Одним из жизненно необходимых человеческому организму гормональных веществ является инсулиноподобный фактор роста — ИФР -1. Это химически сложное вещество вырабатывается в микроскопических количествах, но опосредованно выступает регулятором многих процессов жизнедеятельности: дифференциации, роста и развития клеток тканей и органов, синтеза белков, обмена липидов и т. д. Функции гормона в организме разнонаправлены и разнообразны, поэтому недостаточная или избыточная продукция ИФР-1 может вызвать серьезные нарушения в его работе и спровоцировать развитие многих заболеваний.
Инсулиноподобный фактор роста (ИФР -1, соматомедин С) — это пептид, получивший свое название благодаря химическому сродству с инсулином. Синтезируется вещество в основном гепатоцитами печени при непосредственном участии инсулина: гормон обеспечивает получение всех необходимых 70 аминокислот для запуска синтеза соматомедина. Затем с током крови ИФР-1 транспортируется белками-переносчиками ко всем органам и тканям. Соматомедин также может синтезироваться самостоятельно в других тканях организма.
Трехмерное изображение ИФР-1
В 70-х годах прошлого столетия ученые обнаружили его как вещество-посредник, обеспечивающее связь между гормоном роста — соматотропином (СТГ) и клетками организма. Практически все действие гормона роста в тканях обеспечивается ИФР-1. Для сохранения своей активности до нескольких часов он связывается со специальными белками-носителями плазмы крови. Необходим для нормального роста детей, у взрослых отвечает за рост мышечной ткани (играет роль анаболического гормона).
Стимуляторами синтеза ИФР-1 являются:
- СТГ — гормон роста;
- белковая пища;
- эстрогены;
- андрогены;
- инсулин.
Глюкокортикостероиды напротив угнетают секрецию соматомедина. Так как в норме ИФР-1 стимулирует рост костей, соединительной и мышечной тканей, то это является одним из доказанных фактов неблагоприятного влияния глюкоротикостероидов на скорость роста организма, его развития и полового созревания.
В отличие от гормона роста, который интенсивнее продуцируется в ночное время, концентрация соматомедина стабильна. Производится организмом на протяжении всей жизни, а не только в периоды активного роста.
Химики и биологи продолжают исследовать вещество, но несколько механизмов действия уже подтверждены научными изысканиями:
- 1. Соматотропный гормон самостоятельно практически не взаимодействует с клетками периферических тканей организма. ИФР-1 является основным первичным посредником, необходимым для проникновения в клетки гормона роста.
- 2. Соматомедин стимулирует рост, дифференциацию и развитие клеток скелетных мышц, соединительной, нервной и костной ткани, кровяных стволовых клеток и клеток таких важных внутренних органов, как печень, почки, легкие.
- 3. ИФР-1 замедляет апоптоз — генетически и физиологически запрограмированную гибель клетки.
- 4. Ускоряет синтез белка и замедляет его разрушение.
- 5. ИФР-1 повышает способность клеток сердца — кардимиоцитов — делиться, тем самым увеличивая работоспособность сердечной мышцы и защищая ее от старения. Доказано, что пожилые люди, имеющие высокие показатели ИФР-1 меньше страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями и дольше живут.
- 6. Способен активировать рецепторы инсулина, благодаря чему глюкоза поступает внутрь клетки и создается дополнительный энергетический резерв.
Большой интерес представляет последние исследования роли соматомедина в онкологических процессах. Последние клинические испытания показали возможную онкогенную активность повышенного уровня вещества в организме и взаимосвязь между возникновением опухолей и высоким уровнем ИФР-1.
Недостаток секреции соматомедина в детском организме проявляется следующим образом:
- низкий рост, карликовость;
- замедленное физическое и психическое развитие;
- снижение мышечного тонуса;
- специфическое»кукольное» лицо;
- отсутствие или сильная задержка полового созревания.
У взрослых пациентов наблюдается остеопороз, более или менее выраженное снижение мышечной массы, изменения в липидограмме — потенциально опасные сдвиги жирового обмена.
Избыток продукции ИФР-1 также приводит к развитию различных патологий:
- гигантизм у детей, проявляющий себя интенсивным ростом костей, что приводит не только к аномально высокому росту тела, но и увеличению до огромных размеров рук и ног;
- во взрослом возрасте происходит патологическое увеличение лицевых костей, особенно нижней челюсти и надбровных дуг, а также кистей рук и стоп;
- появляется повышенное потоотделение, хроническая усталость, головная боль, суставные боли;
- может наблюдаться более или менее выраженное увеличение внутренних органов (сердца, печени, селезенки);
- нарушение функций обоняния и зрения;
- у мужчин диагностирую снижение полового влечения и эрекции;
- значительное нарушение толерантности к глюкозе и развитие сахарного диабета;
- устойчивое повышение артериального давления.
Забор крови для анализа на ИФР-1 осуществляют в утренние часы с 7 до 10 часов, натощак, после как минимум 8-12 часов голодания. Разрешается пить негазированную воду. Для получения достоверного результата за два дня до и в день сдачи анализа запрещается употребление алкоголя и табачных изделий, прием сильнодействующих лекарственных препаратов (исключение составляют жизненно необходимые). Запрещены интенсивные физические нагрузки накануне и в день взятия крови.
Анализ на ИФР-1 не заменяет исследование содержания в крови СТГ (гормона роста). Для достоверной картины патологии проводят оба исследования!
Существует ряд медицинских показаний к периодическому или постоянному контролю содержания ИФР-1 в крови. Анализ рекомендовано сдать при:
- различных патологиях, связанных с избытком или недостатком гормона роста;
- чрезмерно низким или напротив высоким ростом у ребенка;
- резком увеличении отдельных частей тела у взрослого человека и соответствующих изменений внешности;
- несоответствии костного возраста биологическому;
- диагностической оценке функции гипофиза;
- проверке эффективности лечения препаратами гормона роста.
Уровни гормона всегда зависят от возраста и пола, причем физиологически нормальные минимальные уровни соматомедина наблюдаются у детей до 5 лет и лиц преклонного возраста. Нормы содержания соматомедина (мг/л) в зависимости от возраста и пола указаны в таблице.
Большинству известно, что за развитие и рост организма отвечает соматотропный гормон роста, который вырабатывается «дирижером» эндокринной системы гипофизом. Но мало кому известно, что соматотропин гипофиза сам по себе непосредственно не воздействует на клетки. Для того чтоб он выполнял свои функции, необходим «посредник» — инсулиноподобный фактор роста (соматомидин С). Именно об этом гормоне пойдет речь в статье. Тема эта интересна еще и тем, что спортсмены-тяжелоатлеты и бодибилдеры применяют синтетический аналог гормона инсулиноподобного фактора роста для наращивания мышц и сжигания излишков подкожной жировой клетчатки, что делает их рельеф более выразительным.
Еще с середины прошлого столетия начались активные исследования соматропина гипофиза и его влияния на организм. Именно тогда выяснилось, что непосредственного влияния на клетки нашего организма этот гормон не оказывает. А работает он только в связке с соматомедином – инсулиноподобным фактором роста (ИФР 1 или С).
В 1978 году были открыты три таких посредника – ИФР 1 (С), ИФР 2 (В), ИФР 3 (А). Но в нашем организме функцию доставки соматропина выполняет только инсулиноподобный фактор роста 1 (С).
С того же времени началось и изучение применения этого гормона в спорте.
Инсулиноподобный фактор роста (ИФР 1) — простой белок, который состоит из последовательности 70 аминокислот с тремя дисульфидными мостиками. По своему строению и одной из функций он схож с инсулином (гормоном поджелудочной железы) – ИФР также участвует в обмене глюкозы в организме.
Инсулиноподобный фактор роста (соматомедин) и соматотропин (гормон роста гипофиза) тесно связаны и образуют единый каскадный комплекс ГР/ИФР. Гормон соматотропин попадает с током крови в печень, где под его воздействием гепатоцитами начинается синтез соматомедина. А сам гормон роста гипофиза нейтрализуется в организме в течение 1,5 часа.
Далее инсулиноподобный фактор роста с кровью разносится по организму, где участвует в процессах роста, развития и дифференциации клеток.
В последнее время были обнаружены клеточные механизмы, которые доказали, что любая клетка нашего тела может самостоятельно восполнить недостающий запас этого фактора роста при недостаточном его синтезе клетками печени.
В крови новорожденного уже есть небольшая концентрация инсулиноподобного фактора роста (норма для разного возраста приведена в таблице).
Далее его количество в крови повышается. Максимум концентрации достигается в период полового (пубертатного) созревания. До 40 лет уровень данного гормона в организме человека более менее постоянен, а вот к 50 годам он достигает минимума и продолжает снижаться (график ниже).
Каскад соматотропина и соматомедина регулируется посредством обратной связи. Это означает, что если уровень инсулиноподобного фактора роста понижен, то уровень выработки гормона роста гипофизом повышается. И наоборот.
Кроме того, на уровень синтеза гепатоцитами ИФР 1 влияют и другие гормоны нашего организма. Так, синтез соматомедина повышают инсулин, гормоны половых органов, тиреоидные гормоны щитовидной железы. К состоянию, когда уровень инсулиноподобного фактора роста 1 понижен, приводят гормоны надпочечников (глюкокортикостероиды) и другие стероидные гормоны.
Как уже говорилось, ИФР 1 воздействует на все клетки нашего организма, обеспечивая физиологические эффекты главного гормона роста соматотропина. Но наиболее ярко его действие проявляется на мышечной и костной ткани, а именно:
- Соматомедин обеспечивает увеличение мышечной массы.
- Укрепляет сердечные мышцы.
- Улучшает всасывание хондроитина и глюкозамина, которые обеспечивают формирование и молодость суставов.
- Способствует процессам регенерации тканей. Причем доказано, что даже нервная ткань реагирует процессами восстановления на действие данного гормона.
- Установлена связь уровня соматомедина и развития процессов старения. Это связано с его способностью замедлять апоптоз (естественную смерть) клеток.
Низкий показатель соматомедина в крови приводит к множеству необратимых патологий, среди которых:
- Нанизм (карликовость) развивается при нехватке инсулиноподобного фактора роста у детей.
- Ослабленность мышечной ткани, снижение функций некоторых внутренних органов (печень, почки в первую очередь).
- Ослабление костной ткани, хрупкость костей.
- Изменения в структуре жировой ткани.
К понижению выработки соматомедина могут привести следующие факторы:
- Болезни печени, в том числе цирроз.
- Заболевания почек.
- Снижение функций щитовидной железы (гипотиреоз).
- Недосыпание. Соматотропин вырабатывается в гипофизе циклами, преимущественно в период глубокого сна в ночное время.
- Неполноценное питание, анорексия.
- Прием некоторых гормональных препаратов.
Устранение причины гормонального сбоя восстанавливает нормальный уровень соматомедина в организме.
Кроме того, при низком уровне соматомедина важно проверить концентрацию других гормонов в организме.
Такие состояния в детском возрасте не критичны, но, тем не менее, приводят к задержке умственного и физического развития. Прежде всего, необходимо установить причины низкой концентрации данного гормона.
Для повышения уровня соматомедина могут использоваться витаминные комплексы на основе кальция и минералов, укрепляющих костную ткань. Важно следить за питанием ребенка – оно должно быть сбалансированным и обязательно включающим молочные продукты, яйца, красное и белое мясо.
Кроме того, важно давать детскому организму посильную физическую нагрузку. Это стимулирует развитие и формирование мышц и костей.
Избыток данного гормона не менее опасен, чем его недостаток, что может приводить к следующему:
- Развитие гигантизма. Проявляется с 8-9 лет у детей в ускоренном росте скелета и его непропорциональности (удлиненные конечности).
- Акромегалия – патология, связанная с ростом костей в ширину при закрытых зонах роста. У детей это большие руки и ноги. У взрослых разрастаются внутренние органы и рыхлые кости. Последнее приводит к изменениям внешности, а второе к сердечно-сосудистым патологиям (эффект большого сердца), повышению артериального давления, риску развития диабета, ухудшению зрения.
Лечение данных патологий связано с введением соматостатинов – гормонов, блокирующих синтез соматотропина в гипофизе.
В пубертатном периоде повышенная концентрация ИФР приводит к нарушению в работе сальных желез, жирности кожи и акне.
Повышенный уровень ИФР может быть следствием новообразований (доброкачественных или злокачественных) в гипофизе.
Кроме того, последние исследования показали, что частые повышения уровня этого гормона связаны с ростом раковых клеток.
Прежде всего, много этого гормона в крови приводит к преждевременному старению. Высокий ИФР повышает риск развития патологий сердечно-сосудистой системы, увеличивает нагрузку на гепатоциты печени, перегружает почки, приводит к изнашиванию органов.
Как уже говорилось, высокий уровень инсулиноподобного фактора роста приводит к разрастанию уже существующих опухолей и повышенному риску развития новых.
Для нормализации гормонального фона следует включить в свой рацион продукты с высоким содержанием йода, мясо, молочные продукты, рыбу. Кроме белков, в рационе должны присутствовать и растительные компоненты – овощи, крупы из злаков.
Не смотря на циклы выделения соматотропина, концентрация инсулиноподобного фактора роста в крови человека постоянна в течение суток. Этот показатель является опосредованным показателем активности соматотропина гипофиза с высоким уровнем надежности и достоверности. Но при подготовке к сдаче крови на анализ необходимо придерживаться таких рекомендаций:
- Материал для анализа – венозная кровь, которую сдают утром (с 07:00 до 10:00).
- За 8-12 часов до этого нельзя кушать. Можно пить только воду.
- Никотин и алкоголь в крови могут исказить результат анализа.
- Следует исключить прием лекарств, кроме жизненно необходимых.
- Стоит воздержаться от физических нагрузок за сутки до анализа.
Современная медицина имеет в своем распоряжении и экспресс-тесты на выявление уровня инсулиноподобного фактора роста. Однако их результаты имеют меньшую степень точности и надежности.
В спортивной фармакологии применяются два вида инсулиноподобных фактора роста, разработанные специально для профессионалов с анаболическим эффектом.
ИФР LR3 – белок, который состоит из 83 аминокислот, по своей активности он в 2 раза превосходит ИФР 1. Эффективно тормозит потребление глюкозы клетками и заставляет сжигать запасы жира.
ИФР DES – белковая молекула из 67 аминокислот, эффективнее ИФР 1 в 10 раз. Используется для локальных инъекций в мышцы, что способствует увеличению (гиперплазии) мышечных волокон.
Эти гормоны совершенно не влияют на силовые показатели мышц, но способствуют их увеличению при разработанном графике тренировок.
Стоит сказать, что и без побочных эффектов здесь не обошлось. Среди них – снижение уровня тестостерона и повышение уровня эстрогенову мужчин, стимуляция не только роста мышц, но и опухолей (если такие есть), увеличенная потребность в кислороде миокарда может привести к его коллапсу.
Исследования в вопросах применения данных анаболических гормональных добавок продолжаются. И при подборе своего собственного курса приема гормонов роста и плана тренировок стоит рассчитывать на рекомендации опытных тренеров и спортивных врачей.
Гормон роста (соматотропин) и инсулиноподобный фактор роста (соматомедин) играют в регуляции организма важную роль на протяжении всей жизни. Последние исследования показали, что приближенный к максимуму показатель концентрации ИФР в крови пожилых людей обеспечивает более активный образ жизни и хорошее самочувствие.
В нашем организме все взаимосвязано и здоровое, сбалансированное питание, посильные физические нагрузки, здоровый образ жизни без вредных привычек – залог нормального гормонального фона вашего организма.