CC BY
90
УДК 612.616.31-055.1 (470.1)
ПРОБЛЕМА РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИИ И ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ «ГИПОФИЗ - ГОНАДЫ» У МУЖЧИН ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА. Обзор
© 2009 г. В. В. Лупачев
Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН, г. Архангельск
Исследование репродуктивной функции мужчин невозможно без изучения состояния эндокринной системы. У северян состояние эндокринной системы отличается нестабильностью, оно зависит от фотопериодизма, а у мигрантов - от стажа работы на Севере. Основными чертами гормонального профиля в системе «гипофиз - гонады» у жителей Севера являются низкие уровни содержания тестостерона, пониженная секреция фоллитропина, активизация продукции лютропина. При оценке репродуктивной функции мужчин необходимо учитывать особенности системы «гипофиз - гонады». Ключевые слова: мужчины, гормоны, Европейский Север, репродуктивная функция.
За последние годы значительно возрос интерес к изучению репродуктивного потенциала и его гормональной регуляции у мужчин [1, 2,
14, 22, 31, 32]. В настоящее время специальность врача-андролога является в нашей стране довольно редкой. Как правило, проблемами репродуктивной функции мужчин занимаются урологи, что, по мнению специалистов в этой области, не совсем правильно [14, 16, 22]. Обследование мужчин на бесплодие включает сбор анамнеза, физикальные, лабораторные и специальные исследования.
Исследование репродуктивного потенциала мужчин невозможно без изучения его гормональной регуляции [19, 22, 32]. Эндокринная система очень чутко реагирует на изменения внешней окружающей среды, которое, по мнению ряда авторов, приближается к критическому [8,
9, 12, 13, 23, 28, 29]. До 20 % населения России проживает в зоне экологического бедствия, от 40 до 50 % — в зоне экологического неблагополучия.
Территория Европейского Севера, с учетом климатогеографических и антропогенных (целлюлозно-бумажные комбинаты, космодром «Плесецк», предприятия военно-промышленного комплекса и др.) факторов в полной мере относится к таким неблагополучным регионам.
Состояние эндокринной системы у северян отличается крайней нестабильностью. Последствиями физиологических перестроек, по мнению А. В. Ткачева [20, 21], являются плавающий характер нормы гормональных показателей, зависящий от возраста, группы населения, фотопериода и других моментов; сниженные резервные возможности; раннее возрастное истощение функциональных потенций и раннее старение организма в целом.
Основными гормонами гипоталамо-гипофизарного комплекса, имеющими самое прямое отношение к половой системе, являются гонадолиберин гипоталамуса и гонадотропные гормоны гипофиза. Большое значение имеют также пролактин и соматотропный гормон. Гонадолиберин играет важную роль в экспрессии генов, кодирующих биосинтез гонадотропных гормонов — фоллитропина (ФСГ) и лютропина (ЛГ). Оба названных гормона синтезируются в гонадотропоци-тах, равномерно распределенных в аденогипофизе. Рецепторы к ФСГ располагаются преимущественно на клетках Сертоли, к ЛГ — на клетках Лейдига яичек. Функции обоих гормонов тесно взаимосвязаны в процессах регуляции репродуктивной системы. Воздействия ФСГ предваряют эффекты ЛГ, способствуя пролиферации интерстициальных клеток. Синтез андрогенов в клетках Лейдига регулируется преимущественно ЛГ, который стимулирует синтез предшественника стероидных гормонов — прогестерона. Ароматизация андрогенов в эстрогены происходит с участием ФСГ
Гонадотропные гормоны оказывают стимулирующее воздействие на гормональные клетки половых желез. ФСГ участвует в регуляции эндокринной функции клеток Сертоли, ЛГ — в регуляции стероидогенеза в клетках Лейдига.
Взаимосвязь половых и гормональных клеток гонад с гипоталамо-гипофизарным комплексом формирует функциональную систему «гаметогенез — нейроэндокринная гипоталамо-гипофизарно-гонадная цепь», роль которой состоит в продлении жизни. Половые клетки занимают в системе центральное место, а гипоталамо-гипофизарно-гонадной цепи отводится координирующая роль во взаимосвязях половых клеток с сомой [22].
Интерес к изучению содержания половых гормонов определяется еще и многообразием их биологических эффектов, взаимосвязанных с репродуктивной функцией. Известно благотворное влияние тестостерона на организм за счет психотропного и анаболического эффектов, стимуляции целого каскада ферментных систем, формирования положительного азотистого баланса, стимуляции миело- и эритропоэза[18, 30]. Так, результаты многочисленных эпидемиологических исследований в нашей стране и за рубежом связывают высокий уровень тестостерона с антиатерогенным спектром обмена липидов и указывают на то, что падение уровня тестостерона является фактором повышенного риска сердечно-сосудистых заболеваний, имеющих высокую распространенность на Европейском Севере [4—6, 17]. При этом имеет значение как уменьшение содержания тестостерона с возрастом [17], так и распределение обследуемых мужчин на подгруппы с низким и высоким уровнем этого гормона в зависимости от индивидуальных особенностей секреции андрогенов семенниками [14, 19].
Все вышеизложенное определяет интерес к изучению гормональной регуляции репродуктивной функции у мужчин Европейского Севера.
Гормональный профиль гипофизарно-гонадного звена эндокринной системы у мужчин — жителей Европейского Севера России исследуется сотрудниками Института физиологии природных адаптаций УрО РАН в течение длительного времени. Изучено содержание в крови центральных и периферических гормонов гипофизарно-гонадного звена эндокринной системы у основных жителей Заполярья Европейского Севера ( местных русских, ненцев), определена динамика стероидпродуцирующей активности семенников у мигрантов в процессе адаптации к условиям Севера, изучены особенности колебаний содержания тестостерона в сыворотке крови у северян в течение года в зависимости от изменяющихся условий внешней среды (фотопериодизма) и у приезжих жителей (мигрантов) в зависимости от стажа работы на Севере.
Полученные данные свидетельствуют о том, что у таких представителей коренных жителей Севера, как ненцы, в целом прослеживается тенденция к минимизации функционального состояния системы
«гипофиз — гонады» и в большей степени это касается продукции ФСГ. Так, содержание тестостерона у ненцев заметно ниже, чем это характерно для жителей умеренных широт. Кроме того, границы варьирования этого показателя более широки. Анализ индивидуальных данных показал, что у 92 % обследованных ненцев уровень тестостерона находится в пределах физиологической общепринятой нормы. Рассмотрение частотного распределения выявило смещение большей части вариант к нижней границе лимита варьирования. Однако такое распределение вариант отмечено только при объединении всех данных, полученных в течение года. Усредненное содержание лютропина в крови ненцев несколько выше, чем это общепринято, и границы варьирования уровня гормона смещены в сторону более высоких показателей. В то же время более чем у половины обследованных концентрация гормона в крови смещена к нижней границе нормы. Среднее значение концентрации ФСГ в крови ненцев было значимо ниже общепринятого. Границы варьирования этого показателя были существенно смещены в сторону более низких значений и более чем у 60 % обследованных индивидуальные значения ФСГ располагаются за нижними пределами нормы, принятой для умеренных широт. Таким образом, отмечено общее смещение фоллитропинфункциональной активности гипофиза к более низким показателям, чем это общепринято.
Содержание тестостерона, в средних цифрах, в крови русских мужчин — постоянных жителей Севера значимо ниже значения, принятого для умеренных широт. Анализ структуры распределения вариант выявил, что во все сезоны года, за исключением осеннего периода, она имеет левосторонний характер за счет увеличения доли индивидуально низких уровней андрогена в крови. Среднегодовое содержание ЛГ значимо выше по сравнению со среднеширотными значениями. Разброс индивидуальных вариант широк и превышает общепринятые лимиты варьирования этого гормона, главным образом в сторону более высоких показателей. Анализ структуры выборки в обследованной группе мужчин показал, что у 12 % из них уровень ЛТ в крови выходит за верхние пределы нормы. Усредненные значения ФСГ значительно ниже общепринятой нормы. Разброс индивидуальных данных весьма велик. У 59,3 % мужчин обследованной группы уровень ФСГ был смещен к нижней границе нормы. Одновременно высока доля лиц (31,8 %), у которых содержание ФСГ в крови ниже общепринятой границы. Анализ частотного распределения подтверждает, что преобладают индивидуально низкие значения.
При сопоставлении полученных данных у ненцев и русских — постоянных жителей Севера значимых отличий не обнаружено. Однако в сыворотке крови русских мужчин ниже содержание тестостерона и выше — ЛГ и ФСГ.
Таким образом, выявляется общая тенденция к изменению гормонального профиля системы «гипо-
физ — гонады». Минимизация функции звена «фол-литропин — тестостерон» сочетается с отчетливыми признаками дисфункции гормоногенеза ЛТ
Большой интерес представляло изучение адаптивных реакций системы «гипофиз — гонады» у мигрантов. Как отмечено в ряде научных работ [3, 30], группа мигрантов — довольно собирательное понятие. Здесь большую роль играет «северный стаж», поэтому этих лиц разделяют на три группы: со стажем работы на Севере до 3 лет (первая группа), от 3 до 10 лет (вторая группа) и от 10 и более лет (третья группа). Полученные данные свидетельствуют о том, что среднегодовой уровень тестостерона в крови обследуемых во всех группах значимо ниже не только общепринятых среднеширотных значений, но и усредненного содержания тестостерона в крови у ненцев.
Анализ структуры выборки показал, что во всех группах более 60% всех вариант расположено в нижней части лимитов нормы.
У лиц со стажем работы на Севере до 10 лет (первой и второй групп) достоверных различий в содержании ЛГ в крови по сравнению с общепринятой нормой не выявлено. Следует лишь отметить сужение границ варьирования показателей. Уровень ФСГ в этих группах в среднем, в течение года, был существенно снижен. Границы варьирования показателей содержания ФСГ были также значительно сужены и смещены в сторону меньших величин.
У мигрантов третьей группы среднегодовое содержание в крови ЛГ превышало значения общепринятой нормы и лимиты варьирования этого гормона были расширены и смещены в сторону более высоких показателей. Анализ структуры выборки показал, что у 83 % обследованных мужчин этой группы содержание ЛГ находится в пределах среднеширотной физиологической нормы, а у 17 % превышает ее верхнюю границу. Средний уровень ФСГ у обследованных лиц был на 49 % ниже среднеширотных показателей. При этом 80 % вариант располагались за нижним пределом нормы.
Полученные данные показывают, что в процессе увеличения длительности проживания на Севере изменяется структура гормональных взаимоотношений в системе «гипофиз — гонады». Общей тенденцией является снижение уровня тестостерона в сочетании с постепенным угнетением продукции ФСГ и активизацией лютеотропной функции.
Специфичным для высокоширотных районов является такой фактор, как контрастная фотопериодика
— колебание продолжительности светового дня от полярной ночи до полярного дня, периоды увеличения и сокращения светового периода. Известно, что световой фактор обладает высокой биологической активностью [7, 11, 15, 24 — 26] и ряд эндокринных функций существенно изменяется в соответствии с фотопериодикой [10, 11, 27].
Анализ результатов показал, что у представителей коренных народностей наиболее высокие показатели
содержания тестостерона в крови наблюдались в периоды убывания и нарастания светового дня. В период полярного дня уровень тестостерона был минимальным. Уровень ЛГ самым высоким был в период полярной ночи. Содержание ФСГ существенно снижалось в период сокращения светового дня.
Принципиальных различий в состоянии функциональной активности системы «гипофиз — гонады» у представителей постоянных русских жителей в зависимости от колебаний продолжительности светового дня не наблюдалось [3].
Проведенное исследование показало, что каждой группе северян присущ своеобразный гормональный профиль в системе «гипофиз — гонады», связанный с этнической принадлежностью и фотопериодикой. На фоне этого естественного различия есть и общие черты, характерные для жителей северного региона. Основные из них: более низкое, в среднем, содержание тестостерона в крови, тенденция к пониженной секреции фоллитропина, активизация продукции лютропина по сравнению с общепринятой среднеширотной нормой гормональных показателей. Первые признаки такой сочетанной реакции наблюдаются уже у мигрантов, что позволяет предполагать адаптивный смысл межгормональных перестроек, где роль играют эффект переезда на новое место жительства и воздействие природных экологических факторов Севера. При оценке репродуктивной функции мужчин-северян, безусловно, необходимо учитывать особенности гормонального профиля в системе «гипофиз — гонады».
Список литературы
1. Алешин Б. В. К механизму нарушения андрогенопоэза при стрессе / Б. В. Алешин, А. А. Бондаренко // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 1982.
- № 7. - С. 98-100.
2. Андрология. Мужское здоровье и дисфункция репродуктивной системы : пер. с англ. — М., 2005. — 554 с.
3. Антипина Ю. В. Особенности гормональных взаимодействий системы гипофиз-гонады у мужчин на Севере / Ю. В. Антипина, А. В. Ткачев // Физиологические закономерности гормональных, метаболических, иммунологических изменений в организме человека на Европейском Севере. - Сыктывкар, 1997. - С. 18-33.
4. Герасимова Е. Н. Гормоны и холестерин липопротеи-дов высокой плотности / Е. Н. Герасимова // Биохимия липидов и их роль в обмене веществ. — М. , Наука, 1981.
- С. 35-45.
5. Герасимова Е. Н. Дислипопротеидемии и ишемическая болезнь сердца / Е. Н. Герасимова. - М., 1980.
- С. 83-103.
6. Герасимова Е. Н. Содержание тестостерона и липопро-теидов различных классов в плазме крови у мужчин 40-59 лет / Е. Н. Герасимова, Е. А. Бодрова, В. П. Зыкова и др. // Кардиология. - 1978. - Т. 18, № 3. - С. 60-66.
7. Добродеева Л. К. Влияние контрастной фотопериодики на содержание сывороточных иммуноглобулинов / Л. К. Добродеева, Е. В. Типисова, Л. С. Щеголева // Факторы клеточного и гуморального иммунитета при различных физиологических и патологических состояниях : материалы XIII Рос. конф. - Челябинск, 1997. - С. 44.
8. Заболеваемость и состояние иммунитета у человека на Севере / Л. К. Добродеева, Л. С. Щеголева, А. В. Шаптилей, Е. М. Дюжикова // Актуальные проблемы экологической физиологии человека на Севере : тез. докл. конф. - Сыктывкар, 2001. — С. 23-24.
9. Иммунопатология в Архангельской области / Л. К. Добродеева, Е. М. Дюжикова, Л. С. Щеголева и др. // Тезисы I национальной конференции РААКИ. - М., 1997.- С. 30.
10. Калита Н. Ф. Гормональные механизмы регуляции репродуктивной системы у людей в условиях Крайнего Севера // Н. Ф. Калита, Р. А. Тигранян // 4 Всесоюз. конф. «Эндокринная система организма и вредные факторы окружающей среды» : тез. докл. - Л., 1991. - С. 106.
11. Копосова Т. С. Сезонная динамика показателей вариабельности сердечного ритма у студентов с разными типами автономной нервной регуляции / Т. С. Копосова, С. Н. Чикова, А. Е. Чиков //Альманах «Новые исследования». - 2007. - № 1-2 (12-13). - С. 176-185.
12. Крылов Ю. Ф. Эндокринный статус участников полярной экспедиции газеты «Комсомольская правда» при арктическом лыжном переходе / Ю. Ф. Крылов, Р А. Ти-гранян, Н. Ф. Калита // Медико-технические проблемы индивидуальной. защиты человека. - 1987. - С.84-93.
13. Петреня Н. Н. Влияние климатогеографических и экологических факторов на содержание реагинов в сыворотке крови жителей Архангельской области / Н. Н. Пе-треня, Л. В. Сенькова, Л. К. Добродеева // Геодинамика и геологические изменения в окружающей среде северных регионов : материалы Всерос. конф. с междунар. участием.
- Архангельск, 2004. - Т. 2. - С. 162-164.
14. Пушкарь Д. Ю. Бесплодие у мужчин / Д. Ю. Пушкарь, А. С. Сегал // Качество жизни. Медицина. - 2007.
- № 5. - С. 47-51.
15. РаменскаяЕ. Б. Гипофизарно-тиреоидно-адреналовые взаимоотношения у жителей Европейского Севера : авто-реф. дис. ... канд. мед. наук / Раменская Е. Б. - Архангельск, 1992. - 25 с.
16. Селиванов Т. О. Клинико-лабораторные критерии фертильности при варикоцеле : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Селиванов Т. О. - М., 2008. - 23 с.
17. Стаут Р. У. Гормоны и атеросклероз / Р У. Стаут.
- М. : Медицина, 1985. - 238 с.
18. Суслонова Г. А. Нормативы содержания гормонов в сыворотке крови жителей Севера Европейской территории / Г. А. Суслонова, Л. К. Добродеева, И. Б. Московская, И. В. Евсеева. - Архангельск, 1991. - С. 18-22.
19. Терещенко В. П. Воздействие отдельных экстремальных факторов Крайнего Севера на потомство экспериментальных животных / В. П. Терещенко. - Красноярск, 1988. - 9 с.
20. Ткачев А. В. Влияние природных факторов Севера на эндокринную систему человека / А. В. Ткачев // Проблемы экологии человека : сб. науч. статей. - Архангельск, 2000. - С. 219-224.
21. Ткачев А. В. Гормонально-метаболические взаимоотношения у постоянного населения Европейского Заполярья / А. В. Ткачев, Е. Р. Бойко, Е. Б. Раменская // Актуальные проблемы адаптации и здоровья населения Севера. - Архангельск, 1992. - С. 35-38.
22. Устинкина Т. И. Эндокринология мужской половой системы / Т. И. Устинкина. - СПб., 2007. - 160 с.
23. Частота регистрации аномально высоких уровней аутоантител у больных и практически здоровых жителей Европейского Севера / Г. Т. Лютфалиева, Л. В. Сенькова,
Н. Н. Петреня и др. // Медицинская иммунология. — 2004.
- Т. 6, № 3-5. - С. 415.
24. Чикова С. Н. Адаптивные возможности организма студентов в период «биологической тьмы» / С. Н. Чикова, Т. С. Копосова, А. Е. Чиков // Экология человека. — 2007.
- № 1. - С. 50-54.
25. Чикова С. Н. Психофизиологический статус студентов приполярного региона / C. Н. Чикова, Т. С. Копосова // Вестник ПГУ. - 2006. - № 10(2). - С. 62-69.
26. Чикова С. Н. Сезонные изменения показателей кардиогемодинамики и вегетативного статуса студентов / С. Н. Чикова, Т. С. Копосова, А. Е. Чиков // Экология человека. - 2004. - № 5. - С. 23-25.
27. Шварева Н. В. Гормональные механизмы долговременной адаптации человека к условиям Севера / Н. В. Шварева // Физиология человека.- 1990. - Т. 16, № 2.
- С. 90-98.
28. Щеголева Л. С. Иммунологическая реактивность лиц, проживающих в дискомфортных климатоэкологических условиях / Л. С. Щеголева, Л. П. Жилина, В. М. Кузнецова и др. // Медицинская иммунология. - 2003. - Т. 5, № 3-4. - С. 317.
29. Экологическая зависимость иммунологической реактивности / Л. К. Добродеева, Л. С. Щеголева, Н. Б. Московская, Е. М. Дюжикова // Тезисы докладов Съезда физиологов Сибири и Дальнего Востока. - Новосибирск, 1995. - С. 42.
30. Эндокринная система и обмен веществ у человека на Севере / под ред. М. П. Рощевского. - Сыктывкар, 1992. - 156 с.
31. Brisbi K. B. // Life Sci. - 1987. - Vol. 41, N 10.
- P. 1249-1255.
32. Pour H. R. N., Grobbee D. E., Muller M., van der Schouw Yv. T. // Clin. Endocrinol. - 2007. - Vol. 66. -N 3. - P. 394-398.
THE PROBLEM OF REPRODUCTIVE FUNCTION AND FEATURES OF PITUITARY-GONADS SYSTEM IN MALES OF EUROPEAN NORTH. Review
V. V. Lupachev
Institute of Environmental Physiology Ural Branch RAS, Arkhangelsk
Research reproductive function of males is impossible without analysis of endocrine status. Endocrine status in northerner characterize instability and depends of photoperiodism; in migrant also is depends of length of working in North. Principal features of hormonal status of pituitary-gonads system in inhabitants of North are low levels of testosterone contents, hyposecretion of follitropin and activation of luteinizing hormone production. By analysis of reproductive function in male the estimation of pituitary-gonads system is required.
Key words: males, hormones, European North, reproductive function
Контактная информация:
Лупачев Валерий Валентинович - доктор медицинских наук, профессор, старший научный сотрудник лаборатории эндокринологии им. проф. А. В. Ткачева Института физиологии природных адаптаций УрО РАН
Адрес: 163000, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 249 Тел. (8182) 28-67-14
Статья поступила 29.04.09
