras en la maduración sexual. En adultos, la deficiencia es rara,[29] con la causa más común siendo un adenoma pituitario, y otros incluyendo una continuación de un problema de la niñez, lesiones o traumas estructurales, y GHD idiopáticas muy raras.

Los adultos con GHD presentan problemas no específicos incluyendo obesidad troncal con una disminución relativa de masa muscular, y en muchas instancias, una disminución en la energía y calidad de vida.[29]

El diagnosis de la deficiencia de GH involucra un proceso de diagnóstico de múltiples pasos, usualmente culminando en pruebas de estimulación de GH para ver si la glándula pituitaria del paciente libera GH cuando esta es provocada por varios estímulos.

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