Growth hormone (GH) physiology

Growth hormone (GH) physiology

GH สร้างจาก somatotroph cells ใน anterior pituitary หลั่งเป็นจังหวะตลอดชีวิต สูงในวัยเจริญพันธุ์และลดลงเมื่ออายุมากขึ้น ออกฤทธิ์โดยตรงต่อ metabolism และผ่าน IGF-1 เพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโต ประเด็นสำคัญคือ random GH ใช้วินิจฉัยภาวะ GH ขาดหรือเกินได้ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากระดับผันผวนมากตามจังหวะการหลั่ง

1. การควบคุมการหลั่ง GH

ตัวควบคุม	ผลต่อ GH	กลไกสำคัญ
GHRH จาก hypothalamus	↑	กระตุ้นการสร้างและหลั่ง GH รวมถึง somatotroph proliferation ผ่าน Gs–cAMP
Somatostatin จาก hypothalamus	↓	ยับยั้งผ่าน SST2 และ SST5 เป็นหลัก
Ghrelin จากกระเพาะอาหาร	↑	เชื่อมภาวะโภชนาการกับการหลั่ง GH และช่วยคงระดับน้ำตาลขณะอดอาหาร
IGF-1	↓	Negative feedback ต่อการหลั่ง GH

ปัจจัยที่เปลี่ยนระดับ GH

เพิ่มการหลั่ง	ลดการหลั่งหรือสัมพันธ์กับระดับต่ำ
Deep sleep โดยสูงสุดภายในประมาณ 1 ชั่วโมงหลังเริ่มหลับลึก	อายุที่เพิ่มขึ้น
Exercise, physical activity	Obesity
Hypoglycemia	Hyperglycemia
Fasting, malnutrition	Glucocorticoid excess
High-protein meal, IV amino acids	Leptin
Puberty, estrogen
Trauma, sepsis

Dopamine, α-adrenergic agonists และ β-blockers สามารถกระตุ้นการหลั่ง GH ในบริบททางสรีรวิทยา

2. Pulsatile secretion: สำคัญต่อการแปลผลเลือด

• GH หลั่งประมาณ 10 pulses/วัน และมี serum half-life ประมาณ 14 นาที
• ระหว่าง pulses ระดับอาจต่ำจนตรวจไม่พบ แม้เป็นคนปกติ
• ผู้สูงอายุและผู้มี obesity อาจมีระดับต่ำมาก โดยไม่ได้หมายความว่ามี pathological GH deficiency
• ผู้หญิงมีการหลั่ง GH รวมตลอดวันสูงกว่าผู้ชายโดยเฉลี่ย ส่วนผู้ชายมีรูปแบบเป็น pulses เด่นกว่า

ผลทางคลินิก

• GH ต่ำจากการเจาะครั้งเดียว ไม่ยืนยัน GH deficiency
• GH สูงครั้งเดียว ไม่ยืนยัน GH excess เพราะอาจเกิดระหว่าง pulse หลังออกกำลังกาย หรือขณะมี physiological stress
• Insulin-induced hypoglycemia เป็นสิ่งกระตุ้น GH ที่แรง จึงเป็นพื้นฐานของ provocative test เพื่อประเมิน GH reserve
• ตัวเลขระดับ GH จากการศึกษาทางสรีรวิทยา ไม่ควรนำมาใช้เป็น diagnostic cutoff โดยตรง

3. การออกฤทธิ์ของ GH

GH → GH receptor → JAK2–STAT signaling → กระตุ้นการสร้าง IGF-1 โดยเฉพาะจากตับ

GH receptor เป็น receptor homodimer ในกลุ่ม cytokine receptor ส่วน IGF-1 เป็นตัวกลางสำคัญของการเจริญเติบโตตามยาว และย้อนกลับมายับยั้งการหลั่ง GH

ระบบ	ผลของ GH
Growth plate	ออกฤทธิ์โดยตรงและผ่าน IGF-1 เพิ่ม chondrocyte proliferation → linear growth ในเด็ก
ไขมัน	↑ Lipolysis และ lipid oxidation → นำไขมันสะสมมาใช้
โปรตีน/กล้ามเนื้อ	↑ Protein synthesis และ skeletal muscle anabolism
กลูโคส	ต้านฤทธิ์ insulin; เมื่อ GH เกินอาจเกิด glucose intolerance และ diabetes
น้ำและเกลือแร่	เพิ่มการคั่งของ sodium, water และ phosphate
กระดูกและหัวใจ	มีบทบาทต่อ bone mineralization และการคง cardiac function

จุดจำ: GH มีฤทธิ์ทั้ง anabolic และ anti-insulin จึงเพิ่มการสร้างโปรตีนพร้อมกับเพิ่มการใช้ไขมัน และอาจทำให้น้ำตาลสูงเมื่อมีมากเกิน

4. พันธุกรรมและ GH resistance

• GH1 สร้าง pituitary GH โดยชนิดหลักในเลือดคือ 22 kDa และมีชนิด 20 kDa ประมาณ 10%
• POU1F1 หรือ Pit-1 สำคัญต่อการพัฒนา somatotroph และการแสดงออกของ GH
• ความผิดปกติของ PROP1 หรือ POU1F1 อาจทำให้ GH deficiency ร่วมกับการขาด pituitary hormones อื่น
• ระหว่างตั้งครรภ์ placental GH เพิ่มขึ้นและเข้ามาแทน maternal pituitary GH ที่ลดลง

GH receptor defect — Laron syndrome

• เนื้อเยื่อไม่ตอบสนองต่อ GH → growth failure
• GH ปกติหรือสูง แต่ IGF-1 ต่ำ
• ความผิดปกติของ downstream signaling เช่น STAT ก็อาจทำให้เตี้ยได้

5. ประเด็นนำไปใช้

• GH ต่ำไม่ได้แปลว่าขาดเสมอ: ต้องคำนึงถึง pulsatility อายุ obesity และบริบทขณะตรวจ
• GH สูงไม่ได้แปลว่า IGF-1 ต้องสูงเสมอ: ภาวะ receptor/signaling defect ทำให้เกิด GH resistance ได้
• GH ลดลงตามอายุเป็นการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยา ไม่เท่ากับการวินิจฉัย GH deficiency
• แม้ GH เพิ่ม protein synthesis แต่ ยังไม่มีหลักฐานว่าการให้ในผู้ใหญ่ที่ไม่ได้ขาด GH ช่วยเพิ่มแรงกล้ามเนื้อหรือย้อนภาวะเปราะบางจากวัยสูงอายุ และอาจเกิดผลข้างเคียงได้