Кіріспе

Инсулинге ұқсас өсім факторлары (IGF) – инсулинге жоғары дәрежеде ұқсас ақуыздар, жасушалардың көбеюін стимуляциялайды. ИГФ-тар жасушалардың физиологиялық ортасымен байланысу үшін қолданатын күрделі жүйенің бір бөлігі болып табылады. Бұл күрделі жүйе (көбінесе ИГФ «осі» деп аталады) екі жасуша бетіндегі рецептордан (IGF1R және IGF2R), екі лигандтан (IGF 1 және IGF 2), жеті жоғары байланысқа ие ИГФ байланыстыратын ақуыздар отбасынан (IGFBP1-ден IGFBP7-ге дейін), сондай-ақ, бірлесіп протеазалар деп аталатын ИГФBP-ді ыдырататын ферменттерден тұрады.

IGF1/GH осі

IGF "осі" сонымен қатар өсу гормоны/IGF 1 осі деп аталады. Инсулин тәрізді өсу факторы 1 (әдетте IGF 1 деп аталады немесе кейде рим цифрларын пайдаланып IGF I деп те аталады) негізінен өсу гормонының (GH) ынталандыруы нәтижесінде бауырмен секрецияланады. IGF 1 қалыпты физиологияны реттеуде, сондай-ақ қатерлі ісіктерді қоса алғанда, бірқатар патологиялық жағдайларда маңызды рөл атқарады. IGF осі жасушалардың көбеюіне және жасушалардың өлімінің (апоптоз) тежелуіне ықпал ететіні көрсетілген. Инсулин тәрізді өсу факторы 2 (IGF 2, кейде IGF II) ерте даму үшін қажетті негізгі өсу факторы саналады, ал IGF 1 экспрессиясы максималды өсуге жету үшін қажет. Бұл фактты егешқұйрықтардағы гендік нокаут зерттеулері растады, бірақ басқа жануарлар бұл гендердің экспрессиясын әртүрлі жолдармен реттеуі мүмкін. IGF 2 негізінен ұрықтық әрекетке ие болғанымен, ми, бауыр және бүйрек сияқты органдардың дамуы мен жұмысы үшін де маңызды. Қан айналымындағы GH және IGF 1 деңгейлерінің өзгеруіне себеп болатын факторларға жеке адамның генетикалық құрамы, күнің уақыты, жасы, жынысы, физикалық жаттығулар, стресс деңгейі, тамақтану деңгейі, дене салмағының индексі (ДЖСИ), ауру жағдайы, нәсіл, эстроген деңгейі және ксенобиотиктерді қабылдау жатады. IGF 1 нейрондық дамуды реттеуге қатысады, оның ішінде нейрогенез, миелиндіру, синаптогенез, дендриттік тармақтану және нейрондық зақымданудан кейінгі нейроқорғау. Балаларда IGF I-нің сарысу деңгейінің жоғарылауы жоғары интеллект коэффициентімен (IQ) байланысты. IGF 1 апоптозды бақылау арқылы кохлеяның дамуын қалыптастырады. Оның жетіспеушілігі есту қабілетінің жоғалтуына әкелуі мүмкін. Оның сарысу деңгейі сондай-ақ дене бітімінің кішкентай болуы мен есту қабілетінің төмендеуі арасындағы байланышты негіздейді, әсіресе 3-5 жас аралығында және 18 жаста (жасөспірім кезеңінде).

IGF рецепторлары

IGF-тер IGF 1 рецепторына, инсулин рецепторына, IGF 2 рецепторына, инсулинмен байланысты рецепторларға және, мүмкін, басқа рецепторларға байланысатыны белгілі. IGF 1 рецепторы – «физиологиялық» рецептор. IGF 1 оған инсулин рецепторына қарағанда едәуір жоғары сәйкестікпен (аффинділікпен) байланысады. Инсулин рецепторы сияқты, IGF 1 рецепторы да рецепторлық тирозинкиназа болып табылады, яғни рецептор сигналдарды белгілі бір тирозиндерге фосфат молекуласын қосу арқылы жібереді. IGF 2 рецепторы тек IGF 2-ге ғана байланысады және «тазалау рецепторы» ретінде әрекет етеді – ол жасуша ішіндегі сигнал беру жолдарын белсендірмейді, тек IGF 2-ні байланыстырып ұстап, IGF 2 сигналдануына кедергі келтіреді.

IGF-1 әсер еткен органдар мен тіндер

IGF 1 рецепторын көптеген түрлі тіндерде кездететіндіктен, IGF 1-нің әсері әртүрлі болады. Ол нейрондардың тірі қалуын стимуляциялайтын нейротрофтық фактор ретінде әрекет етеді. Протеин синтезін күшейту және бұлшық ет атрофиясын тоқтату арқылы қаңқа бұлшық еттерінің гипертрофиясын жеделдетуі мүмкін. IGF 1 хрящ жасушаларын қорғайды, остеоциттерді белсендірумен байланысты, демек сүйекке анаболикалық әсер етеді. Жоғары концентрацияда инсулин рецепторын да белсендіре алатындықтан, инсулиннің әсерін күшейтеді. IGF 1 рецепторлары қан тамырларының тегіс бұлшықеттерінде табылады, ал инсулинге тән рецепторлар осындай бұлшықеттерде кездеспейді.

IGF-ті байлайтын ақуыздар

IGF 1 және IGF 2, IGF байланыстырушы ақуыздар деп аталатын ақуызтар тобы арқылы реттеледі. Бұл ақуыздар IGF әсерін күрделі жолдармен модуляциялауға көмектеседі, оның ішінде IGF 1 рецепторына байланысуын болдырмау арқылы IGF әсерін тежеу, сондай-ақ рецепторға жеткізуге көмектесу және IGF-тің жартылай ыдырау уақытын ұзарту арқылы IGF әсерін күшейту мүмкіндігі бар. Қазіргі уақытта жеті анықталған IGF байланыстырушы ақуыз бар (IGFBP1-ден IGFBP7-ге дейін). IGFBPs-тің IGF-ті реттеу қабілетінен өзге де маңызды рөлдер атқаратынын көрсететін көптеген деректер бар. IGF 1 және IGFBP 3 өсу гормонына (ГГ) тәуелді, ал IGFBP 1 инсулинмен реттеледі. Инсулинопения кезінде бауырда IGFBP 1 өндірісі айтарлықтай жоғарылайды, ал инсулин биоактивті IGF 1 деңгейін арттырады.

IGF әсер ететін аурулар

Жақында жүргізілген зерттеулер инсулин/ИГФ осінің қартаю процесінде маңызды рөл атқаратынын көрсетті. Нематодалар, жеміс шыбындары және басқа да организмдерде сүтқоректілердегі инсулинге балама генді жойғанда өмір сүру ұзақтығы артады. Алайда, бұл тұжырымды сүтқоректілерге қатыстыру қиын, себебі кіші организмдерде көптеген гендер бар (кем дегенде 37-і Caenorhabditis elegans нематодасында) олар "инсулинге ұқсас" немесе "IGF 1-ге ұқсас" болып табылады, ал сүтқоректілерде инсулинге ұқсас ақуыздар тек жеті мүшеден тұрады (инсулин, IGF, релаксиндер, EPIL және релаксинге ұқсас фактор). Адамдағы инсулинге ұқсас гендердің әрқайсысының өзгеше міндеттері бар, бірақ олардың арасындағы байланыс аз, себебі адамдарда бірнеше инсулин рецепторлы ақуыздар кездеседі. Ал қарапайым организмдерде рецепторлардың саны азырақ, мысалы, C. elegans нематодасында тек бір инсулинге ұқсас рецептор бар. Сонымен қатар, C. elegans-та глюкоза гомеостазына жауап ретінде инсулинді сезінетін (Лангерхан аралдары) сияқты арнайы органдар жоқ. Одан ары, IGF1 нематодтардағы өмір сүру ұзақтығына dauer сатысын тудыру арқылы әсер етеді, бұл C. elegans личинкасының даму кезеңі. Сүтқоректілерде мұндай нәрсе жоқ. Сондықтан, сүтқоректілерде IGF 1 немесе инсулиннің қартаюға әсер ететіні әлі де күмәнді, бірақ диеталық шектеулердің әсерімен байланысты болуы мүмкін деген пікір бар. Басқа зерттеулер IGF-тің қатерлі ісік және диабет сияқты аурулардағы маңызды рөлін аша бастады, мысалы, IGF 1 простата және сүт безі қатерлі ісігі жасушаларының өсуін күшейтеді. Зерттеушілер IGF 1-нің қатерлі ісік қаупіне қаншалықты ықпал ететіні туралы толық келісімге келген жоқ.