Lebenszyklus, Prozesse & Eigenschaften

Wachstumshormon | Definition, Funktion, Mangel & Überschuss

Wachstumshormon (GH) , auch Somatotropin oder menschliches Wachstumshormon genannt , Peptidhormon , das vom Vorderlappen der Hypophyse ausgeschüttet wird . Es stimuliert das Wachstum im Wesentlichen aller Gewebe des Körpers, einschließlich des Knochens . GH wird von Hypophysenvorderzellen synthetisiert und sekretiertSomatotrophe, die täglich zwischen einem und zwei Milligramm des Hormons freisetzen. GH ist wichtig für ein normales körperliches Wachstum bei Kindern. Seine Werte steigen während der Kindheit progressiv an und erreichen während des Wachstumsschubs, der in der Pubertät auftritt, seinen Höhepunkt .

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In biochemischer Hinsicht stimuliert GH die Proteinsynthese und erhöht den Fettabbau , um die für das Gewebewachstum erforderliche Energie bereitzustellen. Es wirkt auch der Wirkung von Insulin entgegen . GH kann direkt auf Gewebe wirken, aber ein Großteil seiner Wirkung wird durch die Stimulation der Leber und anderer Gewebe vermittelt, um hauptsächlich insulinähnliche Wachstumsfaktoren zu produzieren und freizusetzenInsulin-ähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1; früher Somatomedin genannt). Der Begriff Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor leitet sich von der Fähigkeit hoher Konzentrationen dieser Faktoren ab, die Wirkung von Insulin nachzuahmen, obwohl ihre Hauptwirkung darin besteht, das Wachstum zu stimulieren. Die IGF-1-Serumkonzentrationen steigen bei Kindern mit zunehmendem Alter progressiv an, wobei sich der Anstieg zum Zeitpunkt des pubertären Wachstumsschubs beschleunigt. Nach der Pubertät nehmen die Konzentrationen von IGF-1 ebenso wie die GH-Konzentrationen mit dem Alter allmählich ab.

Die GH-Sekretion wird durch das Wachstumshormon freisetzende Hormon (GHRH) stimuliert und durch Somatostatin gehemmt . Darüber hinaus ist die GH-Sekretion pulsierend, wobei nach dem Einsetzen des Tiefschlafes Sekretionsschübe auftreten, die zum Zeitpunkt der Pubertät besonders ausgeprägt sind. Bei normalen Probanden steigt die GH-Sekretion als Reaktion auf eine verringerte Nahrungsaufnahme und auf physiologische Belastungen an und nimmt als Reaktion auf die Nahrungsaufnahme ab. Einige Personen sind jedoch von Anomalien der GH-Sekretion betroffen, die entweder einen Mangel oder eine Überfülle des Hormons beinhalten.

Wachstumshormonmangel

GH-Mangel ist eine der vielen Ursachen für Kleinwuchs und Zwergwuchs . Es resultiert hauptsächlich aus einer Schädigung des Hypothalamus oder der Hypophyse während der fetalen Entwicklung (angeborener GH-Mangel) oder nach der Geburt (erworbener GH-Mangel). Ein GH-Mangel kann auch durch Mutationen in Genen verursacht werden , die die Synthese und Sekretion regulieren. Betroffene Gene sind PIT-1 (Hypophysen-spezifischer Transkriptionsfaktor-1) und POUF-1 (Prophet von PIT-1)). Mutationen in diesen Genen können auch zu einer verminderten Synthese und Sekretion anderer Hypophysenhormone führen. In einigen Fällen ist ein GH-Mangel das Ergebnis eines GHRH-Mangels. In diesem Fall kann die GH-Sekretion durch Infusion von GHRH stimuliert werden. In anderen Fällen sind die Somatotrophen selbst nicht in der Lage, GH zu produzieren, oder das Hormon selbst ist strukturell abnormal und weist eine geringe wachstumsfördernde Aktivität auf. Darüber hinaus treten bei Kindern, bei denen psychosozialer Zwergwuchs diagnostiziert wurde, häufig Kleinwuchs und GH-Mangel auf, was auf eine schwere emotionale Deprivation zurückzuführen ist. Wenn Kinder mit dieser Störung aus der stressigen, nicht pflegenden Umgebung entfernt werden, normalisieren sich ihre endokrine Funktion und ihre Wachstumsrate.

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Kinder mit isoliertem GH-Mangel sind bei der Geburt normal groß, aber eine Wachstumsverzögerung zeigt sich in den ersten zwei Lebensjahren. Röntgenaufnahmen ( Röntgenfilme ) der Epiphysen (der wachsenden Enden) von Knochen zeigen eine Wachstumsverzögerung in Bezug auf das chronologische Alter des Patienten. Obwohl sich die Pubertät häufig verzögert, ist bei betroffenen Frauen die Fruchtbarkeit und Entbindung normaler Kinder möglich.

GH-Mangel wird am häufigsten mit GH-Injektionen behandelt. Jahrzehntelang war die Verfügbarkeit des Hormons jedoch begrenzt, da es ausschließlich aus menschlichen Leichenhypophysen gewonnen wurde. Im Jahr 1985 wurde die Verwendung von natürlichem GH in den USA und mehreren anderen Ländern eingestellt, da das Hormon möglicherweise mit einem als Prion bekannten Krankheitserreger kontaminiert war, der eine tödliche Erkrankung namens verursachtCreutzfeldt-Jakob-Krankheit . Im selben Jahr konnten Wissenschaftler mithilfe der rekombinanten DNA-Technologie eine biosynthetische menschliche Form herstellen, die sie nanntensomatrem, wodurch eine praktisch unbegrenzte Versorgung mit dieser einst kostbaren Substanz sichergestellt wird.

Kinder mit GH-Mangel sprechen gut auf Injektionen von rekombinantem GH an und erreichen häufig eine nahezu normale Körpergröße. Einige Kinder, vor allem solche mit der erblichen Unfähigkeit, GH zu synthetisieren, entwickeln jedoch Antikörper als Reaktion auf Injektionen des Hormons. Kinder mit Kleinwuchs, die nicht mit einem GH-Mangel assoziiert sind, können auch als Reaktion auf Hormonspritzen wachsen, obwohl häufig große Dosen erforderlich sind.

Eine seltene Form von Kleinwuchs wird durch eine angeborene Unempfindlichkeit gegenüber der Wirkung von GH verursacht. Diese Störung ist bekannt alsLaron dwarfism and is characterized by abnormal GH receptors, resulting in decreased GH-stimulated production of IGF-1 and poor growth. Serum GH concentrations are high because of the absence of the inhibitory action of IGF-1 on GH secretion. Dwarfism may also be caused by insensitivity of bone tissue and other tissues to IGF-1, resulting from decreased function of IGF-1 receptors.

GH deficiency often persists into adulthood, although some people affected in childhood have normal GH secretion in adulthood. GH deficiency in adults is associated with fatigue, decreased energy, depressed mood, decreased muscle strength, decreased muscle mass, thin and dry skin, increased adipose tissue, and decreased bone density. Treatment with GH reverses some of these abnormalities but can cause fluid retention, diabetes mellitus, and high blood pressure (hypertension).

Growth hormone excess

Excess GH production is most often caused by a benign tumour (adenoma) of the somatotroph cells of the pituitary gland. In some cases, a tumour of the lung or of the pancreatic islets of Langerhans produces GHRH, which stimulates the somatotrophs to produce large amounts of GH. In rare cases, ectopic production of GH (production by tumour cells in tissues that do not ordinarily synthesize GH) causes an excess of the hormone. Somatotroph tumours in children are very rare and cause excessive growth that may lead to extreme height (gigantism) and features of acromegaly.

Acromegaly refers to the enlargement of the distal (acral) parts of the body, including the hands, feet, chin, and nose. The enlargement is due to the overgrowth of cartilage, muscle, subcutaneous tissue, and skin. Thus, patients with acromegaly have a prominent jaw, a large nose, and large hands and feet, as well as enlargement of most other tissues, including the tongue, heart, liver, and kidneys. In addition to the effects of excess GH, a pituitary tumour itself can cause severe headaches, and pressure of the tumour on the optic chiasm can cause visual defects.

Because the metabolic actions of GH are antagonistic (opposite) to those of insulin, some patients with acromegaly develop diabetes mellitus. Other problems associated with acromegaly include high blood pressure (hypertension), cardiovascular disease, and arthritis. Patients with acromegaly also have an increased risk of developing malignant tumours of the large intestine. Some somatotroph tumours also produce prolactin, which may cause abnormal lactation (galactorrhea). Patients with acromegaly are usually treated by surgical resection of the pituitary tumour. They can also be treated with radiation therapyoder mit Arzneimitteln wie Pegvisomant, das die Bindung des Wachstumshormons an seine Rezeptoren blockiert, und synthetischen langwirksamen Analoga von Somatostatin , die die Sekretion von GH hemmen .