Wachstumshormon- und IGF-1-Achse

Wachstumshormon wird von der Hypophyse unter hypothalamischer Kontrolle sezerniert und wirkt sowohl direkt auf Gewebe als auch, was wichtig ist, durch die Induktion von insulinähnlichem Wachstumsfaktor 1 (IGF-1), der größtenteils von der Leber produziert wird. Diese Wachstumshormon-IGF-1-Achse steuert das Längenwachstum der Knochen in der Kindheit und beeinflusst den Stoffwechsel während des gesamten Lebens, indem sie Signale aus dem Hypothalamus, der Hypophyse und peripheren Geweben integriert.

Definition

Die Wachstumshormon-IGF-1-Achse umfasst das hypothalamische Wachstumshormon-Releasing-Hormon und Somatostatin, das hypophysäre Wachstumshormon (Somatotropin) und den insulinähnlichen Wachstumsfaktor 1 (IGF-1); Wachstumshormon stimuliert die IGF-1-Produktion, und beide zusammen fördern das Wachstum und modulieren den Stoffwechsel, wobei IGF-1 eine negative Rückkopplung bewirkt.

Scope

Der Eintrag behandelt die Regulation der Wachstumshormonsekretion, den Somatomedin-Mechanismus (IGF-1), über den viele seiner Wachstumseffekte vermittelt werden, die pulsatile und rückgekoppelte Natur der Achse sowie ihre metabolischen Wirkungen. Es handelt sich um ein physiologisches Referenzthema und bietet keine Anleitung zur Diagnose oder Behandlung von Wachstums- oder Hypophysenstörungen.

Core questions

• Wie wird die Wachstumshormonsekretion durch den Hypothalamus und durch Rückkopplung reguliert?
• Wie wirkt Wachstumshormon sowohl direkt als auch über IGF-1?
• Welche Wachstums- und Stoffwechselwirkungen hat die Achse über die gesamte Lebensspanne?

Key concepts

• Wachstumshormon-Releasing-Hormon (GHRH)
• Somatostatin (GH-hemmend)
• Pulsatile Wachstumshormonsekretion
• Insulinähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1)
• Negative Rückkopplung durch IGF-1
• Direkte versus IGF-1-vermittelte Wirkungen

Key theories

Somatomedin-Hypothese

Die Annahme, dass viele der wachstumsfördernden Wirkungen des Wachstumshormons nicht direkt sind, sondern durch einen zirkulierenden, leberabgeleiteten Faktor (Somatomedin, heute IGF-1) vermittelt werden, dessen Produktion das Wachstumshormon stimuliert; die Hypothese wurde seitdem um die lokale, gewebebezogene IGF-1-Produktion erweitert.

Mechanisms

Hypothalamisches Wachstumshormon-Releasing-Hormon stimuliert und Somatostatin hemmt die Freisetzung von Wachstumshormon aus den Somatotrophen der Hypophyse, wodurch ein pulsierendes Sekretionsmuster entsteht. Wachstumshormon wirkt direkt auf einige Gewebe, übt aber einen Großteil seiner wachstumsfördernden Wirkung durch die Induktion von IGF-1 aus, das hauptsächlich in der Leber und auch lokal in Zielgeweben gebildet wird, im Einklang mit der Somatomedin-Hypothese. IGF-1 fördert das Wachstum von Knochen und anderen Geweben und wirkt rückkoppelnd auf Hypothalamus und Hypophyse, um eine weitere Wachstumshormonfreisetzung zu hemmen. Über das Wachstum hinaus hat die Achse metabolische Wirkungen, einschließlich Effekte auf den Glukose-, Lipid- und Proteinstoffwechsel.

Clinical relevance

Die Wachstumshormon-IGF-1-Achse liegt dem normalen kindlichen Wachstum und der metabolischen Regulation im Erwachsenenalter zugrunde, und ihr Verständnis liefert den physiologischen Hintergrund für Zustände von Hormonüberschuss oder -mangel. Dieser Eintrag beschreibt die normale Physiologie zur pädagogischen Orientierung und ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

Evidence & guidelines

Die Achse basiert auf der Somatomedin-Hypothese, die auf die Identifizierung eines Wachstumshormon-abhängigen Serumfaktors durch Salmon und Daughaday im Jahr 1957 zurückgeht und in späteren Übersichten verfeinert wurde. Nachfolgende Übersichten haben die metabolischen Wirkungen des Wachstumshormons sowie die Geschichte und Physiologie der Achse zusammengefasst. Das Thema stützt sich auf diese Primär- und Übersichtsliteratur und nicht auf eine einzelne klinische Leitlinie.

History

Im Jahr 1957 fanden Salmon und Daughaday, dass das Serum einen Wachstumshormon-abhängigen Faktor enthielt, der den Knorpel stimulierte, was zur Somatomedin-Hypothese führte: dass Wachstumshormon weitgehend über einen zirkulierenden Intermediär wirkt. Dieser Faktor wurde später als insulinähnlicher Wachstumsfaktor 1 identifiziert, und die Hypothese wurde um die lokal produzierte IGF-1-Produktion erweitert, wodurch das moderne Verständnis der Wachstumshormon-IGF-1-Achse geprägt wurde.

Key figures

• William H. Daughaday
• Derek Le Roith
• Michael B. Ranke

Seminal works

• salmon-daughaday-1957
• leroith-2001

Frequently asked questions

Wirkt Wachstumshormon direkt oder über ein anderes Hormon?

Beides: Wachstumshormon hat einige direkte Wirkungen, aber viele seiner wachstumsfördernden Effekte werden durch IGF-1 vermittelt, dessen Produktion es in der Leber und anderen Geweben stimuliert, wie es die Somatomedin-Hypothese beschreibt.

Wie wird die Wachstumshormon-IGF-1-Achse im Gleichgewicht gehalten?

Hypothalamisches GHRH und Somatostatin steuern die Wachstumshormonfreisetzung, und IGF-1 bewirkt eine negative Rückkopplung auf Hypothalamus und Hypophyse, wodurch eine weitere Wachstumshormonsekretion gehemmt wird.