کاربرد هورمون رشد در دامپروری
آرش جوانمرد
کارشناس ارشد ژنتیک و اصلاح نژاد دانشگاه تهران
Simpson و همكاران (1920) براي اولين بار گزارش نمودند كه عصارهِ هيپوفيز، موشهارا وادار به شيردهي ميكند. در سال 1945 شيميداني به نام Leeموفق به جداسازي هورمون رشدگاوي از عصارهِ هيپوفيز گرديد. در سال 1949 موِسسه ملي تحقيقات انگليس سه مادهِ هورمون رشدو پرولاكتين و ACTHاز غدهِ هيپوفيز نشخوار كنندگان را به عنوان هورمونهاي موِثر در شيردهيعنوان كرد. در سال 1982 اولين بار هورمون رشد نو تركيب در حيوانات اهلي مورد استفاده قرارگرفت.
محل ترشح، ساختمان شيميائي
هورمون رشد كه به نام سوماتوتروپين نيز شناخته شده است از 40-30 درصد سلولهاي بتاقدامي هيپوفيز ترشح ميشود. سوماتوتروپين گاوي داراي 190 يا 191 اسيد آمينه و با وزن مولكولي22500 دالتونKD)22(ميباشد. هورمون رشد داراي دو زنجيره پلي پپتيدي است كه در طول هرزنجيره 4 ناحيه آلفاهليكس وجود دارد و همچنين هورمون رشد داراي دو جايگاه فعال براي اتصال باگيرندهاش است. گوسفند و گاو در اسيدآمينه 126 هورمون رشد متفاوت هستند كه جايگزيني ايناسيدآمينه به صورت لوسين و والين است .
هورمون رشد و پرولاكتين و لاكتوژن جفتي داراي تشابه قابل ملاحظهاي در توالي هستندشباهت اسيدآمينه در هورمون رشد انساني و لاكتوژن جفت حدود 85 درصد و شباهت اسيد آمينه در هورمون پرولاكتين انساني و هورمون رشد53 درصد ميباشد. پرولاكتين و هورمون رشد از يكخانواده هستند كه به نظر ميرسد بعد از تكامل مهرهداران از يكديگر مشتق شدهاند بعلاوه در ماهيتوالي پروتئيني حد واسط اين دو هورمون بدست آمده است .
مشابهت توالي اسيدآمينه هورمون رشد گاوي با ديگر گونههاي پستاندار 98 درصد و با انسان66 درصد ميباشد. اين تفاوت ممكن است آثار منحصر بفردي را ايجاد كند. شايد به همين دليلهورمون رشد انساني هم لاكتوژنيك و هم سوماتوژنيك است ولي هورمون رشد موش قوياسوماتوژنيك ميباشد .
بررسي ساختمان شيميايي هورمون رشد در گونههاي مختلف
توالي اسيد آمينه هورمون رشد در خوك و گاو داراي 90% مشابهت ميباشد اما توالي اسيدآمينه در خوك(PST)و گاو(bST) بطور محسوسي با توالي اسيد آمينه انسان متفاوت است. تزريقهورمون رشد خوك و ميمون در خوكچه هندي اثر زودگذر داشته كه احتمالإ علت آن را تشكيل سريعآنتي بادي ضد هورمون رشد ميدانند
كنترل ترشح هومورن رشد و عوامل موِثر آن
ترشح هورمونهاي قدامي هيپوفيز تحت كنترل هورمونهاي خاصي است كه توسط هيپوتالاموس ساخته و باعث تحريك يا مهار ترشح هورمونهاي قسمت قدامي هيپوفيز ميشوند.دو هورمون از هيپوتالاموس ترشح ميشود كه مستقيما از طريق وريدهاي كوچك سيستم باب هيپوتالاموس - هيپوفيز به غده هيپوفيزقدامي منتقل ميشوند يكي از اين هورمونها مهاركنندهِ هورمون رشد يا سوماتواستاتين(SS)بوده كه سبب كاهش ترشح هورمون رشد ميشود و هورمون ديگر هورمون آزادكنندهِ هورمون رشدGHRHF)) كه سبب افزايش ترشح هورمون رشد ميگردد.هورمون اخير در تحريك سنتز هورمون رشد و رونويسي آن دخالت دارد.مهار كنندهِ هورمونرشد داراي 114 اسيدآمينه و آزادكنندهِ هورمون رشد داراي 40 الي 41 اسيدآمينه ميباشد .
هورمون مهم ديگري كه در تنظيم عمل هورمون رشد نقش عمدهاي دارد به نام عامل رشدشبه انسولين(IGF-I)) يا سوماتومدين Cنام دارد كه توسط كبد ساخته ميشود هم عوامل رشدشبه انسولينIونوع دوم آن(IGF-II) در گاوها يافت ميشود. هر دوپپتيد داراي وزن مولكوليتقريبي 7500دالتون ميباشند(IGF-I.داراي 70 اسيدآمينه و(IGF-II)داراي 76 اسيدآمينهاست. توالي اسيدآمينه درIGF-Iگاو مشابه انسان است ولي تواليIGF-II در سه اسيدآمينه با نوعانساني متفاوت است بنابراين احتمالا هورمون رشد سبب افزايشIGF-I از طريق كبد شده وهمچنين ممكن است توليد موضعيIGF-Iدر ساير بافتها را تحريك كند
آثار كلي هورمون رشد
اطلاعات بدست آمده از حيوانات ترانسژنيك تاءييد كنندهِ اين حقيقت است كه هورمون رشددر بسياري از فعاليتهاي بيولوژيك نقش محوري دارد. هورمون رشد به عنوان يك هورمون موِثر درمتابوليسم ليپيدها شناخته شده است و منجر به افزايش تحرك چربي ميشود. در آزمايشات in vitroنشان داده شد كه هورمون رشد باعث افزايش ليپوليز در بافتهاي ذخيره چربي (آديپوز) جوجهميشود
Feng و همكاران (1998) هورمون رشد رابه عنوان هورمون كليدي در فرآيندهاي متابوليكي مانند رشد، توليد مثل پيري و پاسخهاي ايمينولوژيكي معرفي نمودند. ديگر محققان در طيورتاثير هورمون رشد را روي وزن بلوغ، چاقي و توليد تخم مرغ تاييد نمودند.
Aggrey و همكاران (1998) گزارش نمودند كه اين هورمون در گاوهاي شيري بر شيردهي توسعه غددپستاني موِثر ميباشد .. خزعلي و همكاران (13771) نشان دادند كه هورمون رشد درجنس ماده شتر بيشتر از جنس نر است كه گفته ميشود اين امر به علت اثر افزاينده استروژن بر ترشحهورمون رشد است
در خوك تاثير هورمون رشد در بازده مصرف خوراك و توليد گوشت به اثبات رسيده ومشخص شده كه كمبود هورمون رشد ميتواند با تاءخير در بلوغ ارتباط مستقيم داشته باشد.Kuhnleinو همكاران (1997) در يك بررسي ديگر تاءثير هورمون رشد در كنترل اشتها، رشدتركيبات بدن، پيري و توليد مثل را گزارش نمودند. در گوسالهها تزريق هورمون رشد باعث 3 الي 25 درصد بهبود در افزايش وزن گرديده است.تزريق هورمون رشد در گاوهاي شيري 23 الي 41 درصد توليد شير را افزايش داده است. محققان ديگر نيز تاءثير هورمون رشد بر روي فعاليت تخمدان و اسپرماتوژنز و همچنين افزايش لنفوسيتهاي خون را بررسي نمودند و تاثير بيترديد هورمون رشد در توليدمثل و افزايشقدرت سيستم ايمني و مقاومت به بيماري را يادآور شدند
جدول 2-7- آثار فيزيولوژيكي هورمون رشد در حيوانات اهلي در طول رشد و شيردهي Burtonet.1994)
افزايش ذخيره و سنتز پروتئين
ماهيچه اسكلتي افزايش مصرف گلوكز و اسيد آمينه
افزايش بازده و استفاده از اسيد آمينه
افزايش سنتز شير و تركيبات طبيعي آن
افزايش مصرف مواد مغذي در جهت سنتز شير
بافت پستاني افزايش فعاليت ترشحي هر سلول
حفظ و تداوم فعاليت ترشحي سلولهاي مولد شير
افزايش حجم جريان خون متناسب با افزايش توليد شير
كاهش سنتر چربي حتي در شرايط تعادل مثبت انرژي
بافت چربي افزايش ميزان ليپوليز حتي در شرايط تعادل منفي انرژي
كاهش اثر تحريكي انسولين در متابوليسم گلوكز و سنتز ليپيد
افزايش نقش تحريك كاتوكولامينها در فرآيند ليپوليز
افزايش جذب كليسم و فسفر براي سنتز شير با رشد استخوان
بافت روده كوچكافزايش توانائي ويتامينD3 در تحريك متصل شدن كلسيم به پروتئين
افزايش اتصال كليسم به پروتئين
افزايش جريان خون(براي سنتزهرليترشيرحدود 400-300 ليترخون درپستان لازم است)
افزايش غلظت عامل رشد شبه انسولين(IGFI)در كبد
جريان عمومي خون كاهش اكسيداسيون اسيد آمينه و نيتروژن اوره خون
كاهش فيلتراسيون گلوكز
كاهش اكسيداسيون گلوكز
افزايش پاسخ ايمني بدن
اثر هورمون رشد در توليد شير
يكي از آثار كلي كاربرد هورمون رشد بهبود بازده توليد شير ميباشد كه از طريق:
نقش هورمون رشد بر ظرفيت سنتز شير در پستان بوسيلهِIGF-I
نقش هورمون رشد در تشديد و تاءمين مواد غذائي
نقش هورمون رشد در تشديد خون
اعمال ميگردد. گاوهاي شيرده در مقايسه با گاوهاي گوشتي داراي هورمون رشد بيشتر و انسولينكمتري هستند و اين امر در ارتباط با حركت عناصر غذائي بسوي غدد پستاني براي سنتر شيرميباشد. انتخاب براي توليد شير موجب افزايش سطح هورمون رشد در خون ميشود بنابراين تغييردر سطح هورمون رشد ميتواند شاخصي براي پتانسيل توليد شير باشد. گزارشات متعدد حاكي ازاين مطلب است كه تزريق هورمون رشد به مقدار قابل ملاحظهاي 41-23 درصد، توليد شير راافزايش ميدهد .
اثر هورمون رشد بر ايمنيتمايز لنفوسيتها در محيط آزمايشگاهيin vitro بوسيلهِ هورمون رشد افزايش يافته و مشاهده شدهاست كه هورمون رشد گاوي و انساني هر دو درصد سلولهاي ماكروفاژ كننده را افزايش ميدهند. همچنين در مورد هورمون رشد انساني مشخص شده كه تشكيل كلني سلولهايT افزايشيافته است. محققان نتيجه گرفتهاند كه بافتهاي ايمني در بدن نه تنها به عنوان بافت هدف هورمونرشد محسوب ميشوند بلكه احتمالا در توليد هورمون رشد نيز نقش دارند. اين مطلب با يافتن mRNA هورمون رشد در لكوسيتهاي تك هستهاي خون و در طحال، تيموس ولكوسيتهاي مغزاستخوان به اثبات رسيده است .
اثر هورمون رشد بر توليد مثل
(Lechniak(1999, نشان داد كه هورمون رشد بر روي عملكرد گونادهاي جنس نر موِش است. عمل هورمون رشد از طريق عامل رشد شبه انسولين(IGFI)واسطهگري ميشود. ثابت شدهكه گيرندههايIGF-Iدر بيضهِ انسان و در ناحيه اكروزوم اسپرم وجود دارد .ممكن استهورمون رشد بوسيلهِ غدد ضميمه تناسلي در جنس نر نيز ترشح شود زيرا بعد از وازكتومي مقدارهورمون رشد غدد تناسلي به طور معني داري كاهش مييابد .
هورمون رشد براي كنترل اعمال متابوليك بيضهها لازم است. هورمون رشد بطور اختصاصي موجب پيشبرد تقسيم اوليهِ اسپرماتوگونيها ميشود و در غياب آن مثلا در كوتولههاي هيپوفيزياسپرماتوژنژ شديدا كاهش مييابد .
افزايش هورمون رشد در تخمدان تاثير گونادوتروپنيها را بر روي تخمدان افزايش ميدهد. لذادر والديني كه در لقاح خارج از رحم و انتقال جنين، پاسخ ضعيفي به گونادوتروپينها دارند، با تيمارهورمون رشد قابل معالجه است.
Chase و همكاران (1998) نشان دادند كه هورمون رشد و گيرنده آن وIGF-Iنقش اساسي در عملكرد طبيعي توليد مثل و رشد فوليكول دارند Koller.و همكاران (1998) نشان دادندكه هورمون رشد تنظيم كننده فعاليت تخمدان است
برخي پژوهشگران عقيده دارند كه با كاهش تدريجي مقدار هورمون رشد بلوغ جنسي آغازميشود. به عبارت ديگر اگر چه تاثير مستقيم هورمونرشد بر ترشح و آزاد شدنLH نشان دادهنشده است ولي به نظر ميرسد كه كاهش غلظت هورمون رشد به عنوان يك علامت متابوليكي بهمغز محسوب ميشود و احتمالا باعث تاءثير بر فاكتور آزاد كننده هورمونهاي گونادوتروپين در مغزشده و از آن طريق بر ترشحLH موِثر است در نشخوار كنندگان تاءثير هورمون رشد بر روي تخمدان به حضور گيرنده هورمون رشد كه روي جسم زرد وجود دارد، مرتبط است
تجزيه هورمون رشد
اگر چه هورمون رشد در پلاسما، طول عمر باثباتي دارد، تجزيهِ پروتئوليتيك هورمون رشد دربافتهاي پريفرال صورت ميگيرد و بيش از 90% هورمون رشد مترشحه در كبد و كليه تجزيه ميشود.در نتيجه پروتئوليز، ممكن است هورمون رشد كاملاإ تجزيه و به اسيدآمينه تبديل شود، يا ممكناست به قطعات كوچكتر تبديل شده و به گردش خون پريفرال باز گردد. 13ميزان هورمون رشد در كبداز بين ميرود، دركليه هورمون رشد دومرتبه جذب ميگردد و درداخل ساختارهاي ليزوزمي تجزيهميشود.
هورمون رشد نوتركيب
اولين موش ترانسژنيك هورمون رشد بدست آمده است . در آزمايش آنها با استفاده ازروش ريز تزريقي منطقه َ5 تنظيم كنندهِ نسخه برداري ژن متالوتيونينIرا كه به ژن هورمون رشدپيوسته بود، به يك پيش هسته نر لقاح يافته با تخمكهاي موش ماده انتقال دادند و سپس تخمها درمادههائي كه بطور كاذب آبستن شده بودند لانه گزيني شدند. هورمون رشد نو تركيب(rGH) در ژنومتعداد كمي از موشها جاي گرفت و در نتيجه در شروع سه هفته اول، رشد آنها بيش از فرزندان غيرترانسژنيك گرديد
در مطالعاتKopchick و همكاران (1991) نشان داده شد كه وجود اسيدآمينه 19 گليسين در ژن هورمون رشد گاوي براي رشد ضروري ميباشد. وقتي اسيدآمينه 119 ژن هورمونرشد از گليسين به يكي از اسيد آمينههاي آرژنين، پرولين، لوسين و ترپيتوفان و ليزين تغيير مييابد،ت ظاهر هورمون رشد گاوي در موشهاي ترانسژنيك كاهش يافته و موشها داراي فنوتيپ كوتولهميشوند .
ساختمان ژن هورمون رشد
ژن هورمون رشد در انسانkb 2/6 و مشابه ديگر پستانداران است ولي نسبت به ژن هورمون رشد جوجه كوچكتر است پروموتور اين ژنbp 500 ميباشد. كد آغاز ترجمه دراگزون يك و كد توقف در اگزون چهار قرار دارند. نقشه ژنتيكي ژن هورمون رشد گاوي در شكل 2-11نمايش داده ميشود.
انتخاب عناصر تنظيم كننده نسخه برداري براي تظاهر ژن هورمون رشد، ابزار قوي ديگريدرآزمايشات تجزيه و تحليل عمل هورمون رشد در موش ميباشد.
منبع: آرش جوانمرد. بررسی چند شکلی ناحیه پروموتور ژن گیرنده هورمون رشد در گاوهای سیستانی. پایان نامه کارشناسی ارشد- دانشگاه تهران
|
+| نوشته شده توسط
سید حسن حسینیان در چهارشنبه بیست و ششم اردیبهشت 1386
|
