Hormona del crecimiento 1

Hormona del crecimientoEl sistema endocrino es un sistema decomunicación muy importante que se encarga deregular, coordinar e integrar gran cantidad deprocesos fisiológicos. Lleva a cabo sus funcionesmediante hormonas, que son sustancias químicasproducidas por las células endocrinas comorespuesta a estímulos específicos que regulan ycoordinan las funciones fisiológicas ejerciendosus acciones sobre células diana. Para llegar aéstas pueden secretarse directamente a la sangreo alcanzar las células por difusión en el líquidointersticial. Una vez se hayan puesto en contactocélulas diana y hormonas, éstas son reconocidaspor receptores específicos en la membrana de las células. Es entonces cuando se desencadenan las distintasreacciones.

HipófisisLa hipófisis (pituitaria) es una glándula que se encuentra en el diencéfalo unida al hipotálamo. Está dividida en doslóbulos uno anterior (adenohipófisis) y uno posterior (neurohipófisis).El lóbulo anterior es el que tiene verdadera actividad endocrina, está dividido en hipófisis anterior, con actividadendocrina, y la parte tuberal que se une al hipotálamo. Las hormonas segregadas por la hipófisis anterior reciben elnombre de hormonas tróficas aunque su función no sea de nutrición. Es así porque producen la hipertrofia de losórganos diana cuando se encuentran en grandes concentraciones y su atrofia cuando las concentraciones de éstas sonbajas. Los nombres de las hormonas tróficas acaban con el sufijo -tropina.

Hormona del crecimiento 2

Hormona del crecimiento

Composición química y producción de GHLa GH es el resultado de la expresión de una familia de genes formada por 5 miembros, y localizada en elcromosoma 17. Estos genes solo se expresan en las células de la pituitaria anterior (adenohipófisis), y una vezsintetizada la hormona en el retículo endoplasmático, se transporta mediante gránulos de secreción y es liberada anteun estímulo.El hipotálamo es el encargado de controlar la secreción hipofisaria de GH, la regulación hipotalámica de la actividadendocrina de la adenohipófisis se realiza por vía hormonal a través de un sistema porta arterial (arteria hipofisariasuperior). El hipotálamo secreta neurohormonas que llegan hasta la adenohipófisis vía sanguínea, GHIH y GHRH.Cuando segrega sobre la hipófisis un vertido de somatostatina (GHIH) provoca un efecto inhibidor tónico, que evitala formación de GH. Sin embargo, no es el cese del vertido de somatostatina lo único necesario para que tenga lugarla producción de GH, sino que el hipotálamo, también tiene que secretar la neurohormona liberadora de GH(GHRH). El resultado de esta secreción rítmica y aleatoria de somatostatina y GHRH es la liberación de GH enpulsos aleatorios que experimentan su mayor amplitud e importancia fisiológica durante el sueño.

Acción de neurohormonas hipotalámicas sobreadenohipófisis

Las células endocrinas de la adenohipófisis segregan seis hormonas peptídicas o polipeptídicas que se almacenan engránulos secretores hasta que se recibe el factor de liberación y se produce la exocitosis a la sangre; entre ellas está laGH, producida por células acidófilas que forman el 50% d todas las células de la adenohipófisis. En algunosanimales el porcentaje varía según el sexo. En ratas macho, representan el 30-40% de las células de la pituitaria, sinembargo en las hembras el valor desciende hasta 20-30%.

SomatotropinaLa hormona del crecimiento (Growth Hormone, GH) es una cadena peptídica con dos puentes disulfuro internosformada por 191 aminoácidos con un peso molecular de 22.000 Da en humanos. Es la hormona que estimula elcrecimiento de tejidos y órganos durante la niñez y adolescencia y continúa siendo importante durante toda la vidaaunque haya cesado el crecimiento. No afecta al crecimiento fetal ni a los primeros meses de vida en gran cantidad.Un déficit de GH en niños produce enanismo hipofisario y en exceso produce gigantismo. En adultos una deficiencia casi no tiene consecuencias aunque hay estudios que se remontan a 1992 que indican que un déficit en el adulto incrementa la morbilidad por accidentes cardiovasculares además de una variedad de síntomas tales como son el cansancio, intolerancia al ejercicio, acumulación de grasa abdominal entre otros; y el exceso, produce acromegalia que determina un aumento desproporcionado de las extremidades, dolores de cabeza y articulares y alteración de las

Hormona del crecimiento 3

proporciones faciales por aumento de las partes acras. El caso más curioso es el de Adam Rainer (1899) que a los 21años medía 1.18 m (3 pies 10 pulg) con lo cual fue considerado un enano. Pero a partir de ahí comenzó a crecerdesmesuradamente, a los 32 medía 2.18 m (7 pies 2 pulg). Pasó de ser un enano a ser un gigante en tan sólo 12 años.Murió los 51 años con una altura de 2.34 m (7 pies 8 pulg). Por desgracia sólo existen teorías de las causas de estecaso debido a la mala información y a las pocas técnicas científicas de la época.

Crecimiento de Adam RainerTiene efectos sobre muchos aspectos metabólicos. En anabolismo incrementa el balance positivo de nitrógeno, esdecir, provoca la entrada de aminoácidos a las células y hace que éstos se incorporen a proteínas y en catabolismoestimula la obtención de energía de los lípidos y no de los glúcidos interviniendo así en la lipólisis del tejido adiposo.Además en periodos de ayuno, al ser segregada a la sangre disminuye el uso y almacenamiento de glucosa por lostejidos aumentando la concentración de glucosa en la sangre. Tienes distintos efectos según el órgano o tejido diana:

EFECTOS DE LA GH

Órgano diana Acción de la GH

Hueso Estimula la diferenciación de las células precursoras del cartílago para que se conviertan en condrocitos (células maduras).Además estimula la mitosis y la actividad de los oseteoblastos (aumenta síntesis proteica, síntesis de ADN y ARN.)

Músculo Aumenta la masa corporal ayudando a la captación de aminoácidos y síntesis de proteínas.

Tejido adiposo Lleva a cabo lipólisis que disminuye la adiposidad.

Riñones y otrosórganos

Aumenta su tamaño y por tanto su actividad.

La GH actúa directamente sobre los tejidos adiposo, muscular y hepático. Pero muchas veces la hormona delcrecimiento (GH) produce sus efectos anabólicos de forma indirecta estimulando otras glándulas para que produzcanlas sustancias que se encargan de regular el crecimiento. Son las somatomedinas de las que hablaremos acontinuación.

Hormona del crecimiento 4

Secreción de hormonas por la Adenohipófisis ysu acción sobre órganos diana

Regulación de la secreción de GHLa secreción de kl depende de la liberación intermitente de cndh por el hipotálamo. Se segrega en pulsos cada doshoras, la mayor descarga se lleva a cabo durante el sueño. En niños y adolescentes la cantidad de GH circulando enla sangre es elevada, en adultos es menor. En cualquier caso sigue un ciclo circadiano, aumenta mientras dormimos ydisminuye durante la vigilia.La regulación de la secreción de GH depende, además del metabolismo, de factores hormonales y nerviosos.

REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN

Factores

Metabólicos El ayuno, hipoglucemia por debajo del 50%, la hiponutrición y niveles bajos de ácidos grasos libres elevan la secreción de GH.Durante el ayuno, se degradan proteínas musculares y se consume glucosa, esto produce la secreción de un péptido gástricoestimulador de la GH (el Ghrelin)que aumenta los niveles de GH.

Hormonales Las neurohormonas hipotalámicas: la GHRH (hormona liberadora de somatotropina) que se estimula con el hambre o el estrés y laGHIH (somatostatina) que inhibe la secreción de GH disminuyendo la sensibilidad de las células productoras de GH a la acción de laGHRH. Además otras hormonas estimulan la secreción de GH (hormonas sexuales, tiroideas y el cortisol)

Nerviosos El ejercicio, el sueño profundo, los traumatismos, fiebre o cirugías elevan la concentración de GH en el plasma.

Factores de regulación insulinoides (o somatomedinas)A excepción del tejido de la abela , los músculos y el hígado a todas las demás células y órganos diana lleganpéptidos producidos principalmente por los hepatocitos y que se parecen a la proinsulina; por ello reciben el nombrede Insulinlike Growth Factors (IGF) o Somatomedinas. Hay dos tipos, el IGF-1 con un 50% de homología con lainsulina, incluso sus receptores de membrana son muy parecidos ya que producen autofosforilación, y el IGF-2parecido en un 70% a la insulina y que por el contrario tiene receptores de membrana muy distintos a ésta. Susfunciones son estimular el crecimiento de los huesos y de los cartílagos, participar en la diferenciación de las célulasmesodérmicas y regular el metabolismo celular a nivel local.El IGF-1 circula unido a un complejo de proteína mayor (IGF-Big Protein o IGF-BP), principalmente a la proteínafijadora de factor de crecimiento (IGF BP-3).Cuando la somatotropina estimula el hígado, este libera IGF-1 que sedirige hacia los órganos diana y actúa como una hormona. Pero en el cartílago, además de actuar como hormona, laIGF-1 actúa como regulador autocrino al estimular la división y el crecimiento celular (cuando la somatotropinaestimula los condrocitos y estos liberan la IGF-1). Las somatomedinas no intervienen en el catabolismo de loslípidos ni en inhibir el uso de la glucosa.

Hormona del crecimiento 5

Importancia de los factores de regulación insulinoides en el diagnóstico.La GH no se puede detectar en el suero durante casi todo el día en pacientes sanos y no sometidos a estrés. Ademássi representamos gráficamente los valores de GH se observan unos picos discretos, que hacen muy difícil interpretarun valor aislado de la GH. Sin embargo, la IGF-I es constante a lo largo de todo el día, incluso después de la ingestade alimentos. Por eso, son los valores de IGF-1 e IGF BP-3 los que se utilizan para diagnosticar y llevar a cabo unseguimiento de los pacientes con desórdenes en la función de la GH.

En humanos, los niveles de IGF-1 son prácticamente indetectables en el momento del nacimiento. Estos se elevan demanera im durante la infancia y su máximo valor se alcanza a la mitad de la adolescencia. Se mantienen medioshasta los 40 años aproximadamente, para después irse reduciendo de manera gradual. Un nivel bajo de IGF-1 es elvalor más útil para diferenciar la condición normal de la deficiencia de Hormona del Crecimiento cuando ladeficiencia es severa. También es utilizada para evaluar el cambio del estado nutricional.En el mantenimiento de la masa muscular-esquelética y en la hipertrofia de ésta, se manifiesta el rol central de IGF-1y se ha planteado que la falta de IGF-1 sea una de las principales causas por las que el músculo esquelético pierdemasa y fuerza con el transcurso de la edad.

Producción de GH sintéticaPara tratar las afecciones por deficiencia de somatotropina se han creado, de distintas maneras, hormonas sintéticasestructuralmente idénticas a la GH para que sus efectos sean más precisos. Los medios utilizados para fabricar ypurificar somatotropina son un factor muy importante a tener en cuenta. Entre ellos están:• Somatotropina / Cadáver-HC

El uso de la Hormona del crecimiento Cadáver fue aprobado como tratamiento para el déficit de hormona decrecimiento desde los años 60 hasta los 80. La Cadáver-HC se obtiene purificando la hormona de crecimientorecogida del páncreas de cadáveres. Sin embargo, en los 80, se descubrió que el mal de Creutzfeld-Jakob (MCJ)puede ser transferido desde los cadáveres a los usuarios, y su uso fue suspendido.• El Somatrem / Tecnología Inclusion Body / Met-HCH

Met- HCH fue la primera forma biosintética de hormona del crecimiento humana que se desarrolló. Pero comoMet-HC no era hormona de crecimiento pura, produjo efectos colaterales. Esto es debido a que Met-HC tiene unaminoácido metionil adicional que provoca que la persona genere anticuerpos en su contra. Algunos usuariossufrieron reacciones alérgicas al Met-HC y en otros produjeron tanta resistencia, que neutralizaron su efecto.• La Somatotropina / Tecnología Protein Secretion y Fabricación Mouse-Cell / HCH

Hormona del crecimiento 6

El método de fabricación GH más comúnmente utilizado a día de hoy es a través de tecnología Protein Secretion ode fabricación Mouse-cell. Los dos métodos crean una hormona del crecimiento idéntica a la GH producida de formanatural por el cuerpo humano.• Sprays y Píldoras de HCH

Muchas compañías interesadas en acrecentar su economía gracias a la industria de esta hormona han fabricado unspray de hormonas del crecimiento vegetales, asegurando al cliente mayor efectividad a menor coste que la GHinyectable. Sin embargo, no es para nada cierto debido a que la GH es un polipéptido frágil y de gran tamaño(22.000Da) que contiene 191 aminoácidos en una secuencia exacta, y con determinadas uniones que le dan unaconfiguración 3-D imprescindible para su funcionamiento. La única forma segura de fabricar una GH correcta esempalmando genes humanos con bacterias o con células madre, y haciendo crecer esas células. No hay en absolutoninguna fuente vegetal de HCH. La HCH debe ser producida utilizando genes humanos.• Fermentación a altas densidades de E. coli recombinante 4, para la obtención de GH

En este método se utiliza la bacteria E. coli (cepa: K802) como lugar de hospedaje para el plásmido que codifica lahormona del crecimiento humana (plásmido: SSM). Luego se cultiva la cepa modificada para lo cual se inocula enun medio LB a pH 7, y como fuente de carbono se le añade glicerol en lugar de glucosa, disminuyendo así el tiempode fermentación y evitando la producción de subproductos como el acetato que inhibe el crecimiento de lacomunidad bacteriana. Las E. coli cultivadas se trasladan a un tanque con 200 ml del medio de LB y 100mg/ml deampicilina y lo mantenemos incubando 12 horas a 37 °C. Tras este periodo de incubación, centrifugamos a 220 rpm.Finalmente, extraemos la hormona acumulada de manera intracelular. Este método ha logrado varias ventajasmejorando la productividad, reduciendo el volumen utilizado y los costos tanto de producción como de inversión enequipo.

Véase también• Deficiencia de la hormona de crecimiento• Hormona de crecimiento• Somatotropina• Enanismo• Acromegalia• Somatomedinas• Somatostatina• Factor de crecimiento de tipo insulina tipo II• Factor de crecimiento de tipo insulina tipo I• Hormona del crecimiento y otras hormonas

Bibliografía• MARTIN CUENCA, E. "Fundamentos de fisiología" Ed. Thomson (2006)• RHOADES, R. A.; TANNER, G. A. "Fisiología médica" eD. Elsevier (1997)

Fuentes y contribuyentes del artículo 7

Fuentes y contribuyentes del artículoHormona del crecimiento  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=42126211  Contribuyentes: Banfield, Dama sortica, Dhidalgo, Diegusjaimes, Dubaele, Federicoberardi, Gusvel,Petruss, Quesada, Rosarinagazo, 25 ediciones anónimas

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentesArchivo:Somatotropine.GIF  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Somatotropine.GIF  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: User:RombikArchivo:Illu_pituitary_pineal_glands.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Illu_pituitary_pineal_glands.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Denniss,Lennert B, Patho, Was a bee, 1 ediciones anónimasArchivo:Hormonas-hipotalamicas.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Hormonas-hipotalamicas.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: User:DubaeleArchivo:Tamaños-rainer.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Tamaños-rainer.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: User:DubaeleArchivo:Hipófisis-hormonas2.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Hipófisis-hormonas2.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: User:DubaeleArchivo:PulsosGH.png  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:PulsosGH.png  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: User:Dubaele

LicenciaCreative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unportedhttp:/ / creativecommons. org/ licenses/ by-sa/ 3. 0/