Die Wirkung des Somatotropin-Hormons ist auf die Bindung an die entsprechenden Rezeptoren zurückzuführen, was durch das Vorhandensein einer schweren Schädigung bei homozygoten Mutationen im Gen des STH-Rezeptors (Laron-Zwergwuchs, verursacht durch Resistenz gegen STH) bestätigt wird. Die STH-Rezeptoren, die in fast allen Geweben vorhanden sind, gehören zur Familie der Zytokin-Membranrezeptoren und haben eine strukturelle Ähnlichkeit mit Prolaktin-, Erythropoetin- und einigen Interleukin-Rezeptoren. Wie andere Zytokinrezeptoren hat auch der STH-Rezeptor eine extrazelluläre Domäne, die das Hormon bindet, eine Transmembran-Domäne und eine intrazelluläre Domäne, die für die intrazelluläre Signalübertragung verantwortlich ist. Die Aktivierung des STH-Rezeptors erfolgt durch die Bindung eines STH-Moleküls an zwei identische Rezeptoren. Die Bildung eines solchen Dimers führt zur Annäherung der intrazellulären Domänen der beiden Rezeptoren, was wahrscheinlich für die intrazelluläre Signalübertragung erforderlich ist.
Signaltransduktion durch den STH-Rezeptor
Der STH-Rezeptor besitzt keine eigene Tyrosinkinase-Aktivität, aber sein Dimer bildet Bindungsstellen für zwei Moleküle JAK2 (einer zytosolischen Tyrosinkinase aus der Januskinase-Familie). Die Annäherung der beiden JAK2-Moleküle führt zu ihrer gegenseitigen Phosphorylierung und Aktivierung, gefolgt von der Phosphorylierung von Tyrosinresten in zytosolischen Proteinen, die für die weitere Signalübertragung verantwortlich sind. Zu diesen Proteinen gehören die Transkriptionsfaktoren STAT, das Adapterprotein Shc (das an der intrazellulären Signalübertragung über das Ras-Protein und die Mitogen-aktivierten Proteinkinasen beteiligt ist) sowie die Proteine IRS-1 und IRS-2 (Substrate des Insulinrezeptors, die den Signalweg der Phosphatidylinositol-3-Kinase aktivieren).
Vermittlung der STH-Wirkung über IGF-I
Die Steigerung der Lipolyse in Adipozyten und der Glukoneogenese in Hepatozyten erfolgt durch die direkte Wirkung von STH auf die Zellen, während die anabole Wirkung von STH und sein Einfluss auf das Wachstum durch die Sekretion von IGF-I und IGF-II vermittelt werden. Die Sekretion von IGF-I ist stärker vom STH abhängig, und in der postnatalen Phase ist IGF-I wirksamer als IGF-II. Daher wird die Wirkung von STH hauptsächlich durch IGF-I vermittelt. Die Hauptquelle des Blut-IGF-I ist die Leber. IGF-I, das in vielen anderen Geweben gebildet wird, kann autokrin und parakrin auf die Zellproliferation wirken. IGF-I bindet an mehrere Plasmaproteine, die nicht nur am Transport beteiligt sind, sondern auch seine Wirkung auf die Zellen vermitteln können.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Wirkungsmechanismus des Wachstumshormons?
Der Wirkungsmechanismus des Wachstumshormons beruht auf der Bindung des Hormons an spezifische Rezeptoren, die in fast allen Geweben vorkommen. Diese Rezeptoren gehören zur Familie der Zytokin-Membranrezeptoren und haben strukturelle Ähnlichkeit mit anderen Hormonrezeptoren wie Prolaktin, Erythropoetin und Interleukin-Rezeptoren.
Wie verläuft die Aktivierung des Wachstumshormon-Rezeptors?
Die Aktivierung des Wachstumshormon-Rezeptors erfolgt durch die Bindung eines Wachstumshormol-Moleküls an zwei identische Rezeptoren. Dadurch werden die intrazellulären Domänen der Rezeptoren einander angenähert, was für die intrazelluläre Signalübertragung erforderlich ist.
Über welchen Signalweg wirkt das Wachstumshormon?
Der Wachstumshormon-Rezeptor selbst besitzt keine Tyrosinkinase-Aktivität, aber sein Dimer bildet Bindungsstellen für zwei Moleküle der Januskinase JAK2. Die Annäherung und gegenseitige Aktivierung der JAK2-Moleküle führt zur Phosphorylierung intrazellulärer Proteine, die dann weitere Signalwege wie den STAT-Weg, den Shc-Ras-MAPK-Weg und den PI3-Kinase-Weg aktivieren.
Wie vermittelt das Wachstumshormon seine Wirkungen?
Die direkte Wirkung des Wachstumshormons auf Lipolyse und Glukoneogenese erfolgt unmittelbar. Seine anabolen Wirkungen und der Einfluss auf das Wachstum werden jedoch hauptsächlich über die Stimulation der Produktion von IGF-I und IGF-II vermittelt. Die Sekretion von IGF-I ist stärker vom Wachstumshormon abhängig als die von IGF-II.
Welche Bedeutung hat IGF-I für die Wirkung des Wachstumshormons?
IGF-I, das vor allem in der Leber gebildet wird, ist der Hauptvermittler der Wachstumshormon-Wirkungen. IGF-I kann auch in anderen Geweben produziert werden und dort auto- und parakrin wirken. IGF-I bindet an Plasmaproteine, die nicht nur den Transport, sondern auch die zelluläre Wirkung von IGF-I beeinflussen können.