Hormone tăng trưởng (GH) gây các ảnh hưởng lên chuyển hóa

Bên cạnh tác dụng chung của Hormone tăng trưởng (GH) trên sự phát triển cơ thể, GH cũng có các tác dụng trên phức hợp chuyển hóa, gồm (1) tăng tạo protein ở hầu hết tế bào của cơ thể; (2) tăng huy động các acid béo từ mô mỡ, tăng tỉ lệ acid béo tự do trong máu, và tăng sử dụng acid béo làm năng lượng; (3) làm giảm sử dụng glucose toàn cơ thể. Do đó, trong tác dụng của mình, GH làm tăng protein, giảm dự trữ mỡ, và tăng dự trữ carbohydrat.

GH điều khiển sự lắng đọng protein vào các mô

Dù cơ chế chính xác của việc GH làm tăng lắng đọng protein còn chưa được hiểu rõ, một loạt các ảnh hưởng khác nhau đã được tìm ra, tất cả đều có thể dẫn đến tăng lắng đọng protein.

Tăng cường vận chuyển Amino Acid qua màng tế bào. GH trực tiếp làm tăng vận chuyển hầu hết các amino acid qua màng tế bào đến phần trước của tế bào, làm tăng nồng độ amino acid trong tế bào và được coi là tham gia một phần vào sự tăng tổng hợp protein. Sự điều khiển vận chuyển amino acid này tương tự như tác dụng của insulin điều khiển vận chuyển glucose qua màng tế bào.

Tăng cường dịch mã ARN để các ribosome tổng hợp protein. Ngay cả khi nồng độ amino acid trong tế bào không tăng, GH vẫn làm tăng dịch mã ARN, kích thích việc tổng hợp protein với một lượng lớn hơn từ các ribosome trong tế bào chất.

Tăng cường phiên mã nhân AND để tạo ARN. Trong khoảng thời gian dài hơn (24- 48 giờ), GH còn kích thích phiên mã AND trong nhân, làm tăng số lượng ARN. Việc này điều khiển hình thành protein nhiều hơn và sẽ phát triển nếu có đủ năng lượng, amino acid, vitamin và các điều kiện cơ bản cần cho tăng trưởng. Xa hơn nữa, chức năng này có thể là chức năng quan trọng nhất của GH.

Giảm bớt quá trình dị hóa protein và amino acid. Bên cạnh làm tăng tổng hợp protein là chức năng làm giảm phân giải protein tế bào. Một lý do chắc chắn của tác động ức chế này là GH còn huy động lượng lớn acid béo từ mô mỡ, và acid béo tham gia tạo thành năng lượng chủ yếu cho các tế bào của cơ thể, vì thế GH hoạt động như một “protein bổ sung”.

Tóm lại: GH tăng cường hầu hết các loại tái hấp thu amino acid và tổng hợp protein của tế bào, và cùng lúc làm giảm sự giáng hóa protein.

GH tăng cường sử dụng mỡ để tạo năng lượng

GH có một chức năng đặc biệt đó là gây bài tiết các acid béo từ mô mỡ và do đó làm tăng nồng độ acid béo trong dịch cơ thể. Hơn nữa, trong các mô cơ thể, GH tăng cường chuyển acid béo thành acetyl coenzyme A (acetyl-CoA) và sau đó sử dụng để tạo năng lượng. Vì vậy, dưới tác động của GH, mỡ hay được dùng để sinh năng lượng hơn là carbohydrat và protein.

Khả năng điều khiển việc sử dụng mỡ của GH cùng với tác dụng đồng hóa protein làm tăng khối lượng cơ của cơ thể. Tuy nhiên, việc sử dụng chất béo dưới ảnh hưởng của hormone GH cần vài giờ để có thể diễn ra, trong khi tăng cường tổng hợp protein có thể bắt đầu trong vòng vài phút.

Tác dụng “ketogenic” của GH. Dưới ảnh hưởng của một lượng dư thừa GH, sự huy động chất béo từ mô mỡ đôi khi diễn ra quá mức khi lượng lớn acid acetoacetic được tạo thành ở gan và đi vào dịch cơ thể, do đó gây ra ketosis. Sự huy động quá mức chất béo từ mô mỡ cũng thường gây ra gan nhiễm mỡ.

GH làm giảm sử dụng carbohydrat

Hormone GH gây ra các phức hợp tác động lên chuyển hóa carbohydrate, bao gồm (1) giảm hấp thu glucose ở các mô như cơ xương và mô mỡ, (2) tăng tạo glucose ở gan, và (3) tăng bài tiết insulin.

Các thay đổi này là kết quả “cản trở insulin” của GH, làm giảm hoạt động của insulin để kích thích hấp thu và sử dụng glucose ở cơ xương và mô mỡ và ức chế tân tạo glucose ở gan; việc này dẫn đến tăng nồng độ glucose máu và bù lại cũng làm tăng bài tiết insulin. Vì các lý do này, các tác dụng của GH được gọi là “yếu tố gây đái tháo đường”, và sự bài tiết quá mức GH có thể gây ra rối loạn chuyển hóa tương tự như được phát hiện ở bệnh nhân đái tháo đường type 2 (không phụ thuộc insulin), và ở những người kháng insulin.

Không biết cơ chế chính xác của việc GH gây kháng insulin và làm giảm sử dụng glucose tại tế bào. Tuy nhiên, việc hormone GH làm tăng nồng độ acid béo trong máu rất có thể góp phần làm giảm hoạt động của insulin lên sử dụng glucose tại mô. Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy sự tăng nồng độ acid béo trong máu nhanh hơn bình thường làm giảm độ nhạy của gan và cơ xương với tác dụng chuyển hóa carbohydrat của insulin.

Sự cần thiết của insulin và carbohydrate cho chức năng kích thích sinh trưởng của GH

GH không có tác dụng ở những động vật không có tụy; và cũng không có tác dụng tăng trưởng nếu trong chế độ ăn không có carbohydrate. Các hiện tượng này cho thấy khi có đầy đủ hoạt tính của insulin và dự trữ đủ carbohydrate rất cần cho hoạt động chức năng của GH. Một phần của sự đòi hỏi này là vì carbohydrate và insulin cung cấp năng lượng cần thiết cho chuyển hóa tăng trưởng, nhưng dường như vẫn còn các tác dụng khác nữa. Đặc biệt quan trọng là khả năng tăng vận chuyển các amino acid vào tế bào của insulin, cũng như khả năng tăng cường vận chuyển glucose vào tế bào của hormone này.