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definition - Somatotropin

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Somatotropin

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Somatotropin

Kalottenmodell des Somatotropin nach Kristallstruktur.[1]
Vorhandene Strukturdaten: 1a22, 1axi, 1bp3, 1hgu, 1huw, 1hwg, 1hwh, 1kf9, 3hhr
Größe191 Aminosäuren
Struktur1-, 2-, 3-, 4-, oder 5-mer in homo- und heteropolymeren Kombinationen
Isoformen4
Bezeichner
Gen-NamenGH1; GH-N, GHN, GH, hGH-N
Externe IDsOMIM139250 UniProtP01241 CAS-Nummer12629-01-5 EINECS 235-735-8 (human) [2]
Arzneistoffangaben
ATC-CodeH01AC01
DrugBankDB00052


VerschreibungspflichtJa
Vorkommen
Homologie-FamilieSomatotropin
Übergeordnetes TaxonWirbeltiere
Bändermodell des Somatotropins (Vorderansicht und Draufsicht).

Somatotropin ist ein Proteohormon, das als Wachstumshormon im menschlichen und tierischen Organismus vorkommt. Rekombinant hergestelltes Somatotropin (rhGH) wird als Arzneistoff verwendet.

Inhaltsverzeichnis

Synonyme

Es gibt eine Reihe von Synonyma und Abkürzungen für das Somatotropin:

  • Somatotropes Hormon (STH)
  • Human Growth Hormone (hGH)
  • Growth Hormone (GH)
  • Wachstumshormon (WH)
  • Somatropin (INN)

Struktur

Die Primärstruktur des humanen Somatotropin besteht aus 191 Aminosäuren mit einer Molekülmasse von 22.125 Da.[3] Dabei existieren artspezifische Varianten des Hormons (z.B. Rinder-Somatotropin). Die Tertiärstruktur besteht aus vier α-Helices mit zwei intramolekularen Disulfidbindungen.

Bildung und Regulation

Das Somatotropin wird in den α-Zellen des Hypophysenvorderlappens gebildet. Seine Ausschüttung wird durch den Hypothalamus mit seinem Somatotropin-releasing-Faktor (SRF, auch GHRH Growth-Hormone-Releasing-Hormon, GRF, Somatoliberin) und dem Somatostatin reguliert. Während des Schlafes wird am meisten Somatotropin produziert. Die Pubertät ist das Lebensalter mit einer ausgeprägten Somatotropin-Produktion.

Jeder andere energieverbrauchende Prozess (körperliche Aktivität, psychischer Stress, Hungern) stellt einen Sekretionsstimulus für die Ausschüttung von Somatotropin dar.Negativ reguliert wird Somatotropin durch das Somatostatin, ein Inhibiting-Hormon (Growth-Hormone-Inhibiting-Hormone, GHIH), das im Hypothalamus gebildet wird.

Somatotropin ist das quantitativ bedeutsamste Hormon der Hypophyse. Es macht etwa zehn Gewichtsprozent der getrockneten Drüse aus.

Normalwerte

Die Angabe eines Normalwertes für das Somatotropin ist schwierig, da es einen Tagesrhythmus und einen Lebensrhythmus der Sekretion gibt. Außerdem gibt es viele Faktoren, die die Sekretion akut stimulieren können. Deswegen werden meist mehrere Werte in einem Tagesprofil abgenommen.

Bei der Diagnostik der Akromegalie und des Riesenwuchses hat sich der orale Glucosetoleranztest (oGTT) bewährt. Man spricht von einer autonomen Somatotropin-Sekretion, wenn der Somatotropin-Spiegel während der oralen Glukosebelastung (oGTT, 100 g Glukose) nicht unter 1,0 µg/l absinkt.

Die Einzelbestimmung von Somatotropin ist für die Diagnose eines Somatotropin-Mangels wegen der episodischen Spontansekretion und der dadurch bedingten Phasen mit nicht nachweisbaren Hormonspiegeln ungeeignet. Es wird die Bestimmung nach folgenden Stimulationstests empfohlen:

Wirkung, Mangel und Überproduktion

Somatotropin ist essentiell für ein normales Längenwachstum. Bei einer verminderten Produktion oder einem verminderten Ansprechen der Zellen auf Somatotropin kommt es zu einem Minderwuchs.Bei einer Überproduktion resultiert ein Riesenwuchs oder eine Akromegalie (übermäßiges Wachstum an den noch nicht verknöcherten Zonen in den Akren wie Nase, Kinn, Finger und dem Schädelknochen sowie bei allen Weichteilen (z.B. Kardiomegalie)).

Somatotropin wirkt indirekt, indem es an den Somatotropin-Rezeptor bindet, der ein Transkriptionsfaktor ist und die Expression des Proteins Insulinähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1) erhöht. Dieses wiederum bindet an seinen Rezeptor (IGF1R), der ebenso ein Transkriptionsfaktor ist und die Produktion einer Vielzahl von anderen Proteinen steuert. Ist der Somatotropin-Rezeptor durch Mutationen verändert, dann sprechen die Zellen nicht oder vermindert auf Somatotropin an; man bezeichnet dies als Somatotropin-Resistenz (Laron-Syndrom, eine Form des hypophysären Kleinwuchses).

Genauer betrachtet wirkt Somatotropin anabol vor allem an folgenden Organen:

  • Knochen
  • Muskel
  • Leber

D.h. es führt an diesen Organen zu einer vermehrten Aminosäureaufnahme und -verwertung. Außerdem erhöht Somatotropin den Blutzuckerspiegel (durch Glykogenolyse) und wirkt auf die Fettzellen lipolytisch, d.h. fettabbauend.

Bei Wiederkäuern bewirkt Somatotropin, dass die Laktation aufrechterhalten bleibt (siehe Rinder-Somatotropin).

Verwendung als Arzneistoff

Somatotropin wird seit 1963 zur Behandlung des Kleinwuchses eingesetzt, wenn er durch Wachstumshormonmangel verursacht ist. Es wurde aus Hypophysen von Toten gewonnen, bis dies Anfang 1985 weltweit verboten wurde. Somatotropin wird seit Dezember 1985 rekombinant hergestellt.Wachtumshormon wird heute auch zur Therapie einer geringen Körperhöhe angewandt, wenn eine andere Grunderkrankung diesen Kleinwuchs nach sich zieht, z.B. beim Ullrich-Turner-Syndrom, beim Prader-Willi-Syndrom, bei chronischer Niereninsuffizienz oder auch bei Kleinwuchs in Folge einer intrauterinen Wachstumsverzögerung (SGA, Small for Gestational Age).

Somatropin unterliegt in Deutschland der Verschreibungspflicht.

Nichtmedizinische Verwendung

Synthetisches Somatotropin wird als „Anti-Aging“-Mittel verwendet, wobei es keine Belege für einen Langzeitnutzen gibt. Häufig missbräuchlich angewendet wird es aufgrund seiner muskelbildenen Eigenschaften auch im Bodybuilding und anderen Sportarten. Mittlerweile sind aber auch schon gefährliche Totalfälschungen von angeblich Somatropin-haltigen Arzneimitteln aufgetaucht, die für die Verwendung in der Bodybuilder-Szene bestimmt waren.[4]

Nachweis

Somatotropin ist seit 1999 mit einem von dem deutschen Hormonforscher Christian Strasburger entwickelten Verfahren zuverlässig nachweisbar. Ein weiteres Verfahren wurde 2000 von Peter Sönksen entwickelt.[5] Strasburgers Testverfahren sollte erstmals bei den Olympischen Spielen 2004 in Athen angewendet werden.[6]

Handelsnamen

Monopräparate

Genotropin (D, A, CH), Humatrope (D, A, CH), Norditropin (D, A, CH), NutropinAq (D, A), Omnitrope (D, A), Saizen (D, A, CH), Valtropin (A), Zomacton (D, A)

Seit 2006 wird es auch als Biosimilar unter dem Handelsnamen Omnitrope vertrieben.

Einzelnachweise

  1. PDB 1hgu
  2. http://crs.edqm.eu/db/4DCGI/db/4DCGI/MSDS?MSDS=S0947000
  3. UniProt P01241
  4. Zollfahndung warnt vor totalgefälschtem Arzneimittel "SOMATROPE"
  5. Nachweis von Doping mit HGH
  6. Pete Smith: Test auf gentechnisch hergestellte Wachstumshormone soll es nun erst bei den Olympischen Spielen 2004 geben Ärzte Zeitung, 8. August 2001

Literatur

  • Siegfried Zabransky, Michael B. Ranke: Wachstumshormontherapie in der Pädiatrie. 2002.
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