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生長激素與 IGF-1:生長的引擎

認識讓孩子長高的兩位信使:來自腦下垂體的生長激素,以及來自肝臟的 IGF-1。我們將追蹤從大腦到骨骼的軸,並了解為何生長激素在夜間脈衝式分泌。

兩種激素,一項任務

當孩子長高時,可見的變化是身高——但其背後的化學過程是一場接力。第一棒是 生長激素(GH),由腺垂體製造並釋放入血。GH 自身有一些促生長作用,但它對骨骼的大部分效應是間接的:它前往肝臟,命令肝臟釋放第二個信使——胰島素樣生長因子 1(IGF-1)。IGF-1 才是真正到達軟骨和肌肉、命令它們分裂增大的分子。

IGF-1 有一個你仍會遇到的舊名:生長介素——字面意思是介導軀體(身體)生長的、依賴 GH 的因子。由於 IGF-1 在血中的存留時間遠比 GH 長,單次 IGF-1 血檢是評估一個人一天內分泌多少 GH 的最穩定方法。

這條軸:大腦在上,骨骼在下

腦下垂體之上是下視丘,它透過兩個相反的訊號控制 GH。GHRH(生長激素釋放激素)是油門——命令腦下垂體釋放。體抑素是煞車——命令腦下垂體保持安靜。第三個角色是胃部激素飢餓素,它也會上調 GH 的釋放,這也是生長與食慾相關聯的原因之一。

Hypothalamus
  GHRH (+) ───┐        ┌─── Somatostatin (−)
              ▼        ▼
        Anterior pituitary
              │ GH (bursts)
              ▼
            Liver ──► IGF-1 ──► cartilage, muscle, bone
              ▲                    │
              └──── IGF-1 feeds back (−) ──┘
         (IGF-1 also slows GHRH, boosts somatostatin)
GH / IGF-1 軸。IGF-1 透過抑制大腦和腦下垂體來閉合迴路。

注意圖的底部:IGF-1 不僅塑造身體,還會向上回報。升高的 IGF-1 會抑制 GHRH 並刺激體抑素——這是一個經典的負回饋迴路,防止生長失控。

為何 GH 在夜間脈衝式釋放

GH 不是穩定地涓涓釋放,而是以脈衝形式釋放,最大的脈衝發生在深睡眠期,尤其是夜間最初的幾個小時。在脈衝之間,血中 GH 幾乎檢測不到。這就是為什麼單次隨機 GH 水平幾乎說明不了問題——你可能恰好採到了谷值或峰值。

由於這種脈衝特性,懷疑 GH 問題的醫師很少相信單次測量。他們依賴 IGF-1(穩定)或激發試驗——給予一種刺激來強迫產生一次 GH 脈衝,並觀察反應。當我們討論缺乏與過量時會再遇到這個概念。