אינסולין-כמו גורם צמיחה-I

IGF-I הוא המתווך העיקרי של אפקט מקדם הצמיחה של GH, המכונה "מתווך צמיחה". GH מופרש על ידי בלוטת יותרת המוח, אשר מגרה תאי כבד לסנתז ולשחרר IGF-I. IGF-I במחזור הדם פועל עוד יותר על רקמות מטרה כגון עצמות, שרירים ואיברים, ומשלים את השידור והביצוע של אותות גדילה.
צמיחת עצם: IGF-I מפעיל ישירות את השגשוג וההתמיינות של כונדרוציטים אפיפיזיים, מקדם הארכה אורכית של לוחות צמיחת עצם ארוכות, ומהווה גורם מניע מרכזי לצמיחת גובה בילדים; בו זמנית גירוי פעילות אוסטאובלסט, הגדלת צפיפות העצם, עיכוב ספיגת עצם אוסטאוקלסט ושמירה על הומאוסטזיס עצם בוגר.

פיתוח שרירים: מקדם את השגשוג וההתמיינות של תאי לוויין שרירי השלד (תאי גזע שרירים), מאיץ היפרטרופיה של סיבי שריר; להגביר את הובלת חומצות אמינו וסינתזת חלבון, לעכב את פירוק חלבון השריר ולשפר את איכות השרירים וחוזקם.
התפתחות איברים: קידום שגשוג תאים והתבגרות תפקודית של איברים פנימיים כגון הלב, הכבד, הכליות והריאות, תוך הבטחת התפתחות תקינה של איברי העובר והילדות.

IGF-יש לי פעילות דמוית אינסולין-(עצימות של כ-1/60 מהאינסולין) והוא מווסת את חילוף החומרים של השומן, המשמש כקשר מרכזי בין גדילה לחילוף חומרים.
ויסות גלוקוז בדם: מקדם את הספיגה והניצול של גלוקוז על ידי שרירי השלד ורקמת השומן, מאיץ את סינתזת הגליקוגן; לעכב גלוקונאוגנזה בכבד, להפחית את תפוקת הגלוקוז בכבד, לשפר את הרגישות לאינסולין ולסייע בשמירה על יציבות הגלוקוז בדם.

חילוף חומרים של שומן: מקדם פירוק שומן ומפחית הצטברות שומן; עיכוב שגשוג והתמיינות של אדיפוציטים, הפחתת אחוזי השומן בגוף, במיוחד הפחתת שקיעת שומן קרביים, והורדת הסיכון לתסמונת מטבולית.
מאזן אנרגיה: מסדיר את מרכז התיאבון ההיפותלמוס ומשפיע על התנהגות האכלה; ייעל את יעילות חילוף החומרים באנרגיה על ידי ויסות תפקוד המיטוכונדריה בתאים.

IGF-I מסדיר את מחזור התא, מקדם שגשוג והתמיינות, מעכב אפופטוזיס ושומר על מספר תאי רקמה יציב על ידי הפעלת מסלולי איתות ליבה כגון PI3K/Akt ו-MAPK/ERK.
שגשוג תאים: ממריץ חלוקת תאים ברקמות כגון העור, רירית מערכת העיכול ואנדותל כלי הדם, מעודד צמיחה והתחדשות רקמות.

אנטי אפופטוזיס: הגברת הביטוי של חלבון אנטי אפופטוטי (Bcl-2), הורדת הפעילות של חלבון פרו אפופטוטי (Bax), הפחתת אפופטוזיס של התא הנגרמת על ידי מתח חמצוני, דלקת, איסכמיה ופציעות אחרות, והגנה על שלמות הרקמה.
ויסות בידול: גרימת תאי גזע להתמיין לסוגי תאים ספציפיים כגון שרירים, עצבים ועצמות, והשתתפות בתיקון והתחדשות רקמות.

אינסולין-כמו גורם צמיחה-Iהוא גורם נוירוטרופי הממלא תפקיד שאין לו תחליף בפיתוח, תיקון וויסות תפקודי של מערכת העצבים המרכזית וההיקפית.
התפתחות עצבית: מקדמת שגשוג, הגירה והתמיינות של נוירונים עובריים, מעוררת היווצרות וחיבור של סינפסות עצביות, ובונה רשתות עצביות; האץ את ההבשלה של אוליגודנדרוציטים, קדם סינתזת מיאלין והבטח שידור יעיל של אותות עצביים.

הגנה עצבית: עיכוב אפופטוזיס נוירוני, הקל על מתח חמצוני, רעילות גלוטמט ונזק דלקתי לנוירונים; לקדם את זרימת הדם המוחית, לשפר את אספקת החומרים התזונתיים לרקמת המוח ולהגן מפני פגיעה מוחית איסכמית והיפוקסית.
תפקוד קוגניטיבי: לשפר את הפלסטיות של נוירונים בהיפוקמפוס, לקדם את הביטוי של גנים הקשורים ללמידה ולזיכרון, ולשפר את היכולת הקוגניטיבית; עיכוב התקדמות מחלות ניווניות עצביות כגון דמנציה סנילי ומחלת פרקינסון.

מחסור בהורמון גדילה (GHD)
ילדים עם GHD הפחיתו את סינתזת IGF-I בכבד עקב הפרשת GH לא מספקת של יותרת המוח, וכתוצאה מכך לעיכוב בגדילה, קומה קצרה ועיכוב בגיל העצמות.
ערך אבחון: ירידה ברמות IGF-I בסרום הן האינדיקטורים הביוכימיים העיקריים של GHD, ובשילוב עם בדיקת גירוי GH יכולים לשפר את דיוק האבחון.
טיפול אלטרנטיבי: IGF אנושי רקומביננטי-I (rhIGF-I) יכול לקדם באופן ישיר את צמיחת העצם ולשפר את פרוגנוזה של גובה בילדים עם תסמונת לא רגישות ל-GH (תסמונת לארון) ו-GHD שאינם מגיבים לטיפול ב-rhGH.

גמדות אידיופטית (ISS)
ילדים עם ISS שאין להם מחסור ב-GH אך יש להם רמות נמוכות של IGF-I בנסיוב או פעילות ביולוגית לא מספקת הם גורמים נפוצים לקומה נמוכה בילדים.
ערך אבחוני וטיפולי: זיהוי רמות IGF-I יכול לסייע בקביעת האטיולוגיה של ISS; טיפול RhIGF-I יכול לשפר באופן משמעותי את קצב הגדילה של מטופלים בילדים ולהגדיל את גובה המבוגרים.

מחסור בהורמון גדילה למבוגרים (AGHD)
AGHD למבוגרים נגרמת לעיתים קרובות על ידי גידולי יותרת המוח, ניתוחי יותרת המוח או טיפול בקרינה, ומאופיין באיבוד שרירים, הצטברות שומן, אוסטאופורוזיס, עייפות וירידה קוגניטיבית. הפתולוגיה המרכזית היא ירידה ברמות IGF-I.
אבחון וניטור: Serum IGF-I הוא האינדיקטור המועדף לבדיקת AGHD וניטור יעילות, עם רמות מופחתות משמעותית התומכות באבחון.
טיפול אלטרנטיבי: טיפול חלופי ב-rhGH יכול להגדיל את מסת השריר, להפחית את השומן הקרביים, לשפר את צפיפות העצם ולשפר את איכות החיים על ידי הגדלת רמות IGF-I.

אוסטאופורוזיס (פוסט-מנופאוזה, אוסטאופורוזיס סנילי)
הליבה של אוסטאופורוזיס היא יצירת עצם מופחתת וספיגת עצם מוגברת. IGF-I, כגורם רגולטורי מרכזי של חילוף החומרים של העצם, פוחת עם הגיל וקשור קשר הדוק להופעת אוסטאופורוזיס.
קשר פתוגנזה: IGF מופחת-I מוביל לירידה בפעילות האוסטאובלסטים, הפעלת יתר של אוסטאוקלסטים, ירידה בצפיפות העצם ועלייה בסיכון לשברים.
פוטנציאל טיפולי: rhIGF-בשילוב עם תוספי סידן וויטמין D יכולים לקדם יצירת עצם, להגביר את צפיפות העצם ולהפחית את הסיכון לשברים בחוליות ולא חוליות, במיוחד עבור אוסטאופורוזיס בקשישים.

מחלת אלצהיימר (AD)
רמת ה-IGF-I ברקמת המוח של חולי AD מופחתת באופן משמעותי, מה שקשור לאפופטוזיס עצבי, אובדן סינפטי וירידה קוגניטיבית.
מחקר טיפולי: IGF אקסוגני-אני יכול להפחית את שקיעת העמילואיד של -, לעכב היפר-פוספורילציה של חלבון טאו, להקל על דלקת עצבית ולשפר את יכולות הלמידה והזיכרון, מה שהופך אותו למטרה טיפולית פוטנציאלית ל-AD.
מחלת פרקינסון (PD)
האפופטוזיס של נוירונים דופמינרגיים ב-substantia nigra של PD קשור לחוסר IGF-I, שיכול להגן על נוירונים דופמינרגיים ולקדם תיקון עצבים.

מחקר קליני: טיפול IGF-I יכול לעכב את הירידה בתפקוד המוטורי של PD, לשפר תסמינים כגון רעד ונוקשות שרירים, ובשילוב עם לבודופה יכול לשפר את היעילות.
שבץ איסכמי
ויסות-על של ביטוי IGF-I לאחר איסכמיה מוחית הוא מנגנון נוירו-הגנה אנדוגני; תוספת אקסוגנית יכולה להקל על בצקת מוחית, לעכב אפופטוזיס נוירוני, לקדם אנגיוגנזה והתחדשות עצבים ולשפר ליקויים נוירולוגיים.

לחולים עם תסמונת מטבולית (השמנה, יתר לחץ דם, היפרגליקמיה, היפרליפידמיה) יש לרוב רמות מופחתות של IGF-I ועמידות לאינסולין, ו-IGF-I מעורב בהתרחשות והתפתחות של הפרעות בחילוף החומרים של גלוקוז ושומנים.
מנגנון פתולוגי: חוסר IGF-I מוביל לירידה ברגישות לאינסולין ולעלייה ברמות הגלוקוז בדם; פירוק שומן מופחת, הצטברות שומן קרביים והחמרה של הפרעות מטבוליות.
ערך התערבות: הגדלת רמת IGF-I יכולה לשפר את העמידות לאינסולין, להפחית את רמת הסוכר בדם ואת השומן הקרביים, ולספק כיוון התערבות חדש לתסמונת מטבולית ולסוכרת מסוג 2.

כוויות ופצעים כרוניים
המצב המטבולי הגבוה של הגוף לאחר כוויות מוביל לירידה ברמות IGF-I, עיכוב בהחלמה של העור וסיכון מוגבר לזיהום.
יישום טיפולי: יישום מקומי או מערכתי של rhIGF-אני יכול לקדם שגשוג של פיברובלסטים בעור, סינתזת קולגן, להאיץ את ריפוי הפצעים ולהפחית את היווצרות הצלקת.

ניוון בשר
מנוחה ארוכת טווח במיטה, חוסר מוביליות כירורגית, שבריריות קשישים, קצ'קסיה של גידולים וכו' מובילים לירידה ברמות IGF-I, פירוק חלבון שריר גדול יותר מאשר סינתזה, ירידה במסת השריר וירידה בכוח השריר.
אפקט התערבות: IGF-אני יכול להפוך ניוון שרירים, להגדיל מסת שריר וחוזק, לשפר את תפקוד הגפיים ולשפר את יכולת הטיפול העצמי- של חולים קשישים עם שבריריות.

קשור לגידול (אבחון עזר, הערכה פרוגנוסטית, מטרות טיפוליות)
הפעלה חריגה של מסלול האיתות של IGF-I קשורה קשר הדוק להתרחשות, פלישה וגרורות של גידולים שונים, ורמות גבוהות של IGF-I בסרום הן סמני סיכון לגידול.
אבחון עזר: רמת ה-IGF-I בסרום של סרטן ריאות, סרטן השד, סרטן הערמונית, סרטן המעי הגס וחולים אחרים עלתה משמעותית, מה שיכול לשמש כאינדיקטור עזר לבדיקת גידול.

הערכה פרוגנוסטית: רמות גבוהות של IGF-I מצביעות על ממאירות גבוהה, סיכון גבוה לגרורות ופרוגנוזה גרועה של הגידול.
מטרות טיפוליות: עיכוב מסלול האיתות IGF-I/IGF-1R (כגון נוגדנים חד שבטיים של IGF-1R) יכול לחסום את התפשטות תאי הגידול ולגרום לאפופטוזיס, מה שהופך אותו לכיוון חשוב לטיפול ממוקד בסרטן.