Wachstumshormon (hGH)

SI-EINHEITEN

KONVENTIONELLE EINHEITEN



Synonym
Somatropin, Somatotropin, Humanes Wachstumshormon
Einheiten im Messwesen
mIU/L, ng/mL, ng/dL, ng/100mL, ng%, µg/mL

Wachstum – Biochemische Grundlagen

Wachstum wird durch anabolische und mitogene Aktivität von Wachstumshormon und insulinähnlichen Wachstumsfaktoren (IGFs, insulin‐like growth factors) stimuliert und kontrolliert. Physiologisch gesehen hat hGH generelle anabolische Wirkungen (z. B. Erhöhung der Glukoseaufnahme, Proteinsynthese, Lipolyse). Seine Hauptaufgabe besteht darin, das Knochenwachstum bei Heranwachsenden durch folgende biochemische Prozesse zu stimulieren:

  1. Der Hypothalamus setzt GHRH (growth hormone releasing hormone) frei.
  2. GHRH stimuliert die Freisetzung von hGH durch die Hypophyse.
  3. hGH gelangt über das Blut zur Leber und anderen Geweben.
  4. Die Leber und andere Gewebe reagieren auf hGH mit der Synthetisierung von IGF‐1, einem insulinähnlichen Wachstumsfaktor.
  5. IGF‐1 stimuliert die Zellen an den Wachstumszentren der Knochen und führt so zu linearem Knochenwachstum.

Molekülformen des Wachstumshormons

Humanes Wachstumshormon (hGH) tritt in zwei unterschiedlichen Molekülformen mit einer Molekülmasse von 20 kDa bzw. 22 kDa auf. Über 90 % des zirkulierenden hGH besteht aus der 22 kDa‐Isoform, die aus 191 Aminosäuren zusammengesetzt ist. Die 20 kDa‐Isoform wird zusammen mit der 22 kDa‐Isoform ausgeschüttet. Sie ist ein Ersatzprodukt des hGH‐Gens der Hypophyse, dem die Aminosäurereste 32‐46 fehlen. Sie entspricht ca. 10 % des gesamten zirkulierenden hGH. Man geht davon aus, dass die biologische Aktivität beider Formen vergleichbar ist.

Synthese und Sekretion von Wachstumshormon

Die Synthese von hGH wird durch hypothalamische und periphere Signale kontrolliert. Sie wird gefördert durch GHRH (growth hormone releasing hormone), Ghrelin3, Schlaf, körperliche Aktivität, Insulin, niedrige Blutzuckerspiegel, erhöhte Androgensekretion während der Pubertät sowie Stimulierungstests mit Arginin, Clonidin oder Insulin. Die Freisetzung von hGH wird durch Somatostatin, Glukose, Glukokortikoide, Fettsäuren, L‐Dopa und Betablocker gehemmt und von zirkulierenden hGH‐ und IGF‐1-Konzentrationen durch einen negativen Rückkopplungsmechanismus reguliert. Außerdem wird die Sekretion von hGH durch zusätzliche Hormonsignale, Sexualsteroide und Schilddrüsenhormone beeinflusst.

Sekretionsmuster

Im Blut wird Wachstumshormon an Wachstumshormonbindungsprotein (GHBP, growth hormone binding protein) gebunden. GHBP dient als intravaskulärer Hormonspeicher, der Schwankungen abschwächt, denen hGH, das pulsatil vom Hypophysenvorderlappen freigesetzt wird, unterliegt. Die Sekretion erfolgt pulsatil oder mit mehreren täglichen Peaks, was hGH‐Plasmakonzentrationen zwischen 5 und 45 ng/mL zur Folge hat, die sich erst nach 10 bis 30 Minuten zu einer Basiskonzentration von in der Regel unter 5 ng/mL normalisieren. Die Basiskonzentrationen von hGH sind in der frühen Kindheit am höchsten und nehmen mit zunehmendem Alter ab. Den Nadir erreichen sie in der sechsten Lebensdekade. Bei älteren Männern liegt die hGH‐Sekretion bei 1/5 bis 1/20 dessen, was bei jungen Erwachsenen beobachtet wird. Die hGH‐Ausschüttung nimmt bei Männern doppelt so schnell ab wie bei Frauen, sodass nach dem 50. Lebensjahr die hGH‐Freisetzung bei Frauen höher ist als bei Männern.  Der altersabhängige Rückgang der hGH‐Sekretion hängt mit der abnehmenden GHRH‐ und der zunehmenden Somatostatin-Sekretion zusammen. Die abnehmende Produktion von Sexualsteroiden, weniger körperliche Aktivität und ein verändertes Schlafverhalten können ebenso zur Senkung der hGH‐Konzentrationen während des Alterns beitragen. Die sich mit zunehmendem Alter verändernde GH‐Sekretion geht mit einem progressiven Verlust der Muskelmasse und ‐kraft, der Verminderung der körperlichen Leistung, der Zunahme an Körperfett sowie der Abnahme der Knochenmineraldichte (KMD) einher.

Die klinischen Ergebnisse bezüglich der Wachstumshormonkonzentrationen sollten mit Vorsicht interpretiert werden, da es abhängig von Tageszeit, Geschlecht, Alter und vieler weiterer interner und externer Faktoren (körperliche Tätigkeit, Stress, Hypoglykämie usw.) zu Schwankungen kommen kann.

Wachstumshormonüberschuss

Wachstumshormonüberschuss wird typischerweise von Gigantismus und Akromegalie begleitet. Gigantismus bezeichnet ein abnormes, hoch proportioniertes Wachstum, das aufgrund exzessiver hGH‐ und IGF‐1‐Wirkung während der Kindheit, wenn die Epiphysenfugen noch offen sind, auftritt und zu Hochwuchs führt. Akromegalie bezeichnet die gleiche Funktionsstörung durch hGH‐ und IGF‐1‐Überschuss im Erwachsenenalter, wenn die Epiphysenfugenknorpel geschlossen sind. Sie wird häufig von hGH‐sekretierenden somatotropen Adenomen des Hypophysenvorderlappens verursacht. Die klinischen Manifestationen der Akromegalie reichen von schleichenden Anzeichen, wie z. B. übermäßigem akralem Wachstum und Vergröberung der Gesichtszüge, zu erheblichen metabolischen, kardiovaskulären und respiratorischen Manifestationen, die zu erhöhter Morbidität und Mortalität führen.

Wachstumshormonmangel (GHD, growth hormone deficiency)

Wachstumshormonmangel bei Kindern hemmt das Längenwachstum der Knochen. Bei Erwachsenen geht ein schwerer Wachstumshormonmangel mit verringerter Muskelkraft und Knochenmasse, Insulinsensitivität, abdominaler Adipositas sowie erhöhten kardiovaskulären Risikofaktoren (z. B. abnorme Fettverteilung, Arteriosklerose) einher. Mit fortschreitendem Wachstumshormonmangel tritt bei Erwachsenen eine Insensitivität der renalen, skelettalen und intestinalen Zellen gegenüber Parathormon (PTH) auf und führt so zu einer milden Form von PTH‐Resistenz und erhöhten PTH‐Konzentrationen im Serum. Einhergehend mit einer Abnahme der Sensitivität der Zielorgane, tritt die kalzämische Antwort auf PTH verspätet auf.

Stimulations‐ und Suppressionstests bei der Diagnose von Wachstumshormonstörungen

Die Diagnose von Wachstumshormonmangel oder ‐überschuss basiert auf klinisch-auxologischen Kriterien sowie einer NMR‐Spektroskopie der Hypophyse. Sie wird durch die Bestimmung der hGH‐Konzentration im Serum mittels Stimulations‐ oder Suppressionstests (d. h. eine Kombination von Arginin und GHRH (hGH releasing hormone), Clonidin oder Insulin) bestätigt.

Zur korrekten Beurteilung sollten die hGH‐Basiskonzentrationen sowie die Konzentrationen nach Stimulation und Suppression gemessen werden. Die Cutoff‐Level für die Diagnose von hGH‐Mangel können je nach Art des Stimulationstests variieren und werden durch den Body-Mass-Index (BMI) beeinflusst. Richtlinien bezüglich Cutoff‐Level sollten der Literatur entnommen werden.

Laborwerte rechner. Einheitenumrechner SI-konventionell / konventionell-SI.
Umrechnung Wachstumshormon (hGH) von / in mIU/L, ng/mL, ng/dL, ng/100mL, ng%, µg/mL . Faktoren zur umrechnung von konventionellen Einheiten in SI-Einheiten. Wachstumshormon (hGH) umrechnungstabellen.