Growth hormone

It is a simple protein hormone secreted from the anterior pituitary gland and is said to be present in all vertebrates. It is also written as GH (short for growth hormone) or STH (short for somatotropic hormone), and its chemical name is somatotropin. Human growth hormone consists of 191 amino acid residues and comes in two types with molecular weights of 20,000 and 22,000, and its structure has also been elucidated. The amino acid sequences have been identified for many animals, including cows, pigs, and sheep.

Growth hormone regulates the metabolic system of various substances and is related to the growth of animals. However, hormones such as thyroid hormone, insulin, adrenal cortex hormones, and sex hormones are also involved in substance metabolism. Growth hormone regulates metabolism by acting cooperatively or antagonistically with these hormones. Therefore, growth hormone is not the only factor that promotes growth, and harmonious secretion with other hormones is necessary for normal growth. For example, growth hormone suppresses the breakdown of amino acids in tissues and promotes protein synthesis. It also promotes the release of free fatty acids from adipose tissue and increases their uptake into tissues. Furthermore, growth hormone is involved in sugar metabolism, promoting the release of glucose from the liver and reducing the uptake of glucose from the blood in muscles and adipose tissue. As a result, blood sugar levels rise. It also acts on the epiphyseal cartilage plates at both ends of the long bones of growing animals, promoting their proliferation and promoting the growth of long bones. Thus, growth hormone is involved in the growth of animals, but its action changes depending on the tissue that reacts and the developmental stage. In humans, excessive secretion of growth hormone during childhood results in gigantism, while excessive secretion of growth hormone after the cessation of growth of the epiphyseal cartilage of long bones results in acromegaly. Conversely, insufficient secretion of the hormone during the growth period results in short stature. Secretion of growth hormone is inhibited by somatostatin, a growth hormone inhibitor in the hypothalamus, and promoted by growth hormone-releasing factor.

Growth hormone levels are measured by radioimmunoassay, which uses an antigen-antibody reaction. Biological methods include injecting a sample into young mice with the pituitary gland removed and measuring the growth of the epiphyseal cartilage of the tibia, and measuring the incorporation of sulfate into cartilage in chicken embryos. Fish respond to bovine, porcine, monkey, and human growth hormones. Rats do not respond to fish growth hormones, but do respond to growth hormones from other mammals. Humans do not respond to growth hormones from other animals, including primates. For this reason, human growth hormone must be used to treat short stature. Growth hormone also promotes the synthesis and secretion of insulin-like growth factor I, which is synthesized in the liver, kidneys, and muscles. It has been discovered that this insulin-like growth factor mediates the effects of growth hormone, such as cell proliferation and protein synthesis.

[Sumio Takahashi]

"Growth hormone and related peptides" edited by Kazuo Shizume (1992, Asakura Publishing) " "Growth hormone and prolactin family" edited by the Japanese Society for Comparative Endocrinology (1996, Society Publication Center)

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

下垂体前葉から分泌される単純タンパク質のホルモンで、脊椎(せきつい)動物全般にわたって存在するといわれている。GH（growth hormoneの略）、STH（somatotropic hormoneの略）とも表記し、化学物質名はソマトトロピンsomatotropinという。ヒトの成長ホルモンは、191個のアミノ酸残基からなり分子量が2万または2万2000の2種があり、その構造も明らかになっている。ウシ、ブタ、ヒツジなど多数の動物で、アミノ酸配列がわかっている。

　成長ホルモンは、種々の物質の代謝系を調節して、動物の成長に関係している。しかし、甲状腺(せん)ホルモン、インスリン、副腎(ふくじん)皮質ホルモン、性ホルモンなどのホルモンも物質代謝に関係している。成長ホルモンは、これらのホルモンと協調的あるいは拮抗(きっこう)的に作用し代謝調節を行う。したがって、成長ホルモンのみが成長促進の要因ではなく、他のホルモンとの調和のとれた分泌が、正常な成長に必要である。たとえば成長ホルモンは、組織におけるアミノ酸の分解を抑え、タンパク質の生合成を促進する。また脂肪組織からの遊離脂肪酸の放出を促進するとともに、組織へのその取り込みを増加させる。さらに、成長ホルモンは糖代謝にも関係し、肝臓からのブドウ糖の放出を促進し、筋肉や脂肪組織の血中からのブドウ糖の取り込みを減少させる。その結果、血糖値が上昇する。また、成長期の動物の長骨の両端にある骨端軟骨板に作用し、その増殖を促し、長骨の成長を促進している。このように、成長ホルモンは動物の成長に関与するが、反応する組織や発生段階により、その作用は変化する。とくにヒトでは、成長ホルモンの分泌亢進(こうしん)が小児期におこると巨人症に、長骨の骨端軟骨の増殖停止後におこると先端巨大症となる。その逆に、成長期のホルモン分泌不全により低身長症がおこる。成長ホルモンの分泌は、視床下部の成長ホルモン抑制因子であるソマトスタチンにより放出が抑制され、成長ホルモン放出因子により促進される。

　成長ホルモン量は、抗原抗体反応を利用したラジオイムノアッセイにより測定する。生物学的測定法としては、下垂体を摘出した幼若ネズミに検体を注射し、脛骨(けいこつ)の骨端軟骨の成長を測定する方法や、ニワトリ胚(はい)の軟骨への硫酸塩の取り込みを測定する方法がある。魚類は、ウシ、ブタ、サル、ヒトの成長ホルモンには反応する。ラットは魚類の成長ホルモンには反応しないが、他の哺乳(ほにゅう)類の成長ホルモンに反応する。ヒトは、霊長類を含めて他の動物の成長ホルモンに反応しない。このため低身長症の治療には、かならずヒトの成長ホルモンを利用しなければならない。また、成長ホルモンは、肝臓、腎臓(じんぞう)や筋などで合成されるインスリン様成長因子Ⅰの合成・分泌を促進する。このインスリン様成長因子が、細胞増殖やタンパク質合成などの成長ホルモン作用を仲介していることがわかってきた。

［高橋純夫］

『鎮目和夫編著『成長ホルモンとその関連ペプチド』（1992・朝倉書店）』▽『日本比較内分泌学会編『成長ホルモン・プロラクチンファミリー』（1996・学会出版センター）』

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例