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生长激素与 IGF-1:生长的引擎

认识让孩子长高的两位信使:来自垂体的生长激素,以及来自肝脏的 IGF-1。我们将追踪从大脑到骨骼的轴,并了解为何生长激素在夜间脉冲式分泌。

两种激素,一项任务

当孩子长高时,可见的变化是身高——但其背后的化学过程是一场接力。第一棒是 生长激素(GH),由腺垂体制造并释放入血。GH 自身有一些促生长作用,但它对骨骼的大部分效应是间接的:它前往肝脏,命令肝脏释放第二个信使——胰岛素样生长因子 1(IGF-1)。IGF-1 才是真正到达软骨和肌肉、命令它们分裂增大的分子。

IGF-1 有一个你仍会遇到的旧名:生长介素——字面意思是介导躯体(身体)生长的、依赖 GH 的因子。由于 IGF-1 在血中的存留时间远比 GH 长,单次 IGF-1 血检是评估一个人一天内分泌多少 GH 的最稳定方法。

这条轴:大脑在上,骨骼在下

垂体之上是下丘脑,它通过两个相反的信号控制 GH。GHRH(生长激素释放激素)是油门——命令垂体释放。生长抑素是刹车——命令垂体保持安静。第三个角色是胃部激素胃饥饿素,它也会上调 GH 的释放,这也是生长与食欲相关联的原因之一。

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 轴。IGF-1 通过抑制大脑和垂体来闭合回路。

注意图的底部:IGF-1 不仅塑造身体,还会向上汇报。升高的 IGF-1 会抑制 GHRH 并刺激生长抑素——这是一个经典的负反馈回路,防止生长失控。

为何 GH 在夜间脉冲式释放

GH 不是稳定地涓涓释放,而是以脉冲形式释放,最大的脉冲发生在深睡眠期,尤其是夜间最初的几个小时。在脉冲之间,血中 GH 几乎检测不到。这就是为什么单次随机 GH 水平几乎说明不了问题——你可能恰好采到了谷值或峰值。

由于这种脉冲特性,怀疑 GH 问题的医生很少相信单次测量。他们依赖 IGF-1(稳定)或激发试验——给予一种刺激来强迫产生一次 GH 脉冲,并观察反应。当我们讨论缺乏与过量时会再遇到这个概念。