生理學/生長素

跳轉到: 導航, 搜索

生理學

內分泌
- 垂體
  - 腺垂體
    - 生長素
    - 催乳素

人生長素（human growth hormone,hGH）含有191個胺基酸，分子量為22000，其化學結構與會催乳素近似，故生長素有弱催乳素作用，而催乳素有弱生長素作用。不同種類動物的生長素，其化學結構與免疫性質等有較大差別，除猴的生長素外，其他動物的生長素對人無效。近年利用DNA重組技術可以大量生產hGH，供臨床應用。人GH的化學結構見圖11-6。

1．生長素的作用 GH的生理作用是促進物質代謝與生長發育，對機體各個器官與各種組織均有影響，尤其是骨骼、肌肉及內臟器官的作用更為顯著，因此，GH也稱為軀體刺激素（somatotropin）。

（1）促進生長作用：機體生長受多種激素的影響，而GH是起關鍵作用的調節因素。幼年動物摘除垂體後，生長即停止，如及時補充GH則可使其生長恢復。人幼年時期GH，將出現生長停滯，身材矮小，稱為侏儒症；如GH過多則患巨人症。人成年後GH過多，由於長骨骨骺已經鈣化，長骨不再生長，只能使軟骨成分較多的手腳肢端短骨、面骨及其軟組織生長異常，以致出現手足粗大、鼻大唇厚、下頜突出等症状，稱為肢端肥大症。正常成年男子在空腹安靜狀態下，血漿中GH濃度不超過5μg/L,成年女子不超過10μg/L。而巨人症與肢端肥大症患者血中GH濃度可明顯增高。

人生長素的化學結構

圖11-6 人生長素的化學結構（黑柱處代表二硫鍵）

GH的促生長作用是由於它能促進骨、軟骨、肌肉以及其他組織細胞分裂增殖，蛋白質合成增加，離體軟骨培養實驗發現，將GH加入到去垂體動物的軟骨培養液中，對軟骨的生長無效，而加入正常動物的血漿卻有效，說明GH對軟骨的生長並無直接作用，而在正常動物血漿中存在某種有促進生長作用的因子。實驗研究證明，GH主要誘導肝產生一種具有促生長作用的肽類物質，稱為生長介素（somatomedin,SM），因其化學結構與胰島素看近似，所以又稱為胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor,IGF)。目前已分離出兩種生長介素，即IGF-I和IGF-Ⅱ，它們分子組成的胺基酸有70%是相同的。IGF-I是含有70個胺基酸的多肽，GH的促生長作用主要是通過IGF-I作介導的。IGF-Ⅱ是含有67個胺基酸的多肽，它主要在胚胎期產生，對胎兒的生長起重要作用。血液中的IGF-I含量信號2於GH的水平，摘除垂體的大鼠血中IGF-I含量降低，注射GH後，血中IGF-I含量增加，並與GH的劑量呈依賴式。活動期肢端肥大症患者血中IGF-I含量明顯增高而侏儒症患者血中IGF-I含量明顯低於正常。給人注射GH，往往需要12-18h後，血中IGF-I含量才會升高，所以當血中GH濃度有急劇變化時，在一定時間內血中IGF-I的含量可維持相對穩定，在青春期，隨著GH分泌增多，血中IGF-I的濃度也相應增加。

給幼年動物注射生長介素能明顯刺激動物生長，身長增高，體重增加，IGF-Ⅱ比IGF-I的促生長作用更強。生長介素主要的作用是促進軟骨生長，它除了可促進硫酸鹽進入軟髓組織外，還促進胺基酸進入軟骨細胞，增強DNA、RNA和蛋白質的合成，促進軟骨組織增殖與骨化，使長骨加長。

血中的生長介素，絕大部分與生長介素結合蛋白結合，被運送到全身各處除肝外，肌肉、腎、心與肺等組織也能產生生長介素，可能以旁分泌的方式，以局部起作用。

（2）促進代謝作用：GH可通過生長介素促進胺基酸進入細胞，加速蛋白質合成，包括軟骨、骨、肌肉、肝、腎、心、肺、腸、腦以皮膚等組織的蛋白質合成增強；GH促進脂肪分解，增強脂肪酸氧化，抑制外周組織攝取與利用葡萄糖，減少葡萄糖的消耗，提高血糖水平。GH對脂肪與糖代謝的作用似乎與生長介素無關，機制尚不清楚。

近年研究證明，血中的生長介互可對GH分泌有負反饋調節作用。IGF-I能刺激下丘腦釋放GHRIH，從而抑制GH的分泌。IGF-I還能直接抑制培養的腺垂體細胞GH的基礎分泌和GHRH刺激的GH分泌，說明IGF-I可通過下丘腦和垂體兩下水平對GH分泌進入負反饋調節。

除了上述的調控機制外，還有許多因素可以影響GH的分泌：

（1）睡眠的影響：人在覺醒狀態下，GH分泌較少，進入慢波睡眠後，GH分泌明顯增加，約在60min左右，血中GH濃度達到高峰。轉入異相睡眠後，GH分泌又減少。看來，在慢波睡眠其GH分泌增多，對促進生長和體力恢復是有利的。50歲以後，GH這種分泌峰消失。

（2）代謝因素的影響：血中糖、胺基酸與脂肪酸均能影響GH的分泌，其中以低血糖對GH分泌的刺激作用最強。當靜脈注射胰島素使血糖降至500mg/L以下時，經30-60min，血中GH濃度增加2-10倍。相反，血糖升高可使GH濃度降低。有人認為，在血糖降低時，下丘腦GHRH神經元興奮性提高，釋放GHRH增多，GH分泌增加，可減少外周組織對葡萄糖的利用，而腦組織對葡萄糖的利用可基本不受影響。血中胺基酸與脂肪酸增多可引起GH分泌增加，有利於機體對這些物質的代謝與利用。

此外，運動、應激刺激、甲狀腺激素、雌激素與睾酮無法能促進GH分泌。在青春其，血中雌激素或睾酮濃度增高，可明顯地增加GH分泌，這是在期GH分泌較多的一個重要因素。