在上次悦长课堂中,我们介绍了“垂体”和“下丘脑”的构造和作用。提起生长发育问题,很多人会与生长激素分泌相联系,其实,生长因子和胰岛素样生长因子结合蛋白对长个子也起到十分重要的作用。分析、治疗生长发育问题,有必要系统了解一下生长因子和胰岛素样生长因子蛋白。
生长因子
生长激素并不直接产生作用,而是刺激机体产生一种活性因子,这种因子可促进软骨的生长、促进细胞的有丝分裂、诱导细胞的增殖、抑制细胞凋亡等,这就是生长因子,又被称为生长素介质。
生长因子分泌细胞广泛分布于各种组织中,如肝、肾、脑、肠。血循环中生长因子主要来自肝脏。生长激素分泌不足时,生长因子水平会下降,可以用外源性的生长激素纠正。
生长激素对骨的生长刺激,首先是直接刺激骨骺生长板的前软骨细胞或生发层细胞,使之分化成软骨细胞,然后通过自分泌和旁分泌的方式,作用于分化的软骨细胞的生长因子受体上,从而使软骨细胞扩增、肥大形成成骨细胞,从而促进骨成长。这体现了胰岛素样生长因子(IGF)的促生长作用。
胰岛素样生长因子
胰岛素样生长因子的生物效应是对代谢的作用:
对蛋白质的作用表现在可刺激组织摄取氨基酸,维持氮平衡。
对糖的作用与胰岛素类似,其降糖能力为胰岛素的1/13,只刺激外周组织对葡萄糖摄取和利用,但不能促进肝糖原的分解。
对脂肪组织代谢较弱。
胰岛素样生长因子有两种:
胰岛素样生长因子-1(IGF1)是碱性多肽,可刺激骺板软骨细胞增殖,促进胶原及硫酸粘多糖合成,介导生长激素促骺板生长效应。亦参与蛋白质代谢的调节。
胰岛素样生长因子-2(IGF2)是调节胚胎发育的重要生长因子。
胰岛素样生长因子结合蛋白
胰岛素样生长因子结合蛋白为生长激素受体细胞外片段。血循环中生长激素均与高亲和力的生长因子结合蛋白结合在一起,并被运到靶细胞上发挥生物作用。它可抑制过多的生长激素结合到细胞受体上,同时可延缓生长激素的降解。
人体中生长因子结合蛋白(IGFBP),现今发现至少有6种:
IGFBP1主要在肝、蜕膜和肾合成,它在血清中的水平有明显的昼夜节律,晚间升高,白天下降,新生儿水平高。
IGFBP2受年龄、代谢状态的影响,婴儿、老年人水平较高,青壮年较低。垂体功能低下、营养不良和神经性厌食的病人水平增高。
IGFBP3由肝脏合成和分泌,在血清中含量最丰富。其血清浓度依赖于生长激素和生长因子的水平,可反映健康儿童内源性生长激素的分泌情况,是诊断生长激素缺乏症有价值的指标。无明显昼夜变化,但与年龄有关,出生时水平低,随年龄增加水平增高,青春期达高峰,成年后逐渐下降。
IGFBP4的血清浓度低,现已知骨细胞的IGFBP4受维生素D和甲状旁腺素调节。
IGFBP5主要在肾脏表达,IGFBP5与细胞表面结合后,可被蛋白酶水解,水解片段与IGF的亲和力降低。
IGFBP6可在卵巢、前列腺细胞、成纤维细胞等表达。
总之,IGFBPs功能包括:
通过与IGFs形成复合物,限制游离IGF的水平,限制IGF的生物活性;
与IGFs低亲和力的结合,形成缓慢释放的IGFs的库,延长IGF作用时间;
调节IGF从血管内向血管外的转移,通过受体直接作用于细胞。
本文内容主要来源自《让孩子长高:矮小儿童生长知识问答》,史定平著,人民卫生出版社2008年版。文中图片来源于网络。
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