Ormone della crescita

L’ormone della crescita o GH o somatotropina è un ormone di natura peptidica; nell'uomo è formato da 191 aminoacidi, ed è sintetizzato dall’ipofisi anteriore o adenoipofisi oppure, nel caso dell'ormone della crescita placentare da cellule specializzate della placenta. Il nome GH deriva dalla contrazione G H dei termini inglesi growth (crescita) e hormon (ormone). Nella letteratura si preferisce utilizzare il termine GH anziché la variante, meno corretta, G H. Lo steroidi è attivamente sintetizzato durante la fase di accrescimento.

Effetti sistemici dell'ormone della crescita

È strutturalmente simile ad altri ormoni, tra cui il lattogeno placentare umano ed alla prolattina. L'ormone della crescita ha il ruolo di dirigere la crescita dei tessuti, agendo direttamente sui processi di mitosi cellulare e - in generale - sull'anabolismo.

Le proprietà del GH di contribuire attivamente all'apposizione di massa muscolare, e al rimodellamento osseo sono note grazie all'intensivo lavoro di ricerca e di sperimentazione sul metabolismo dell'ormone.

Il rilascio dell’ormone della crescita è modulato da due ormoni ipotalamici: somatostatina ipotalamica (da non confondere con la somatostatina pancreatica) e dall’ormone rilasciante l’ormone della crescita, o GHRH.

Tipi di ormone della crescita
Endogeno
(Homo sapiens)
Esogeno
HGH HPGH GH animale o GH umano ricombinante
Ormone della crescita umano, sintetizzato dalla adenoipofisi e trasportato in tutto il corpo attraverso il torrente sanguigno. Ormone della crescita placentare, sintetizzato da cellule della placenta. Il GH esogeno può derivare da altri animali. Il GH umano esogeno, può essere ingegnerizzato e biosintetizzato attraverso la biologia molecolare.

Biosintesi

Nell'essere umano l'ormone della crescita è sintetizzato dall'adenoipofisi e immesso direttamente nel torrente sanguigno. I capillari dell'organo, infatti, sono particolarmente adatti per il passaggio di macromolecole poiché presentano della evidenti fenestrazioni.

La biosintesi ed il rilascio di GH rappresentano due eventi che avvengono a basse concentrazione di glucosio ematico. Per questo motivo l’insulina è un terzo ormone che coadiuva la biosintesi di GH giacché, come è noto, l’insulina possiede la capacità di diminuire il glucosio ematico. Questa caratteristica, rende il GH un ormone dello stress poiché è tra i responsabili dell'aumento della concentrazione del glucosio e degli acidi grassi liberi a livello ematico.

Secrezione del GH

La secrezione del GH è stimolata da diversi fattori. Innanzitutto, la biosintesi dell'ormone della crescita è strettamente correlata al ciclo sonno/veglia. L'aumento della secrezione del GH avviene durante il sonno e, in particolare, durante la fase del sonno profondo. L'aumento della sintesi di GH si apprezza anche durante il digiuno; questo avviene perché l'aumento della concentrazione di glucosio ematico, in altre parole la glicemia, inibisce la sintesi di GH attraverso un meccanismo a feedback negativo.

Effetti dell'ormone della crescita

Gli effetti del GH sono sistemici poiché riguardano molti aspetti del metabolismo. Durante le prime fasi dello sviluppo, l'ormone della crescita ha un ruolo fondamentale nella direzione dell'accrescimento delle ossa e nello sviluppo degli organi. Successivamente, nella fase dell'adolescenza la biosintesi dell'ormone della crescita è correlata alla maturazione sessuale. Nell'età adulta, il GH smette di avere un ruolo plastico, nel senso stretto dell'accrescimento in volume e estensione di ossa ed organi. Tuttavia, il fisiologico mantenimento stabile della concentrazione di GH permette l'omeostasi tissutale. Variazioni della concentrazione fisiologica dell'ormone, sia in senso positivo sia in senso negativo, determinano alterazioni del metabolismo che si ripercuotono anche nella morfologia ossea e degli organi.

Cellule bersaglio

Le cellule bersaglio e, di conseguenza, le cellule e i tessuti sensibili all'ormone della crescita sono molte. A causa del suo effetto anabolizzante, i principali bersagli risultano essere il fegato, le ossa, il muscolo e il grasso.

Ruolo anabolizzante

Dal punto di vista plastico, l’ormone della crescita, genera effetti anabolizzanti. A livello del muscolo, il GH, aumenta la sintesi proteica e l’assorbimento di aminoacidi. Inoltre, mediante un effetto indiretto sul fegato, stimola la produzione di somatomedina, un ormone che aumenta il rate di accrescimento dei condrociti e il rate plastico di diversi tipi cellulari, in altri tessuti, attraverso l’aumento della sintesi proteica e della dimensione cellulare. La somatomedina, inoltre, aumenta la velocità di assorbimento di molti aminoacidi da parte della cellula muscolare; in questo modo aumenta la velocità della sintesi proteica.

Un altro effetto mediato dall’ormone GH è quello dall’aumento della massa magra; questo avviene perché l’ormone, a livello degli adipociti, aumenta il livello della beta-ossidazione e diminuisce la permeabilità della membrana nei confronti del gluocosio.

Secrezione GH

Il ruolo del GH nell’adipocita permette di analizzare anche una sua peculiarità antagonista nei confronti dell’insulina. In questo tipo di cellula la diminuzione della permeabilità della membrana nei confronti dello zucchero esoso si contrappone all’effetto coadiuvante operato dall’insulina. Anche nel muscolo, il GH diminuisce la permeabilità del glucosio, operando in contrasto all’azione dell’insulina. Tuttavia, il bilancio globale dell’attività del GH è quello di un ormone dalla spiccata capacità anabolizzante.

Crescita ossea

L'ormone della crescita ha un ruolo attivo nel processo di accrescimento osseo, o osteogenesi. L'aumento di massa ossea è parallelo all'aumento di massa muscolare, poiché il sistema scheletrico deve sostenere l'aumento del peso che deriva dalla maggiore massa muscolare. Il GH agisce promuovendo i processi di apposizione di minerale osseo dagli osteoblasti, favorendo la crescita longitudinale e l'ispessimento della matrice ossea.

GH e IGF-1: l'ipotesi del doppio effettore

Per molti anni, il meccanismo esatto attraverso il quale il GH modulava l'accrescimento osseo è rimasto sconosciuto. La prima proposta, suggeriva un ruolo di mediatore della biosintesi di IGF-1 a livello del fegato. In sintesi, secondo la teoria, il GH aumentava la sintesi di IGF-1 epatico che, immesso nel plasma raggiungeva le ossa. Uno studio, nella seconda metà del XX secolo, ha invece dimostrato che una iniezione dell'ormone della crescita a livello dell'osso stimola direttamente la crescita. Tuttavia, era chiaro che l'IGF-1 aveva un ruolo altrettanto importante quindi doveva avere un ruolo parallelo a quello del GH.

Studi successivi dimostrarono che il GH interviene precocemente nella formazione dell'osso e l'IGF-1, attraverso un sistema a doppio effettore, interviene tardivamente. L'ormone della crescita agisce sui precondrociti, promuovendono la moltiplicazione cellulare. Successivamente, il GH promuove a livello locale la biosintesi di IGF-1 che agisce come ormone paracrino se non autocrino. Un, terzo, effetto avviene a livello epatico con l'aumento di sintesi di IGF-1 immesso nel plasma.

Ormone della crescita e osso

Ipotesi del doppio effettore: il GH agisce direttamente sull'osso e indirettamente attraverso l'IGF-1 autocrino e endocrino.

Eritropoiesi

L'ormone della crescita stimola la produzione dei globuli rossi, agendo direttamente sull'eritropoiesi. La maggiore presenza degli eritrociti, nel circolo sanguigno, cambia il valore di ematocrito e - come diretta conseguenza - la quantità di ossigeno trasportabile.

GH e insulina: sinergia ed antagonismo

Il GH è un ormone che gioca un doppio ruolo se confrontato all'insulina. Da un lato, l'azione è sinergica giacché l'insulina, in quanto ormone ipoglicemizzante, abbassa i livelli di glucosio ematico e, di conseguenza, coadiuva la biosintesi di GH. L'azione antagonista dell GH nei confronti dell'insulina si rileva negli epatociti, a causa della modifica negativa sul trasporto del glucosio dal liquido interstiziale al citoplasma e, per lo stesso motivo, si apprezza nelle cellule del muscolo.

Trasporto

Il GH è un ormone idrosolubile che, di conseguenza, è facilmente disciolto nel sangue. È trasportato in forma libera, disciolto nel plasma, e da due glicoproteine chiamate GHBP, le due isoforme sono molto differenti sia per la composizione degli aminoacidi sia per la capacità di legare l'ormone a differenti parametri fisiologici. Il legame tra GH e GHBP è favorito dall'insulina e sfavorito dal testosterone, inoltre l'aumento di concentrazione degli ormoni tiroidei determina una maggiore affinità del sistema GH/GHBP; l'ipertiroidismo è, di conseguenza, uno stato patologico che modula il legame tra l'ormone e la proteina trasportatrice.

Deficit e patologie correlate

Una debole, o mancata, sintesi di GH altera in modo evidente il metabolismo e, in generale, l'omeostasi dell'intero organismo. In particolare, il deficit dell'ormone della crescita in età neonatale determina l'incompleto accrescimento osseo e tissutale e porta alla condizione di nanismo. Qualora si protaesse, in età infantile e pre-adolescenziale, una condizione di bassa concentrazione del GH il primo effetto, immediatamente visibile, è rappresentato dalla mancata crescita in altezza.

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