Insulinoliki faktor rasta

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
ILGF

Insulinoliki faktori rasta (IGF) su proteini s visokom sličnošću sekvenci sa insulinom. IGF su dio složenog sistema koji ćelije koriste za komunikaciju sa svojim fiziološkim okruženjem. Ovaj složeni sistem (često se naziva IGF osovina) sastoji se od dva receptora ćelijske površine (IGF1R i IGF2R), dva liganda (Insulinoliki faktor rasta 1 (IGF-1) i Insulinoliki faktor rasta 2 (IGF-2), porodice od sedam visoko afinitetnih IGF-vezujući proteini (IGFBP1 do IGFBP7), kao i pridruženi IGFBP koji razgrađuju enzim, a zajednički se nazivaju proteaze.

Osovina IGF1 / GH[uredi | uredi izvor]

"Osovina" IGF se također naziva i hormonom rasta / osom IGF-1. Insulinoliki faktor rasta 1 (IGF-1, ili ponekad sa rimskim brojem kao IGF-I), uglavnom luči jetra, kao rezultat stimulacije putem hormona rasta (GH ). IGF-1 je važan, kako za regulaciju normalne fiziologije, tako i za niz patoloških stanja, uključujući i karcinom. Pokazano je da osovina IGF ima ulogu u promociji proliferacije ćelija i inhibiciji programirane ćelijske smrti (apoptoza). Insulinoliki faktor rasta 2 (IGF-2, ponekad IGF-II), smatra se primarnim faktorom rasta, potrebnim za rani razvoj, dok je ispoljavanje IGF-1 potrebno za postizanje maksimalnog rasta. Studije nokaut gena na miševima su to potvrdile, iako će druge životinje vjerojatno na različite načine regulirati ekspresiju ovih gena. Iako IGF-2 može biti prvenstveno aktivan u fetusu, on je također bitan za razvoj i funkciju organa kao što su mozak, jetra i bubreg.

Faktori za koje se smatra da uzrokuju varijacije u nivoima GH i IGF-1 u cirkulaciji uključuju genotip osobe, doba dana, dob, spol, status vježbanja, nivo stresa, nivo prehrane, indeks tjelesne mase (BMI), stanje bolesti, “rasnu“ pripadnost, status estrogena i unos ksenobiotika.[1][2][3]

IGF-1 je uključen u regulaciju razvoja neurona, uključujući neurogenezu, mijelinizaciju, sinaptogenezu, te grananje dendrita i neuroprotekciju, nakon oštećenja neurona. Povećani nivo IGF-I u serumu u djece povezan je s višim IQ.[4]

IGF-1 oblikuje razvoj puža kontrolom apoptoze. Njegov deficit može prouzrokovati gubitak sluha. Serumska razina također je u korelaciji između kratkih visokih i smanjenih slušnih sposobnosti, posebno oko 3.-5. godine, i 18 godina (kasni pubertet).[5]

IGF receptori[uredi | uredi izvor]

Poznato je da IGF vežu IGF-1 receptor, insulinski receptor, IGF-2 receptor, receptor povezan sa insulinom i moguće druge receptore. IGF-1 receptor je "fiziološki" receptor – IGF-1 se veže za njega sa znatno većim afinitetom nego što veže receptor za insulin. Poput receptora insulina, IGF-1 receptor je receptor tirozin-kinaza – što znači da receptorski signali izazivaju dodavanje molekule fosfata na određene tirozine. IGF-2 receptor veže samo IGF-2 i djeluje kao "receptor klirensa" – ne aktivira nikakve unutarćelijske signalne puteve, funkcionira samo kao agens za odvajanje IGF-2 i sprečava signalizaciju IGF-2

Organi i tkiva pogođeni sa IGF-1[uredi | uredi izvor]

Budući da mnogi različiti tipovi tkiva imaju IGF-1 receptor, efekti su različiti. Djeluje kao [[neurotrof|]ni faktor, inducirajući preživljavanje neurona. Može katalizirati hipertrofiju skeletnih mišiča, inducirajući sintezu proteina i blokirajući atrofiju mišića. Štiti ćelije hrskavice i povezan je s aktivacijom osteocita, pa može biti anabolički faktor za kosti. Budući da je u visokim koncentracijama sposoban da aktivira insulinski receptor, može takođe dopuniti efekte insulina. Receptori za IGF-1 nalaze se u vaskularnim glatkim mišićima, dok tipski receptori za insulin u njima nisu pronađeni.

IGF-vezujući proteini[uredi | uredi izvor]

IGF-1 i IGF-2 su regulirani porodicom proteina poznatih kao insulinoliki proteini koji veže faktor rasta. Ovi proteini pomažu u moduliranju IGF djelovanja na složene načine, koji uključuju i inhibiranje IGF djelovanja, uz sprečavanje vezanja za IGF-1 receptor, kao i promicanjem IGF djelovanja, moguće podsticanjem u isporuci na receptor i produženjem poluživota IGF. Postoji sedam karakteriziranih proteina koji vežu IGF (IGFBP1 do IGFBP7), kao i značajni podaci koji sugeriraju da IGFBP imaju važnu ulogu sposobnosti da reguliraju IGF.

IGF-1 i IGFBP-3 ovise o GH, dok je IGFBP-1 reguliran inzulinom. Proizvodnja IGFBP-1 iz jetre značajno je povišena za vrijeme insulinopenije, dok insulin povećava nivo bioaktivnog IGF-1 u serumu.

Bolesti na koje utiče IGF[uredi | uredi izvor]

Studije od nedavnog interesa pokazuju da osovina insulin/ IGF ima važnu ulogu u starenju.[6] Nematode, voćne mušice i drugi organizmi imaju produžen životni vijek kada je gen ekvivalentan sisarskom insulinu je nokautiran. Međutim, donekle je teško povezati ovaj nalaz sa sisarima, jer u manjem organizmu postoji mnogo gena (najmanje 37 u nematodi Caenorhabditis elegans),[7]) koji su "insulinoliki" ili "IGF-1-liki", F-1-liki", dok kod sisara insulinoliki proteini sadrže samo sedam članova (insulin, IGF, relaksin, EPIL i [[faktor relaksan] ). Ljudski geni za sintezu insulinolikih proteina imaju očigledno različite uloge s nekim, ali s manje rasprave, pretpostavlja se zato što kod ljudi postoji više proteina sličnih insulinskim receptorima. Jednostavniji organizmi obično imaju manje receptora; naprimjer, nematoda C. elegans imasamo jedan insulinoliki receptor.[8] Pored toga, C. elegans nema specijalizirane organe poput (Langerhansovih otočića, koji osjete insulin kao odgovor na homeostazu glukoze. Štaviše, IGF1 utiče na životni vijek nematoda, uzrokujući stvaranje dauera, razvojnod stadija larve C. elegans. Budući da ne postoji korelat sisara, otvoreno pitanje može li IGF-1 ili insulin kod sisara poremetiti starenje, iako postoji sugestija da bi mogli biti povezani sa fenomenima prehrambenih ograničenja.

Druga istraživanja počinju otkrivati važnu ulogu koju IGF imaju u bolestima, kao što su rak i dijabetes, pokazujući, naprimjer, da IGF-1 stimulira rast ćelija karcinoma prostate i dojke. Istraživači se ne slažu u potpunosti oko stepena rizika od raka koji predstavlja IGF-1.[9][10][11][12][13][14]

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Takahashi Y, Kipnis DM, Daughaday WH (September 1968). "Growth hormone secretion during sleep". The Journal of Clinical Investigation. 47 (9): 2079–90. doi:10.1172/JCI105893. PMC 297368. PMID 5675428.
  2. ^ Giustina A, Mazziotti G, Canalis E (August 2008). "Growth hormone, insulin-like growth factors, and the skeleton". Endocrine Reviews. 29 (5): 535–59. doi:10.1210/er.2007-0036. PMC 2726838. PMID 18436706.
  3. ^ Sutton J, Lazarus L (October 1976). "Growth hormone in exercise: comparison of physiological and pharmacological stimuli". Journal of Applied Physiology. 41 (4): 523–7. doi:10.1152/jappl.1976.41.4.523. PMID 985395.
  4. ^ Gunnell D, Miller LL, Rogers I, Holly JM (November 2005). "Association of insulin-like growth factor I and insulin-like growth factor-binding protein-3 with intelligence quotient among 8- to 9-year-old children in the Avon Longitudinal Study of Parents and Children". Pediatrics. 116 (5): e681-6. doi:10.1542/peds.2004-2390. PMID 16263982.
  5. ^ Welch D, Dawes PJ (October 2007). "Childhood hearing is associated with growth rates in infancy and adolescence". Pediatric Research. 62 (4): 495–8. doi:10.1203/PDR.0b013e3181425869. PMID 17667854.
  6. ^ Kenyon CJ (March 2010). "The genetics of ageing". Nature. 464 (7288): 504–12. Bibcode:2010Natur.464..504K. doi:10.1038/nature08980. PMID 20336132.
  7. ^ Pierce SB, Costa M, Wisotzkey R, Devadhar S, Homburger SA, Buchman AR, et al. (March 2001). "Regulation of DAF-2 receptor signaling by human insulin and ins-1, a member of the unusually large and diverse C. elegans insulin gene family". Genes & Development. 15 (6): 672–86. doi:10.1101/gad.867301. PMC 312654. PMID 11274053.
  8. ^ Kimura KD, Tissenbaum HA, Liu Y, Ruvkun G (August 1997). "daf-2, an insulin receptor-like gene that regulates longevity and diapause in Caenorhabditis elegans". Science. 277 (5328): 942–6. doi:10.1126/science.277.5328.942. PMID 9252323.
  9. ^ Cohen P, Peehl DM, Lamson G, Rosenfeld RG (August 1991). "Insulin-like growth factors (IGFs), IGF receptors, and IGF-binding proteins in primary cultures of prostate epithelial cells". The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 73 (2): 401–7. doi:10.1210/jcem-73-2-401. PMID 1713219.
  10. ^ Lippman ME (January 1993). "The development of biological therapies for breast cancer". Science. 259 (5095): 631–2. Bibcode:1993Sci...259..631L. doi:10.1126/science.8430312. PMID 8430312.
  11. ^ Papa V, Gliozzo B, Clark GM, McGuire WL, Moore D, Fujita-Yamaguchi Y, et al. (August 1993). "Insulin-like growth factor-I receptors are overexpressed and predict a low risk in human breast cancer". Cancer Research. 53 (16): 3736–40. PMID 8339284.
  12. ^ Scarth JP (2006). "Modulation of the growth hormone-insulin-like growth factor (GH-IGF) axis by pharmaceutical, nutraceutical and environmental xenobiotics: an emerging role for xenobiotic-metabolizing enzymes and the transcription factors regulating their expression. A review". Xenobiotica; the Fate of Foreign Compounds in Biological Systems. 36 (2–3): 119–218. doi:10.1080/00498250600621627. PMID 16702112.
  13. ^ Woods AG, Guthrie KM, Kurlawalla MA, Gall CM (April 1998). "Deafferentation-induced increases in hippocampal insulin-like growth factor-1 messenger RNA expression are severely attenuated in middle aged and aged rats". Neuroscience. 83 (3): 663–8. doi:10.1016/S0306-4522(97)00539-3. PMID 9483550.
  14. ^ Rowlands MA, Holly JM, Gunnell D, Donovan J, Lane JA, Hamdy F, et al. (January 2012). "Circulating insulin-like growth factors and IGF-binding proteins in PSA-detected prostate cancer: the large case-control study ProtecT". Cancer Research. 72 (2): 503–15. doi:10.1158/0008-5472.CAN-11-1601. PMC 3272440. PMID 22106399.

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]