Simpson و
همکاران (1920) برای اولین بار گزارش نمودند که عصارهِ هیپوفیز، موش
ها را وادار به شیردهی میکند. در سال 1945 شیمیدانی به نام Lee موفق
به جداسازی هورمون رشد گاوی از عصارهِ هیپوفیز گردید. در سال 1949
موِسسه ملی تحقیقات انگلیس سه ماده هورمون رشد و پرولاکتین و ACTH
از غده هیپوفیز نشخوار کنندگان را به عنوان هورمون های موِثر در
شیردهی عنوان کرد. در سال 1982 اولین بار هورمون رشد نو ترکیب در
حیوانات اهلی مورد استفاده قرارگرفت.
محل ترشح، ساختمان شیمیائی
هورمون رشد که به نام سوماتوتروپین نیز شناخته شده است از 40 - 30 درصد سلول های بتاقدامی هیپوفیز ترشح می‌شود. سوماتوتروپین گاوی دارای 190 یا 191 اسیدآمینه و با وزن مولکولی 22500 دالتونKD 22 می‌باشد. هورمون رشد دارای دو زنجیره پلی پپتیدی است که در طول هر زنجیره 4 ناحیه آلفاهلیکس وجود دارد و همچنین هورمون رشد دارای دو جایگاه فعال برای اتصال با گیرنده‌اش است. گوسفند و گاو در اسید آمینه 126 هورمون رشد متفاوت هستند که جایگزینی این اسیدآمینه به صورت لوسین و والین است.
هورمون رشد و پرولاکتین و لاکتوژن جفتی دارای تشابه قابل ملاحظه‌ای در توالی هستند شباهت اسیدآمینه در هورمون رشد انسانی و لاکتوژن جفت حدود 85 درصد و شباهت اسیدآمینه در هورمون پرولاکتین انسانی و هورمون رشد 53 درصد می‌باشد. پرولاکتین و هورمون رشد از یک‌خانواده هستند که به نظر می‌رسد بعد از تکامل مهره داران از یکدیگر مشتق شده‌اند بعلاوه در ماهی توالی پروتئینی حد واسط این دو هورمون بدست آمده است.
مشابهت توالی اسیدآمینه هورمون رشد گاوی با دیگر گونه‌های پستاندار 98 درصد و با انسان66 درصد می‌باشد. این تفاوت ممکن است آثار منحصر بفردی را ایجاد کند. شاید به همین دلیل‌هورمون رشد انسانی هم لاکتوژنیک و هم سوماتوژنیک است ولی هورمون رشد موش قوی اسوماتوژنیک می‌باشد.
بررسی ساختمان شیمیایی هورمون رشد در گونه‌های مختلف
توالی اسیدآمینه هورمون رشد در خوک و گاو دارای 90% مشابهت می‌باشد اما توالی اسیدآمینه در خوک (PST) و گاو (bST) بطور محسوسی با توالی اسید آمینه انسان متفاوت است. تزریق‌هورمون رشد خوک و میمون در خوکچه هندی اثر زودگذر داشته که احتمالا علت آن را تشکیل سریع آنتی بادی ضد هورمون رشد می‌دانند.
محل ترشح، ساختمان شیمیائی
هورمون رشد که به نام سوماتوتروپین نیز شناخته شده است از 40 - 30 درصد سلول های بتاقدامی هیپوفیز ترشح می‌شود. سوماتوتروپین گاوی دارای 190 یا 191 اسیدآمینه و با وزن مولکولی 22500 دالتونKD 22 می‌باشد. هورمون رشد دارای دو زنجیره پلی پپتیدی است که در طول هر زنجیره 4 ناحیه آلفاهلیکس وجود دارد و همچنین هورمون رشد دارای دو جایگاه فعال برای اتصال با گیرنده‌اش است. گوسفند و گاو در اسید آمینه 126 هورمون رشد متفاوت هستند که جایگزینی این اسیدآمینه به صورت لوسین و والین است.
هورمون رشد و پرولاکتین و لاکتوژن جفتی دارای تشابه قابل ملاحظه‌ای در توالی هستند شباهت اسیدآمینه در هورمون رشد انسانی و لاکتوژن جفت حدود 85 درصد و شباهت اسیدآمینه در هورمون پرولاکتین انسانی و هورمون رشد 53 درصد می‌باشد. پرولاکتین و هورمون رشد از یک‌خانواده هستند که به نظر می‌رسد بعد از تکامل مهره داران از یکدیگر مشتق شده‌اند بعلاوه در ماهی توالی پروتئینی حد واسط این دو هورمون بدست آمده است.
مشابهت توالی اسیدآمینه هورمون رشد گاوی با دیگر گونه‌های پستاندار 98 درصد و با انسان66 درصد می‌باشد. این تفاوت ممکن است آثار منحصر بفردی را ایجاد کند. شاید به همین دلیل‌هورمون رشد انسانی هم لاکتوژنیک و هم سوماتوژنیک است ولی هورمون رشد موش قوی اسوماتوژنیک می‌باشد.
بررسی ساختمان شیمیایی هورمون رشد در گونه‌های مختلف
توالی اسیدآمینه هورمون رشد در خوک و گاو دارای 90% مشابهت می‌باشد اما توالی اسیدآمینه در خوک (PST) و گاو (bST) بطور محسوسی با توالی اسید آمینه انسان متفاوت است. تزریق‌هورمون رشد خوک و میمون در خوکچه هندی اثر زودگذر داشته که احتمالا علت آن را تشکیل سریع آنتی بادی ضد هورمون رشد می‌دانند.
کنترل ترشح هومورن رشد و عوامل موِثر آن
ترشح هورمون های قدامی هیپوفیز تحت کنترل هورمون های خاصی است که توسط هیپوتالاموس ساخته و باعث تحریک یا مهار ترشح هورمون های قسمت قدامی هیپوفیز می‌شوند. دو هورمون از هیپوتالاموس ترشح می‌شود که مستقیما از طریق وریدهای کوچک سیستم باب هیپوتالاموس - هیپوفیز به غده هیپوفیزقدامی منتقل می‌شوند یکی از این هورمون ها مهارکننده هورمون رشد یا سوماتواستاتین (SS) بوده که سبب کاهش ترشح هورمون رشد می‌شود و هورمون دیگر هورمون آزادکنندهِ هورمون رشد (GHRHF) که سبب افزایش ترشح هورمون رشد می‌گردد. هورمون اخیر در تحریک سنتز هورمون رشد و رونویسی آن دخالت دارد. مهار کننده هورمون رشد دارای 114 اسیدآمینه و آزادکننده هورمون رشد دارای 40 الی 41 اسیدآمینه می‌باشد.
هورمون مهم دیگری که در تنظیم عمل هورمون رشد نقش عمده‌ای دارد به نام عامل رشدشبه انسولین (IGF-I)) یا سوماتومدین C نام دارد که توسط کبد ساخته می‌شود هم عوامل رشد شبه انسولین I و نوع دوم آن (IGF-II) در گاوها یافت می‌شود. هر دوپپتید دارای وزن مولکولی تقریبی 7500 دالتون می‌باشند (IGF-I) دارای 70 اسیدآمینه و (IGF-II) دارای 76 اسیدآمینه است. توالی اسیدآمینه در IGF-I گاو مشابه انسان است ولی توالی IGF-II در سه اسیدآمینه با نوع انسانی متفاوت است بنابراین احتمالا هورمون رشد سبب افزایش IGF-I از طریق کبد شده و همچنین ممکن است تولید موضعی IGF-I در سایر بافت ها را تحریک کند.
آثار کلی هورمون رشد
اط‌لاعات بدست آمده از حیوانات ترانسژنیک تایید کننده این حقیقت است که هورمون رشد در بسیاری از فعالیت های بیولوژیک نقش محوری دارد. هورمون رشد به عنوان یک هورمون موِثر در متابولیسم لیپیدها شناخته شده است و منجر به افزایش تحرک چربی می‌شود. در آزمایشات in vitro نشان داده شد که هورمون رشد باعث افزایش لیپولیز در بافت های ذخیره چربی (آدیپوز) جوجه می‌شود.
Feng و همکاران (1998) هورمون رشد را به عنوان هورمون کلیدی در فرآیندهای متابولیکی مانند رشد، تولید مثل پیری و پاسخ های ایمینولوژیکی معرفی نمودند. دیگر محققان در طیور تاثیر هورمون رشد را روی وزن بلوغ، چاقی و تولید تخم مرغ تایید نمودند.
Aggrey و همکاران (1998) گزارش نمودند که این هورمون در گاوهای شیری بر شیردهی توسعه غددپستانی موِثر می‌باشد. خزعلی و همکاران (13771) نشان دادند که هورمون رشد در جنس ماده شتر بیشتر از جنس نر است که گفته می‌شود این امر به علت اثر افزاینده استروژن بر ترشح‌هورمون رشد است.
در خوک تاثیر هورمون رشد در بازده مصرف خوراک و تولید گوشت به اثبات رسیده و مشخص شده که کمبود هورمون رشد می‌تواند با تاخیر در بلوغ ارتباط مستقیم داشته باشد. Kuhnlein و همکاران (1997) در یک بررسی دیگر تاثیر هورمون رشد در کنترل اشت ها، رشد ترکیبات بدن، پیری و تولید مثل را گزارش نمودند. در گوساله‌ها تزریق هورمون رشد باعث 3 الی 25 درصد بهبود در افزایش وزن گردیده است. تزریق هورمون رشد در گاوهای شیری 23 الی 41 درصد تولید شیر را افزایش داده است. محققان دیگر نیز تاثیر هورمون رشد بر روی فعالیت تخمدان و اسپرماتوژنز و همچنین افزایش لنفوسیت‌های خون را بررسی نمودند و تاثیر بی‌تردید هورمون رشد در تولیدمثل و افزایش‌قدرت سیستم ایمنی و مقاومت به بیماری را یادآور شدند
افزایش ذخیره و سنتز پروتئین
ماهیچه اسکلتی افزایش مصرف گلوکز و اسیدآمینه
افزایش بازده و استفاده از اسیدآمینه
افزایش سنتز شیر و ترکیبات طبیعی آن
افزایش مصرف مواد مغذی در جهت سنتز شیر
بافت پستانی افزایش فعالیت ترشحی هر سلول
حفظ و تداوم فعالیت ترشحی سلول های مولد شیر
افزایش حجم جریان خون متناسب با افزایش تولید شیر
کاهش سنتر چربی حتی در شرایط تعادل مثبت انرژی
بافت چربی افزایش میزان لیپولیز حتی در شرایط تعادل منفی انرژی
کاهش اثر تحریکی انسولین در متابولیسم گلوکز و سنتز لیپید
افزایش نقش تحریک کاتوکولامین ها در فرآیند لیپولیز
افزایش جذب کلیسم و فسفر برای سنتز شیر با رشد استخوان
بافت روده کوچک‌‌افزایش توانائی ویتامین D3 در تحریک متصل شدن کلسیم به پروتئین
افزایش اتصال کلیسم به پروتئین
افزایش جریان خون (برای سنتز هر لیتر شیر حدود 400 - 300 لیترخون درپستان لازم است)
افزایش غلظت عامل رشد شبه انسولین (IGFI) در کبد
جریان عمومی خون کاهش اکسیداسیون اسید آمینه و نیتروژن اوره خون
کاهش فیلتراسیون گلوکز
کاهش اکسیداسیون گلوکز
افزایش پاسخ ایمنی بدن
اثر هورمون رشد در تولید شیر
یکی از آثار کلی کاربرد هورمون رشد بهبود بازده تولید شیر می‌باشد که از طریق:
نقش هورمون رشد بر ظرفیت سنتز شیر در پستان بوسیله IGF-I
نقش هورمون رشد در تشدید و تامین مواد غذائی
نقش هورمون رشد در تشدید خون اعمال می‌گردد. گاوهای شیرده در مقایسه با گاوهای گوشتی دارای هورمون رشد بیشتر و انسولین کمتری هستند و این امر در ارتباط با حرکت عناصر غذائی بسوی غدد پستانی برای سنتر شیر می‌باشد. انتخاب برای تولید شیر موجب افزایش سطح هورمون رشد در خون می‌شود بنابراین تغییر در سطح هورمون رشد می‌تواند شاخصی برای پتانسیل تولید شیر باشد. گزارشات متعدد حاکی از این مطلب است که تزریق هورمون رشد به مقدار قابل ملاحظه‌ای 41 - 23 درصد، تولید شیر را افزایش می‌دهد.
اثر هورمون رشد بر ایمنی تمایز لنفوسیت ها در محیط آزمایشگاهی in vitro بوسیله هورمون رشد افزایش یافته و مشاهده شده است که هورمون رشد گاوی و انسانی هر دو درصد سلول های ماکروفاژ کننده را افزایش می‌دهند. همچنین در مورد هورمون رشد انسانی مشخص شده که تشکیل کلنی سلول هایT افزایش یافته است. محققان نتیجه گرفته‌اند که بافت های ایمنی در بدن نه تنها به عنوان بافت هدف هورمون رشد محسوب می‌شوند بلکه احتمالا در تولید هورمون رشد نیز نقش دارند. این مطلب با یافتن mRNA هورمون رشد در لکوسیت های تک هسته‌ای خون و در طحال، تیموس و لکوسیت های مغزاستخوان به اثبات رسیده است.
اثر هورمون رشد بر تولید مثل
(Lechniak(1999، نشان داد که هورمون رشد بر روی عملکرد گونادهای جنس نر موِش است. عمل هورمون رشد از طریق عامل رشد شبه انسولین (IGFI) واسطه‌گری می‌شود. ثابت شده که گیرنده‌های IGF-I در بیضه انسان و در ناحیه اکروزوم اسپرم وجود دارد. ممکن است‌هورمون رشد بوسیله غدد ضمیمه تناسلی در جنس نر نیز ترشح شود زیرا بعد از وازکتومی مقدارهورمون رشد غدد تناسلی به طور معنی داری کاهش می‌یابد.
هورمون رشد برای کنترل اعمال متابولیک بیضه‌ها لازم است. هورمون رشد بطور اختصاصی موجب پیشبرد تقسیم اولیه اسپرماتوگونی‌ها می‌شود و در غیاب آن مثلا در کوتوله‌های هیپوفیزی‌اسپرماتوژنژ شدیدا کاهش می‌یابد.
افزایش هورمون رشد در تخمدان تاثیر گونادوتروپنی ها را بر روی تخمدان افزایش می‌دهد. لذا در والدینی که در لقاح خارج از رحم و انتقال جنین، پاسخ ضعیفی به گونادوتروپین ها دارند، با تیمارهورمون رشد قابل معالجه است.
Chase و همکاران (1998) نشان دادند که هورمون رشد و گیرنده آن و IGF-I نقش اساسی در عملکرد طبیعی تولید مثل و رشد فولیکول دارند Koller، و همکاران (1998) نشان دادند که هورمون رشد تنظیم کننده فعالیت تخمدان است. برخی پژوهشگران عقیده دارند که با کاهش تدریجی مقدار هورمون رشد بلوغ جنسی آغاز می‌شود. به عبارت دیگر اگر چه تاثیر مستقیم هورمون‌رشد بر ترشح و آزاد شدن LH نشان داده نشده است ولی به نظر می‌رسد که کاهش غلظت هورمون رشد به عنوان یک علامت متابولیکی به مغز محسوب می‌شود و احتمالا باعث تاثیر بر فاکتور آزاد کننده هورمون های گونادوتروپین در مغز شده و از آن طریق بر ترشح LH موِثر است در نشخوار کنندگان تاثیر هورمون رشد بر روی تخمدان به حضور گیرنده هورمون رشد که روی جسم زرد وجود دارد، مرتبط است.
تجزیه هورمون رشد
اگر چه هورمون رشد در پلاسما، طول عمر باثباتی دارد، تجزیه پروتئولیتیک هورمون رشد دربافت های پریفرال صورت می‌گیرد و بیش از 90% هورمون رشد مترشحه در کبد و کلیه تجزیه می‌شود. در نتیجه پروتئولیز، ممکن است هورمون رشد کاملا تجزیه و به اسیدآمینه تبدیل شود، یا ممکن‌است به قطعات کوچکتر تبدیل شده و به گردش خون پریفرال باز گردد. میزان هورمون رشد در کبد از بین می‌رود، در کلیه هورمون رشد دو مرتبه جذب می‌گردد و در داخل ساختارهای لیزوزمی تجزیه می‌شود.
هورمون رشد نوترکیب
اولین موش ترانسژنیک هورمون رشد بدست آمده است. در آزمایش آنها با استفاده از روش ریز تزریقی منطقه 5 تنظیم کننده نسخه برداری ژن متالوتیونین I را که به ژن هورمون رشد پیوسته بود، به یک پیش هسته نر لقاح یافته با تخمک های موش ماده انتقال دادند و سپس تخم ها در ماده‌هائی که بطور کاذب آبستن شده بودند لانه گزینی شدند. هورمون رشد نو ترکیب (rGH) در ژنوم تعداد کمی از موش ها جای گرفت و در نتیجه در شروع سه هفته اول، رشد آنها بیش از فرزندان غیرترانسژنیک گردید.
در مطالعات Kopchick و همکاران (1991) نشان داده شد که وجود اسیدآمینه 19 گلیسین در ژن هورمون رشد گاوی برای رشد ضروری می‌باشد. وقتی اسیدآمینه 119 ژن هورمون‌رشد از گلیسین به یکی از اسید آمینه‌های آرژنین، پرولین، لوسین و ترپیتوفان و لیزین تغییر می‌یابد، ظاهر هورمون رشد گاوی در موش های ترانسژنیک کاهش یافته و موش ها دارای فنوتیپ کوتوله‌می‌شوند.
ساختمان ژن هورمون رشد
ژن هورمون رشد در انسان kb 6 / 2 و مشابه دیگر پستانداران است ولی نسبت به ژن هورمون رشد جوجه کوچکتر است پروموتور این ژن bp 500 می‌باشد. کد آغاز ترجمه در اگزون یک و کد توقف در اگزون چهار قرار دارند. انتخاب عناصر تنظیم کننده نسخه برداری برای تظاهر ژن هورمون رشد، ابزار قوی دیگری در آزمایشات تجزیه و تحلیل عمل هورمون رشد در موش می‌باشد.
ارسال کننده نامشخص
