生长激素的化学结构

Question

可以发生什么化学反应？
通过什么实现促进生长的功能

Answer 1

人生长素（human growth hormone,hGH）含有191个氨基酸，分子量为22000，其化学结构与会催乳素近似，故生长素有弱催乳素作用，而催乳素有弱生长素作用。不同种类动物的生长素，其化学结构与免疫性质等有较大差别，除猴的生长素外，其他动物的生长素对人无效。近年利用DNA重组技术可以大量生产hGH，供临床应用。人GH的化学结构见图11-6。

1．生长素的作用 GH的生理作用是促进物质代谢与生长发育，对机体各个器官与各种组织均有影响，尤其是骨骼、肌肉及内脏器官的作用更为显著，因此，GH也称为躯体刺激素（somatotropin）。

（1）促进生长作用：机体生长受多种激素的影响，而GH是起关键作用的调节因素。幼年动物摘除垂体后，生长即停止，如及时补充GH则可使其生长恢复。人幼年时期GH，将出现生长停滞，身材矮小，称为侏儒症；如GH过多则患巨人症。人成年后GH过多，由于长骨骨骺已经钙化，长骨不再生长，只能使软骨成分较多的手脚肢端短骨、面骨及其软组织生长异常，以致出现手足粗大、鼻大唇厚、下颌突出等症状，称为肢端肥大症。正常成年男子在空腹安静状态下，血浆中GH浓度不超过5μg/L,成年女子不超过10μg/L。而巨人症与肢端肥大症患者血中GH浓度可明显增高。
GH的促生长作用是由于它能促进骨、软骨、肌肉以及其他组织细胞分裂增殖，蛋白质合成增加，离体软骨培养实验发现，将GH加入到去垂体动物的软骨培养液中，对软骨的生长无效，而加入正常动物的血浆却有效，说明GH对软骨的生长并无直接作用，而在正常动物血浆中存在某种有促进生长作用的因子。实验研究证明，GH主要诱导肝产生一种具有促生长作用的肽类物质，称为生长介素（somatomedin,SM），因其化学结构与胰岛素看近似，所以又称为胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)。目前已分离出两种生长介素，即IGF-I和IGF-Ⅱ，它们分子组成的氨基酸有70%是相同的。IGF-I是含有70个氨基酸的多肽，GH的促生长作用主要是通过IGF-I作介导的。IGF-Ⅱ是含有67个氨基酸的多肽，它主要在胚胎期产生，对胎儿的生长起重要作用。血液中的IGF-I含量信号2于GH的水平，摘除垂体的大鼠血中IGF-I含量降低，注射GH后，血中IGF-I含量增加，并与GH的剂量呈依赖式。活动期肢端肥大症患者血中IGF-I含量明显增高而侏儒症患者血中IGF-I含量明显低于正常。给人注射GH，往往需要12-18h后，血中IGF-I含量才会升高，所以当血中GH浓度有急剧变化时，在一定时间内血中IGF-I的含量可维持相对稳定，在青春期，随着GH分泌增多，血中IGF-I的浓度也相应增加。

给幼年动物注射生长介素能明显刺激动物生长，身长增高，体重增加，IGF-Ⅱ比IGF-I的促生长作用更强。生长介素主要的作用是促进软骨生长，它除了可促进硫酸盐进入软髓组织外，还促进氨基酸进入软骨细胞，增强DNA、RNA和蛋白质的合成，促进软骨组织增殖与骨化，使长骨加长。

血中的生长介素，绝大部分与生长介素结合蛋白结合，被运送到全身各处除肝外，肌肉、肾、心与肺等组织也能产生生长介素，可能以旁分泌的方式，以局部起作用。

（2）促进代谢作用：GH可通过生长介素促进氨基酸进入细胞，加速蛋白质合成，包括软骨、骨、肌肉、肝、肾、心、肺、肠、脑以皮肤等组织的蛋白质合成增强；GH促进脂肪分解，增强脂肪酸氧化，抑制外周组织摄取与利用葡萄糖，减少葡萄糖的消耗，提高血糖水平。GH对脂肪与糖代谢的作用似乎与生长介素无关，机制尚不清楚。

近年研究证明，血中的生长介互可对GH分泌有负反馈调节作用。IGF-I能刺激下丘脑释放GHRIH，从而抑制GH的分泌。IGF-I还能直接抑制培养的腺垂体细胞GH的基础分泌和GHRH刺激的GH分泌，说明IGF-I可通过下丘脑和垂体两下水平对GH分泌进入负反馈调节。

除了上述的调控机制外，还有许多因素可以影响GH的分泌：

（1）睡眠的影响：人在觉醒状态下，GH分泌较少，进入慢波睡眠后，GH分泌明显增加，约在60min左右，血中GH浓度达到高峰。转入异相睡眠后，GH分泌又减少。看来，在慢波睡眠其GH分泌增多，对促进生长和体力恢复是有利的。50岁以后，GH这种分泌峰 消失。

（2）代谢因素的影响：血中糖、氨基酸与脂肪酸均能影响GH的分泌，其中以低血糖对GH分泌的刺激作用最强。当静脉注射胰岛素使血糖降至500mg/L以下时，经30-60min，血中GH浓度增加2-10倍。相反，血糖升高可使GH浓度降低。有人认为，在血糖降低时，下丘脑GHRH神经元兴奋性提高，释放GHRH增多，GH分泌增加，可减少外周组织对葡萄糖的利用，而脑组织对葡萄糖的利用可基本不受影响。血中氨基酸与脂肪酸增多可引起GH分泌增加，有利于机体对这些物质的代谢与利用。

此外，运动、应激刺激、甲状腺激素、雌激素与睾酮无法能促进GH分泌。在青春其，血中雌激素或睾酮浓度增高，可明显地增加GH分泌，这是在期GH分泌较多的一个重要因素。

参考资料：http://post.baidu.com/f?kz=36091451

Answer 2

生长激素是由脑下垂体所分泌，能促进孩童生长，是正常的生长所必须。它除了有身高增长的效用之外，现在我们已知生长激素对於体内脂肪、肌肉量，以及对生活品质的整体感觉有极大的影响。

1956年，生长激素才首次自脑下垂体组织被分离纯化出来；1972年生长激素的结构才被确定。1980年代中期以前，人的脑下垂体是生长激素产品的主要制造来源；如今，利用基因工程技术，生长激素可以被大量生产，广大的病人因此受惠。

生长激素是由脑下腺全天24小时制造，并释入血液，但分泌量依时间不同而异。在白天，只有极低量的生长激素产生；而在夜晚的分泌量则会达到高峰。因此，生长激素的补充治疗为每日睡前给药一次，以仿照人体自然分泌状况。

生长激素缺乏的原因

生长激素缺乏有几个原因，最主要是下视丘或脑下垂体的毛病。在极少的病例中，病人有正常量的生长激素分泌，但因身体对生长激素的使用有缺陷，所以出现不正常。大部份病童是因为下视丘的毛病，不能产生足量的生长激素即所谓”生长激素缺乏症”。而当伴随其他脑下垂体激素分泌不正常，可称为泛脑下垂体机能不足(panhypopituitarism)。

先天性脑下垂体机能不足，乃出现在胎儿发育期时，脑下垂体或下视丘出现不正常发育。而后天性脑下垂体机能不足是因在出生或出生后脑下垂体或下视丘受到伤害，像严重的头部外伤，疾病引起的脑部受损、放射腺治疗、肿瘤等都是起因，结果会造成一种或多种荷尔蒙的分泌不足。

生长激素缺乏的小孩虽然身材矮小，但身体的比例正常，他们看起来有一副娃娃脸，有些可能稍肥胖，智能通常不受影响。

Answer 3

生长激素是由人体脑垂体前叶分泌的一种蛋白质激素，由191个氨基酸组成。它能促进儿童骨骺软骨细胞的分化、增值，使长骨生长，是人体内最重要的促进生长的激素，也就是帮助孩子长个儿的一种激素。人工合成的基因重组生长激素与人脑垂体产生的生长激素的化学结构完全一致，生理、药理作用也保持一致。数万例临床经验验证，重组人生长激素是目前治疗儿童矮身材的唯一安全有效药物。时至今日，科技的进步让生长激素产品不断升级，值得骄傲的是，全球首支长效重组人生长激素注射液金赛增于 2014 年在中国上市，对世界来说，它结束了全球近百年来长高需要每天注射一次生长激素的治疗历史，具有划时代意义；对中国而言，它意味着首个全球主流药物中真正“原研药”的诞生，这是中国医药创新的里程碑。与短效产品相比，金赛增一周只需注射一次，使用者从每年365 次注射减少到52 次，一年减少313次注射，也就意味着孩子每年减少313次痛苦，孩子更愿意接受，依从性提高的同时，用药安全性和便利性大大提升，使用者的生活品质也在提高。另外，金赛增的PEG联接方式和结构保证了蛋白质的稳定性，是安全性极高的蛋白质长效技术，目前已成为全球研发热点及趋势。而且自2014年上市以来，金赛增累积超过1万名亚洲儿童使用，最长用药时间高达6年，实测安全有效。

Answer 4

生长激素就是一种蛋白质