¿Qué es la hormona del crecimiento, o somatotropina?
La hormona del crecimiento, o somatotropina, es una hormona proteica secretada por la adenohipófisis e involucrada en los procesos de desarrollo, crecimiento longitudinal del organismo y en el control de varios procesos metabólicos.
Es una hormona no glandotropa. Las hormonas glandotropas de la hipófisis ejercen sus efectos a través de la modificación en la síntesis y liberación de otras hormonas producidas en otras glándulas endocrinas de la periferia del organismo.
Hormonas glandotropas son, por ejemplo, la adrenocorticotropina (ACTH), las gonadotropinas (FSH y LH) y la hormona estimulante de la tiroides (TSH).
Las hormonas no glandotropas, por su parte, y entre las cuales se incluyen la prolactina y la somatotropina, actúan sin el concurso de cualquier otra glándula endocrina, ya que ejercen sus acciones de manera directa sobre las células blanco cuyas actividades regulan.
Estructura de la hormona del crecimiento, o somatotropina
La hormona de crecimiento (GH, por Growth hormone) es una proteína relativamente pequeña que se presenta en varias isoformas. La isoforma principal está compuesta de unos 191 aminoácidos, tiene un peso molecular de 22 kDa y proviene de un péptido precursor más largo (pre-GH) de 28 kDa, que también se secreta pero que carece de funciones fisiológicas.
En su estructura, la somatotropina parece evolutivamente homóloga a la prolactina y a la somatomamotropina coriónica (CS), producida esta última en la placenta. Tal es la similitud, que se considera que las tres forman una familia hormonal.
La estructura secundaria de la somatotropina muestra 4 hélices alfa estabilizadas con dos puentes disulfuro, cuya configuración es necesaria para la interacción de la hormona con su receptor.
Un dato en relación con la estructura, y digno de ser resaltado, lo representa el hecho de que a pesar de que las hormonas de crecimiento de diferentes especies poseen notorias similitudes con la humana, solo esta última, y la de los primates, ejercen efectos significativos en humanos.
Funciones de la hormona del crecimiento, o somatotropina
- Crecimiento corporal. Estimula el crecimiento de huesos y cartílagos (especialmente en la infancia y adolescencia). Promueve la división y multiplicación celular. Actúa indirectamente a través de factores como el IGF-1 (factor de crecimiento similar a la insulina).
- Síntesis de proteínas. Aumenta la formación de proteínas en las células. Favorece el desarrollo muscular. Reduce la degradación proteica.
- Metabolismo de grasas. Estimula la lipólisis (uso de grasas como energía). Disminuye el almacenamiento de grasa corporal.
- Metabolismo de carbohidratos. Disminuye la utilización de glucosa por las células. Aumenta la glucosa en sangre (efecto “antiinsulina”).
- Mantenimiento de tejidos. Ayuda en la reparación de tejidos. Contribuye al mantenimiento de órganos y estructuras corporales.
- Regulación del equilibrio corporal. Influye en el equilibrio de líquidos y minerales. Participa en la función del sistema inmunológico.
- Otras funciones. Las acciones anabólicas y mitógenas de la GH y el IGF-1 se manifiestan también en el crecimiento y función del corazón, hígado, bazo, tiroides, timo y lengua. La hormona puede contribuir al engrosamiento de la piel, a la estimulación de las glándulas sudoríparas y al crecimiento del cabello. En los riñones, aumenta la tasa de filtración glomerular y la síntesis de calcitriol, con lo cual se favorece no solo el crecimiento, sino también la mineralización del hueso. Promueve también la eritropoyesis y la síntesis de fibrinógeno y la respuesta inmune por estimulación de los linfocitos T y los macrófagos.
Receptores para la hormona del crecimiento, o somatotropina
Las acciones de la somatotropina, incluyendo la promoción de la síntesis de los factores de crecimiento similares a la insulina, son mediadas a través de su unión con receptores específicos expresados en las membranas de las células blanco.
Hay dos formas de estos receptores, la segunda de las cuales es una variante corta (truncada) de la primera, forma truncada que inhibe la función del receptor largo, y que de llegar a sobre-expresarse produciría una insensibilidad tisular a la hormona.
El receptor largo está formado por 638 aminoácidos y tiene un dominio extracelular de 250, una hélice alfa transmembranal de unos 38 y un dominio intracelular de 350 aminoácidos. Cada molécula de somatotropina termina uniéndose a dos moléculas de receptor y produciendo lo que se llama dimerización del receptor.
Esta dimerización activa unas proteín quinasas JAK2 ubicadas en los extremos intracelulares de cada monómero del receptor, y estas quinasa activas fosforilan otros sustratos como el STAT5 y el propio receptor de la somatotropina.
Las moléculas de STAT5 fosforiladas sufren también una dimerización que las convierte en reguladores muy precisos de la expresión génica y la síntesis de proteínas.
Producción de la hormona del crecimiento, o somatotropina
La somatotropina es sintetizada a nivel de las células somatotropas de la adenohipófisis. Estas células se tiñen intensamente con sustancias ácidas, por lo que se les denomina también acidófilas. Son en conjunto el grupo celular más abundante de la glándula, ya que representan un 50% del total de 5 tipos distintos.
Existe un complejo genético de 5 genes en el brazo largo del cromosoma humano 17 que codifica para las distintas isoformas de la hormona de crecimiento y de la somatomamotropina coriónica humana (hCS).
Uno de ellos es el hGH-N o normal, que codifica la forma más abundante de hormona de crecimiento humana, que es la citada de 22 kDa, y representa el 75% del total de hormona de crecimiento circulante.
Su RNA mensajero se somete a corte y empalme para producir una forma más pequeña de la hormona, de 20 kDa, que carece de los residuos aminoácidos del 32 al 46 y representa el 10%.
Un segundo gen (hGH-V) se expresa principalmente en la placenta y codifica una forma variante de hGH, de la cual solo aparecen cantidades significativas en la circulación durante el embarazo. Los otros 3 genes codifican isoformas de somatomamotropina coriónica humana.
Liberación de la hormona del crecimiento, o somatotropina
Tanto la síntesis como la secreción o liberación de hormona de crecimiento están reguladas por factores estimuladores e inhibidores de dichas funciones.
- Influencias estimuladoras. Entre las principales influencias humorales estimuladoras de la síntesis y la secreción de somatotropina se cuentan los péptidos GHRH (hormona liberadora de la hormona de crecimiento) y Ghrelin. La hormona liberadora de hormona de crecimiento (GHRH) es un péptido hipotalámico que existe en dos variantes de 40 y 44 aminoácidos, respectivamente. Conduce en las células somatotropas a la síntesis de AMPc y a la activación del factor de transcripción PIT1 específico para la hormona de crecimiento. Ghrelin es un secretagogo endógeno de hormona de crecimiento. Es un péptido de unos 28 aminoácidos sintetizado a nivel del hipotálamo y en el estómago. Actúa de manera sinergística con GHRH, cuya liberación promueve, al mismo tiempo que inhibe la de somatostatina. Actúa a través de receptores que activan la fosfolipasa C. Algunos parámetros metabólicos, como hipoglicemia, bajos niveles de ácidos grasos libres en sangre y concentraciones elevadas de aminoácidos, son estímulos importantes para la secreción de hormona de crecimiento. Otros factores estimulantes que cuentan son el estrés agudo, la sobrecarga corporal, el dolor, los esteroides sexuales (pubertad), la dopamina, la estimulación de receptores α2, la acetilcolina, la galanina, la serotonina y la β-endorfina.
- Influencias inhibidoras. Entre estas se citan la somatostatina, u hormona inhibidora de la liberación de hormona de crecimiento (GHRIH), y la retroalimentación negativa. La somatostatina es un péptido hipotalámico de 14 aminoácidos que inhibe la secreción, pero no la síntesis, de la hormona de crecimiento. Una variante larga, de 28 aminoácidos, es sintetizada en el tracto gastrointestinal. Ambas variantes se unen al mismo receptor e inhiben la síntesis de AMP cíclico. En cuanto a la retroalimentación negativa, la GH liberada, mediante una acción autocrina, inhibe su propia liberación ulterior. El IGF-1 inhibe en el hipotálamo la hormona liberadora de hormona de crecimiento y estimula la somatostatina, mientras que inhibe en la hipófisis la síntesis de GH. Algunos parámetros metabólicos, como la hiperglucemia, los niveles plasmáticos elevados de ácidos grasos libres y los niveles bajos de aminoácidos, son inhibidores de la secreción de somatotropina. Inhibidores son también el frío, el estrés crónico, la adiposidad, la progesterona, los déficits de hormonas tiroideas, los déficits o los excesos de cortisol y la estimulación de receptores adrenérgicos β2.
Dosis de hormona del crecimiento, o somatotropina
El uso terapéutico de la hormona de crecimiento biosintetizada está indicado para el tratamiento de aquellos padecimientos en los cuales se ha puesto de manifiesto una deficiencia en su secreción, en el enanismo hipofisario y en niños de talla baja por el síndrome de Turner.
La administración se hace en forma de solución inyectable reconstruida a partir de un vial que contiene un liofilizado con 40 U.I. de la hormona biosintética, y al cual se le añaden los 2 ml acompañantes de solución de cloruro de sodio al 0,9%.
En casos de deficiencia de hormona de crecimiento en niños se recomienda entre 0,07 y 0,1 U.I./kg de peso corporal por día. En síndrome de Turner, 0,14 U.I./kg de peso corporal por día. Para la deficiencia de hormona de crecimiento en adultos: 0,018 a 0,036 U.I./kg de peso corporal por día.
Efectos de la hormona del crecimiento, o somatotropina
La administración terapéutica de somatotropina puede ir acompañada de algunos efectos colaterales adversos, como la hipersensibilidad manifiesta a través de urticaria generalizada, hipoglucemia de ayuno, inflamación en el sitio de la inyección y dolor de cabeza pasajero.
Se ha descrito el desarrollo de una cierta hipertensión intracraneal benigna, más frecuente en niños y menos en adultos.
En cuanto al metabolismo de los carbohidratos, se ha reportado el desarrollo de diabetes mellitus en pacientes que recibían tratamiento con la hormona de crecimiento.
En relación con el sistema músculoesquelético, hay evidencias de miositis inflamatoria con mialgia y debilidad muscular, producidos no por la hormona, sino tal vez por el metacresol usado como conservador en la fórmula.
Se han reportado casos de ginecomastia, anemia y pancreatitis aguda.
Referencias
- Ganong, W.F. The Pituitary Gland, 25th ed. McGraw Hill Education.
- Guyton, A.C., Hall, J.E. Pituitary Hormones and Their Control by the Hypothalamus, in Textbook of Medical Physiology, 13th. Elsevier Inc.
- Lang, F., Verrey, F. Hormone, in Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31 th ed. Springer Medizin Verlag.
- Voigt, K. Endokrines System, in Physiologie, 6th ed. Georg Thieme Verlag.
- Widmaier, E.P., Raph, H., Strang, K.T. The Endocrine System. The Hypothalamus and Pituitary Gland, in Vander’s Human Physiology: The Mechanisms of Body Function, 13th ed. McGraw Hill.