Соматомедин С¶
Соматомедин С — пептидный гормон, один из трёх инсулиноподобных факторов роста (ИФР-1, от англ. Insulin-like Growth Factor 1), синтезируемый преимущественно в печени под действием гормона роста. Представляет собой полипептидную цепь из 70 аминокислот с молекулярной массой около 7,6 кДа. Является основным опосредующим агентом анаболических и митогенных эффектов гормона роста в организме человека и млекопитающих.
¶Происхождение названия
Термин «соматомедин» (от лат. soma — тело и mediare — посредничать) был предложен в 1970-х годах для обозначения группы гормонов, которые опосредуют (посредствуют) действие гормона роста на ткани. Считалось, что гормон роста не действует напрямую на клетки-мишени, а стимулирует выработку «посредников» — соматомединов. В 1987 году Международный комитет по номенклатуре гормонов объединил ранее известные факторы — соматомедин А, соматомедин С и фактор роста, стимулирующий колонии (МФР) — под единым названием «инсулиноподобные факторы роста» (ИФР). Соматомедин С стал обозначаться как ИФР-1 (IGF-1), соматомедин А — как ИФР-2 (IGF-2), а МФР — как ИФР-3 (IGF-3, инсулин).
¶Структура и биосинтез
Соматомедин С состоит из 70 аминокислот в единичной полипептидной цепи, сходной по первичной структуре с проинсулином (примерно 50 % гомологии). Молекула содержит три дисульфидные мостики, обеспечивающие её трёхмерную структуру.
Основным источником синтеза является печень. Гепатоциты вырабатывают до 75 % циркулирующего в крови ИФР-1. Дополнительно гормон продуцируют почки, сердце, лёгкие, костная ткань, хрящи, эндотелий сосудов и многие другие ткани, однако вклад их в общий уровень в плазме невелик.
Синтез в печени строго контролируется гормоном роста (соматотропином). При связывании соматотропина с рецепторами гепатоцитов запускается каскад JAK/STAT-сигналинга, приводящий к транскрипции гена IGF1. Уровень соматомедина С в плазме колеблется в течение суток: максимальные значения отмечаются ночью, в фазу глубокого сна, что связано с пиковой секрецией гормона роста.
¶Транспорт в крови
В плазме крови соматомедин С циркулирует не в свободном виде, а в комплексе с белками-переносчиками — ИФР-связывающими белками (IGFBP, от англ. Insulin-like Growth Factor Binding Protein). Основной переносчик — ИФР-связывающий белок 3 (IGFBP-3), который вместе с кислым лабильным субъединичным белком (ALS) формирует тройной молекулярный комплекс массой около 150 кДа. Этот комплекс увеличивает период полувыведения гормона с минут до 12–15 часов, обеспечивая стабильный уровень в крови. Менее 1 % общего ИФР-1 находится в свободной, биологически активной форме.
¶Механизм действия
Соматомедин С действует через специфический трансмембранный рецептор ИФР-1 (IGF1R) — тирозинкиназный рецептор, гомодимер которого при связывании лиганда undergoes аутофосфорилирование. Активированный рецептор запускает две основные сигнальные каскады:
- PI3K/Akt-путь — обеспечивает метаболические эффекты: стимуляцию синтеза белка, гликогена, транспорта глюкозы, антиапоптотическое действие;
- Ras/MAPK-путь — опосредует митогенные и пролиферативные эффекты: деление и дифференцировку клеток.
Рецептор ИФР-1 имеет высокую гомологию с инсулиновым рецептором, что объясняет способность соматомедина С связываться с инсулиновым рецептором (со значительно меньшим сродством) и проявлять инсулиноподобные метаболические эффекты.
¶Биологические эффекты
Основные физиологические функции соматомедина С:
- Стимуляция линейного роста костей и хрящей (в комплексе с гормоном роста и половым гормонами);
- Анаболическое действие на мышечную ткань — повышение синтеза белка, увеличение мышечной массы;
- Гипертрофия и регенерация тканей;
- Нейропротективное действие — поддержка выживаемости нейронов;
- Регуляция углеводного обмена — повышение чувствительности тканей к инсулину;
- Антиапоптотический эффект — подавление программируемой гибели клеток.
¶Клиническое значение
Уровень соматомедина С в сыворотке крови является основным лабораторным маркером дефицита гормона роста у детей и взрослых, поскольку отражает суммарную секрецию соматотропина за сутки. В норме концентрация ИФР-1 у взрослых составляет 100–300 нг/мл и зависит от возраста, пола, питания и функции печени.
Повышенный уровень соматомедина С наблюдается при акромегалии и гигантизме (избыточная секреция гормона роста), а также при беременности. Сниженный — при дефиците гормона роста, истощении, хронических заболеваниях печени, гипотиреозе, нечувствительности к гормону роста (синдром Ларона, обусловленный мутациями рецептора ИФР-1).
Соматомедин С играет роль в патогенезе ряда онкологических заболеваний: избыточная экспрессия ИФР-1 и ИФР-связывающих белков ассоциирована с повышенным риском развития рака молочной железы, простаты, толстой кишки и лёгкого. Вместе с тем, в клинической практике используются агонисты и аналоги ИФР-1 (например, мекасермин) для лечения липодистрофии, а также ингибиторы ИФР-1-рецептора изучаются как потенциальные противоопухолевые средства.
¶Примечания
История изучения соматомедина С связана с работами Родали и Доббза (1957), впервые показавших, что эффекты гормона роста опосредуются «фактором, стимулирующим сульфатирование хряща», а также с работами Хума и Фрэнка по выделению и очистке ИФР-1 из плазмы (1980-е годы). Полная аминокислотная последовательность соматомедина С была установлена в 1978 году.
Источники:
- Резник Ю. Б., Маркова Т. Ю. Гормон роста и инсулиноподобные факторы роста в клинической практике
- Clemmons D. R. Use of mutagenesis to probe IGF-binding protein structure/function relationships — Endocrine Reviews
- Балаболкин М. И. Эндокринология: учебное пособие
- Лазебник Л. Б. Клиническая лабораторная диагностика