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生长激素与胰岛素样生长因子-1检测的临床意义

归去来兮 2021-9-3 76人围观 技术



简介





生长激素(Growth hormone,GH)是由垂体前叶细胞分泌的一种多肽激素,在人体内可以刺激生长和促进细胞增殖,促进脂肪分解、蛋白合成、影响糖代谢,影响机体神经功能。它是一个包含191个氨基酸的单链多肽激素,分子量22124,受下丘脑产生的生长激素释放激素(GHRH)的调节,呈脉冲式分泌,其分泌受很多因素影响,如剧烈运动、服用精氨酸、多巴胺、进食、饥饿、运动与昼夜节律等,且随机体发育阶段不同而表现为不同水平。

胰岛素样生长因子-1(Insulin-like growth factor,IGF-1)是一种在人体内生长激素(GH)刺激下产生的激素,当垂体前叶分泌GH进入血液循环时,几乎数分钟内GH即可以在肝内促进肝脏细胞合成分泌IGF-1。IGF-1是70个氨基酸的单链多肽,分子量7649,和胰岛素原有50%的序列相同。生长激素的主要效应是通过IGF-1介导而起作用,IGF-1主要由肝脏细胞合成和分泌,一些局部组织,如神经组织、骨组织、肿瘤细胞等也能产生少量IGF-1,以自分泌、旁分泌的形式作用于自身及周围组织。IGF-1在血液中的浓度随GH改变而变化,几乎全部与IGF结合蛋白可逆结合而运输,半衰期长,其他因素对其影响甚微,其水平相对更稳定。


生物学作用



1.GH的生物学作用是通过生长调节素直接作用于全身组织细胞,促进骨、软骨、肌肉以及其他组织细胞分裂增殖,从而促进生长发育[1];通过促进氨基酸进入细胞、促进脂肪分解、抑制外周组织摄取与利用葡萄糖而促进物质代谢,其对机体各器官均有影响,尤其对骨骼肌及内脏器官的作用更为显著。

2.IGF-1的生物学作用广泛,可通过内分泌、自分泌、旁分泌发挥作用,主要有以下作用:①促进细胞有丝分裂,并与上皮生长因子、血小板衍化生长因子有协同作用;②促进神经细胞、肌细胞、脂肪细胞、成纤维细胞的分化与增殖;③作为生长激素的介导因子而促进生长激素的作用;④可以促进肿瘤的生长。


相互关系




IGF-1的合成和分泌受血液中GH水平的控制,循环中的IGF-1又对GH的分泌具有负反馈调节的作用,从而形成了一个GH/IGF-1轴。GF/IGF-1轴正常时,生长激素通过肝脏生长激素受体促进肝脏IGF-1基因的表达,从而促进IGF-1的合成和释放,IGF-1又反馈抑制垂体生长激素的释放,两者彼此之间相互调节(见图2)。

生长激素的主要效应是通过IGF-1介导而起作用。IGF-1无明显脉冲式分泌及昼夜节律变化,血清中IGF-1的浓度和生长激素在24小时内大致平行。因此,单一血清IGF-1测定值可更好的反映个体GH分泌状态。另外,IGF-1升高反映24小时GH分泌总体水平,可作为巨人症和肢端肥大症治疗是否有效的指标。


临床意义及应用


1.生长激素

生长激素分泌异常主要是指激素的分泌不足或分泌过多,这些异常都会致病,具体见表1。

2.胰岛素样生长因子

IGF-1介导生长激素在骨发育和生长起重要作用,对肌肉、心血管系统、脑、生殖系统、脂肪组织、免疫系统、肝脏、肾脏、肾上腺、消化系统、肿瘤细胞生长都有重要作用。

其相关疾病及临床应用具体如下:

2.1糖尿病   在1型、2型糖尿病中,GH/IGF-1 轴是异常的,表现为GH 增高、IGF-1降低。

2.1.1  1型糖尿病:胰岛素缺乏伴随GH增高[2],高GH水平会增加糖尿病神经病、肾病、视网膜病等微血管并发症的风险,IGF-1除了胰岛素样降血糖作用外,还通过GH/IGF-1轴负反馈,降低GH的水平。

2.1.2  2型糖尿病:在控制不佳的2型糖尿病,也同样存在GH的高释放,拮抗外周组织胰岛素的作用。在任何一种糖尿病,给予IGF-1 都可以改善血糖控制,并通过降低血清 GH 来改善胰岛素抵抗,此外IGF-1能减少胰岛素的分泌,防止高胰岛素血症,从而提高胰岛素受体的表达。

2.2 儿童生长异常疾病

GH/IGF-1轴的调控作用对儿童生长发育有着一定的影响,其不仅能够通过对内分泌功能的调节促进骨骼生长,还能够对外周组织起到刺激作用,对靶细胞直接产生作用,加快细胞分化及增殖[3]。当儿童出现生长速度较慢,骨骼发育迟缓时,医生怀疑儿童腺垂体功能减退时需要进行GH运动刺激或药物刺激试验,通过外源性刺激检查患者自身的生长激素分泌情况。

2.3  其他状态下

2.3.1 如严重创伤和败血症时,也有GH抵抗,此时血清 IGF-Ⅰ浓度降低;

2.3.2 空腹和营养不良时,尽管生长激素正常或升高,但血清IGF-Ⅰ水平却降低,进食和营养状态的改善能恢复IGF-1水平。

2.3.3 IGF-1是重要的心源性激素,在生理条件下,GH/IGF-1轴旨在调节心脏生长和心肌收缩力[4],从而维持成人的心脏大小和功能在正常水平,另外,在血管中也存在GH和IGF-1的功能性受体,GH和IGF-1可与之结合对血管张力和血管阻力进行调节,这也间接影响了心脏功能。

2.3.4 有文献指出,IGF-1在骨质疏松的患者中显著降低,在乳腺癌、肺癌等恶性肿瘤[5]均可出现IGF-1增高。

2.3.5研究发现,IGF-1存在于各种增生组织,如子宫内膜和卵巢组织。患有严重子宫内膜异位症时,血清中IGF-1水平较高,而子宫内膜局部的IGF-1水平减低,这可能是导致不孕的原因,多囊性卵巢综合征( PCOS)患者卵巢局部的IGF-1活性增强[6],与患者肥胖、高雄激素水平等一系列临床症状有关。IGF-1在良、恶性肿瘤中也起着重要的作用,IGF-1能刺激子宫肌瘤细胞的生长。围绝经期妇女若存在高IGF-1水平,患乳腺癌的风险增大。绝经前后女性的高IGF-1水平与宫颈癌、卵巢癌和子宫内膜癌的发病率存在相关性。详见表2、表3。


检测时注意事项

1.实验前夕晚餐后不再进食,卧床休息,避免精神刺激。

2.GH呈昼夜节律性,正常检查时应空腹采血。

3.长期禁食、胰岛素注射所致低血糖、运动、应激状态下,GH分泌会增加。

4.对于身材矮小患者诊断时应联合检测其他内分泌检查:如T4、TSH、T、ACTH等,及影像学检查、B超、染色体等。


参考文献

[1]  赵红,汪承亚,陈家伟.胰岛素样生长因子I的基础与临床研究进展[J].国外医学(内分泌学分册),2000,20(6):302-305.

[2] 吴国柱,郭跃先,杨士杰.胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的临床应用进展[J].河北医药,2015,(9):1398-1400.

[3] 张磊,王耀邦,高凤,曹兴丽,侍响响.生长激素-胰岛素样生长因子轴功能检测在矮小症儿童病因诊断中的意义[J].临床和实验医学杂志,2019,18(22):2441-2444.

[4] 朱佩杰,班博,张梅.成人生长激素缺乏与心血管系统相关研究的进展[J].中国医师进修杂志,2019,42(8):762-765.

[5] 郑茂恩,王可洲,金东庆,朱靖,周东顺,李临江.生长激素在肿瘤治疗方面的研究进展[J].现代肿瘤医学,2013,21(4):883-886.

[6] 李丽华.血清中IGF-1及PI3K/Akt信号通路在PCOS患者体内表达的变化及意义[J].实验与检验医学,2018,36(3):333-336.


来自: 检验科
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