کاربرد هورمون رشد در دامپروري
Simpson و همكاران (1920) برای اولین بار گزارش نمودند كه عصارهِ هیپوفیز، موشهارا وادار به شیردهی می‌كند. در سال 1945 شیمیدانی به نام Leeموفق به جداسازی هورمون رشدگاوی از عصارهِ هیپوفیز گردید. در سال 1949 موِسسه ملی تحقیقات انگلیس سه مادهِ هورمون رشدو پرولاكتین و ACTHاز غدهِ هیپوفیز نشخوار كنندگان را به عنوان هورمونهای موِثر در شیردهی‌عنوان كرد. در سال 1982 اولین بار هورمون رشد نو تركیب در حیوانات اهلی مورد استفاده قرارگرفت.
محل ترشح، ساختمان شیمیائی
هورمون رشد كه به نام سوماتوتروپین نیز شناخته شده است از 40-30 درصد سلولهای بتاقدامی هیپوفیز ترشح می‌شود. سوماتوتروپین گاوی دارای 190 یا 191 اسید آمینه و با وزن مولكولی22500 دالتونKD)22(می‌باشد. هورمون رشد دارای دو زنجیره پلی پپتیدی است كه در طول هرزنجیره 4 ناحیه آلفاهلیكس وجود دارد و همچنین هورمون رشد دارای دو جایگاه فعال برای اتصال باگیرنده‌اش است. گوسفند و گاو در اسیدآمینه 126 هورمون رشد متفاوت هستند كه جایگزینی این‌اسیدآمینه به صورت لوسین و والین است .
هورمون رشد و پرولاكتین و لاكتوژن جفتی دارای تشابه قابل ملاحظه‌ای در توالی هستندشباهت اسیدآمینه در هورمون رشد انسانی و لاكتوژن جفت حدود 85 درصد و شباهت اسید آمینه در هورمون پرولاكتین انسانی و هورمون رشد53 درصد می‌باشد. پرولاكتین و هورمون رشد از یك‌خانواده هستند كه به نظر می‌رسد بعد از تكامل مهره‌داران از یكدیگر مشتق شده‌اند بعلاوه در ماهی‌توالی پروتئینی حد واسط این دو هورمون بدست آمده است .
مشابهت توالی اسیدآمینه هورمون رشد گاوی با دیگر گونه‌های پستاندار 98 درصد و با انسان66 درصد می‌باشد. این تفاوت ممكن است آثار منحصر بفردی را ایجاد كند. شاید به همین دلیل‌هورمون رشد انسانی هم لاكتوژنیك و هم سوماتوژنیك است ولی هورمون رشد موش قویاسوماتوژنیك می‌باشد .
بررسی ساختمان شیمیایی هورمون رشد در گونه‌های مختلف
توالی اسید آمینه هورمون رشد در خوك و گاو دارای 90% مشابهت می‌باشد اما توالی اسیدآمینه در خوك(PST)و گاو(bST) بطور محسوسی با توالی اسید آمینه انسان متفاوت است. تزریق‌هورمون رشد خوك و میمون در خوكچه هندی اثر زودگذر داشته كه احتمالإ علت آن را تشكیل سریع‌آنتی بادی ضد هورمون رشد می‌دانند
كنترل ترشح هومورن رشد و عوامل موِثر آن
ترشح هورمونهای قدامی هیپوفیز تحت كنترل هورمونهای خاصی است كه توسط هیپوتالاموس ساخته و باعث تحریك یا مهار ترشح هورمونهای قسمت قدامی هیپوفیز می‌شوند.دو هورمون از هیپوتالاموس ترشح می‌شود كه مستقیما از طریق وریدهای كوچك سیستم باب هیپوتالاموس - هیپوفیز به غده هیپوفیزقدامی منتقل می‌شوند یكی از این هورمونها مهاركنندهِ هورمون رشد یا سوماتواستاتین(SS)بوده كه سبب كاهش ترشح هورمون رشد می‌شود و هورمون دیگر هورمون آزادكنندهِ هورمون رشدGHRHF)) كه سبب افزایش ترشح هورمون رشد می‌گردد.هورمون اخیر در تحریك سنتز هورمون رشد و رونویسی آن دخالت دارد.مهار كنندهِ هورمون‌رشد دارای 114 اسیدآمینه و آزادكنندهِ هورمون رشد دارای 40 الی 41 اسیدآمینه می‌باشد .
هورمون مهم دیگری كه در تنظیم عمل هورمون رشد نقش عمده‌ای دارد به نام عامل رشدشبه انسولین(IGF-I)) یا سوماتومدین Cنام دارد كه توسط كبد ساخته می‌شود هم عوامل رشدشبه انسولینIونوع دوم آن(IGF-II) در گاوها یافت می‌شود. هر دوپپتید دارای وزن مولكولی‌تقریبی 7500دالتون می‌باشند(IGF-I.دارای 70 اسیدآمینه و(IGF-II)دارای 76 اسیدآمینه‌است. توالی اسیدآمینه درIGF-Iگاو مشابه انسان است ولی توالیIGF-II در سه اسیدآمینه با نوع‌انسانی متفاوت است بنابراین احتمالا هورمون رشد سبب افزایشIGF-I از طریق كبد شده وهمچنین ممكن است تولید موضعیIGF-Iدر سایر بافتها را تحریك كند
آثار كلی هورمون رشد
اط‌لاعات بدست آمده از حیوانات ترانسژنیك تاءیید كنندهِ این حقیقت است كه هورمون رشددر بسیاری از فعالیتهای بیولوژیك نقش محوری دارد. هورمون رشد به عنوان یك هورمون موِثر درمتابولیسم لیپیدها شناخته شده است و منجر به افزایش تحرك چربی می‌شود. در آزمایشات in vitroنشان داده شد كه هورمون رشد باعث افزایش لیپولیز در بافتهای ذخیره چربی (آدیپوز) جوجه‌می‌شود
Feng و همكاران (1998) هورمون رشد رابه عنوان هورمون كلیدی در فرآیندهای متابولیكی مانند رشد، تولید مثل پیری و پاسخهای ایمینولوژیكی معرفی نمودند. دیگر محققان در طیورتاثیر هورمون رشد را روی وزن بلوغ، چاقی و تولید تخم مرغ تایید نمودند.
Aggrey و همكاران (1998) گزارش نمودند كه این هورمون در گاوهای شیری بر شیردهی توسعه غددپستانی موِثر می‌باشد .. خزعلی و همكاران (13771) نشان دادند كه هورمون رشد درجنس ماده شتر بیشتر از جنس نر است كه گفته می‌شود این امر به علت اثر افزاینده استروژن بر ترشح‌هورمون رشد است
در خوك تاثیر هورمون رشد در بازده مصرف خوراك و تولید گوشت به اثبات رسیده ومشخص شده كه كمبود هورمون رشد می‌تواند با تاءخیر در بلوغ ارتباط مستقیم داشته باشد.Kuhnleinو همكاران (1997) در یك بررسی دیگر تاءثیر هورمون رشد در كنترل اشتها، رشدتركیبات بدن، پیری و تولید مثل را گزارش نمودند. در گوساله‌ها تزریق هورمون رشد باعث 3 الی 25 درصد بهبود در افزایش وزن گردیده است.تزریق هورمون رشد در گاوهای شیری 23 الی 41 درصد تولید شیر را افزایش داده است. محققان دیگر نیز تاءثیر هورمون رشد بر روی فعالیت تخمدان و اسپرماتوژنز و همچنین افزایش لنفوسیت‌های خون را بررسی نمودند و تاثیر بی‌تردید هورمون رشد در تولیدمثل و افزایش‌قدرت سیستم ایمنی و مقاومت به بیماری را یادآور شدند
جدول 2-7- آثار فیزیولوژیكی هورمون رشد در حیوانات اهلی در طول رشد و شیردهی Burtonet.1994)
افزایش ذخیره و سنتز پروتئین
ماهیچه اسكلتی افزایش مصرف گلوكز و اسید آمینه
افزایش بازده و استفاده از اسید آمینه
افزایش سنتز شیر و تركیبات طبیعی آن
افزایش مصرف مواد مغذی در جهت سنتز شیر
بافت پستانی افزایش فعالیت ترشحی هر سلول
حفظ و تداوم فعالیت ترشحی سلولهای مولد شیر
افزایش حجم جریان خون متناسب با افزایش تولید شیر
كاهش سنتر چربی حتی در شرایط تعادل مثبت انرژی
بافت چربی افزایش میزان لیپولیز حتی در شرایط تعادل منفی انرژی
كاهش اثر تحریكی انسولین در متابولیسم گلوكز و سنتز لیپید
افزایش نقش تحریك كاتوكولامینها در فرآیند لیپولیز
افزایش جذب كلیسم و فسفر برای سنتز شیر با رشد استخوان
بافت روده كوچك‌‌افزایش توانائی ویتامینD3 در تحریك متصل شدن كلسیم به پروتئین
افزایش اتصال كلیسم به پروتئین
افزایش جریان خون(برای سنتزهرلیترشیرحدود 400-300 لیترخون درپستان لازم است)
افزایش غلظت عامل رشد شبه انسولین(IGFI)در كبد
جریان عمومی خون كاهش اكسیداسیون اسید آمینه و نیتروژن اوره خون
كاهش فیلتراسیون گلوكز
كاهش اكسیداسیون گلوكز
افزایش پاسخ ایمنی بدن
اثر هورمون رشد در تولید شیر
یكی از آثار كلی كاربرد هورمون رشد بهبود بازده تولید شیر می‌باشد كه از طریق:
نقش هورمون رشد بر ظرفیت سنتز شیر در پستان بوسیلهِIGF-I
نقش هورمون رشد در تشدید و تاءمین مواد غذائی
نقش هورمون رشد در تشدید خون
اعمال می‌گردد. گاوهای شیرده در مقایسه با گاوهای گوشتی دارای هورمون رشد بیشتر و انسولین‌كمتری هستند و این امر در ارتباط با حركت عناصر غذائی بسوی غدد پستانی برای سنتر شیرمی‌باشد. انتخاب برای تولید شیر موجب افزایش سطح هورمون رشد در خون می‌شود بنابراین تغییردر سطح هورمون رشد می‌تواند شاخصی برای پتانسیل تولید شیر باشد. گزارشات متعدد حاكی ازاین مطلب است كه تزریق هورمون رشد به مقدار قابل ملاحظه‌ای 41-23 درصد، تولید شیر راافزایش می‌دهد .
اثر هورمون رشد بر ایمنی‌‌‌‌‌تمایز لنفوسیتها در محیط آزمایشگاهیin vitro بوسیلهِ هورمون رشد افزایش یافته و مشاهده شده‌است كه هورمون رشد گاوی و انسانی هر دو درصد سلولهای ماكروفاژ كننده را افزایش می‌دهند. همچنین در مورد هورمون رشد انسانی مشخص شده كه تشكیل كلنی سلولهایT افزایش‌یافته است. محققان نتیجه گرفته‌اند كه بافتهای ایمنی در بدن نه تنها به عنوان بافت هدف هورمون‌رشد محسوب می‌شوند بلكه احتمالا در تولید هورمون رشد نیز نقش دارند. این مطلب با یافتن mRNA هورمون رشد در لكوسیتهای تك هسته‌ای خون و در طحال، تیموس ولكوسیتهای مغزاستخوان به اثبات رسیده است .
اثر هورمون رشد بر تولید مثل
(Lechniak(1999, نشان داد كه هورمون رشد بر روی عملكرد گونادهای جنس نر موِش است. عمل هورمون رشد از طریق عامل رشد شبه انسولین(IGFI)واسطه‌گری می‌شود. ثابت شده‌كه گیرنده‌هایIGF-Iدر بیضهِ انسان و در ناحیه اكروزوم اسپرم وجود دارد .ممكن است‌هورمون رشد بوسیلهِ غدد ضمیمه تناسلی در جنس نر نیز ترشح شود زیرا بعد از وازكتومی مقدارهورمون رشد غدد تناسلی به طور معنی داری كاهش می‌یابد .
هورمون رشد برای كنترل اعمال متابولیك بیضه‌ها لازم است. هورمون رشد بطور اختصاصی موجب پیشبرد تقسیم اولیهِ اسپرماتوگونی‌ها می‌شود و در غیاب آن مثلا در كوتوله‌های هیپوفیزی‌اسپرماتوژنژ شدیدا كاهش می‌یابد .
افزایش هورمون رشد در تخمدان تاثیر گونادوتروپنیها را بر روی تخمدان افزایش می‌دهد. لذادر والدینی كه در لقاح خارج از رحم و انتقال جنین، پاسخ ضعیفی به گونادوتروپینها دارند، با تیمارهورمون رشد قابل معالجه است.
Chase و همكاران (1998) نشان دادند كه هورمون رشد و گیرنده آن وIGF-Iنقش اساسی در عملكرد طبیعی تولید مثل و رشد فولیكول دارند Koller.و همكاران (1998) نشان دادندكه هورمون رشد تنظیم كننده فعالیت تخمدان است
برخی پژوهشگران عقیده دارند كه با كاهش تدریجی مقدار هورمون رشد بلوغ جنسی آغازمی‌شود. به عبارت دیگر اگر چه تاثیر مستقیم هورمون‌رشد بر ترشح و آزاد شدنLH نشان داده‌نشده است ولی به نظر می‌رسد كه كاهش غلظت هورمون رشد به عنوان یك علامت متابولیكی به‌مغز محسوب می‌شود و احتمالا باعث تاءثیر بر فاكتور آزاد كننده هورمونهای گونادوتروپین در مغزشده و از آن طریق بر ترشحLH موِثر است در نشخوار كنندگان تاءثیر هورمون رشد بر روی تخمدان به حضور گیرنده هورمون رشد كه روی جسم زرد وجود دارد، مرتبط است
تجزیه هورمون رشد
اگر چه هورمون رشد در پلاسما، طول عمر باثباتی دارد، تجزیهِ پروتئولیتیك هورمون رشد دربافتهای پریفرال صورت می‌گیرد و بیش از 90% هورمون رشد مترشحه در كبد و كلیه تجزیه می‌شود.در نتیجه پروتئولیز، ممكن است هورمون رشد كاملاإ تجزیه و به اسیدآمینه تبدیل شود، یا ممكن‌است به قطعات كوچكتر تبدیل شده و به گردش خون پریفرال باز گردد. 13میزان هورمون رشد در كبداز بین می‌رود، دركلیه هورمون رشد دومرتبه جذب می‌گردد و درداخل ساختارهای لیزوزمی تجزیه‌می‌شود.
هورمون رشد نوتركیب
اولین موش ترانسژنیك هورمون رشد بدست آمده است . در آزمایش آنها با استفاده ازروش ریز تزریقی منطقه َ5 تنظیم كنندهِ نسخه برداری ژن متالوتیونینIرا كه به ژن هورمون رشدپیوسته بود، به یك پیش هسته نر لقاح یافته با تخمكهای موش ماده انتقال دادند و سپس تخمها درماده‌هائی كه بطور كاذب آبستن شده بودند لانه گزینی شدند. هورمون رشد نو تركیب(rGH) در ژنوم‌تعداد كمی از موشها جای گرفت و در نتیجه در شروع سه هفته اول، رشد آنها بیش از فرزندان غیرترانسژنیك گردید
در مطالعاتKopchick و همكاران (1991) نشان داده شد كه وجود اسیدآمینه 19 گلیسین در ژن هورمون رشد گاوی برای رشد ضروری می‌باشد. وقتی اسیدآمینه 119 ژن هورمون‌رشد از گلیسین به یكی از اسید آمینه‌های آرژنین، پرولین، لوسین و ترپیتوفان و لیزین تغییر می‌یابد،ت ظاهر هورمون رشد گاوی در موشهای ترانسژنیك كاهش یافته و موشها دارای فنوتیپ كوتوله‌می‌شوند .
ساختمان ژن هورمون رشد
ژن هورمون رشد در انسانkb 2/6 و مشابه دیگر پستانداران است ولی نسبت به ژن هورمون رشد جوجه كوچكتر است پروموتور این ژنbp 500 می‌باشد. كد آغاز ترجمه دراگزون یك و كد توقف در اگزون چهار قرار دارند. نقشه ژنتیكی ژن هورمون رشد گاوی در شكل 2-11نمایش داده می‌شود.
انتخاب عناصر تنظیم كننده نسخه برداری برای تظاهر ژن هورمون رشد، ابزار قوی دیگری‌درآزمایشات تجزیه و تحلیل عمل هورمون رشد در موش می‌باشد.
منبع: آرش جوانمرد. بررسی چند شکلی ناحیه پروموتور ژن گیرنده هورمون رشد در گاوهای سیستانی. پایان نامه کارشناسی ارشد- دانشگاه تهران
