Становление системы гипофиз гонады в пубертатном периоде у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 612.4.018:612.6.661(4701/25)

СТАНОВЛЕНИЕ СИСТЕМЫ ГИПОФИЗ — ГОНАДЫ В ПУБЕРТАТНОМ ПЕРИОДЕ У МАЛЬЧИКОВ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ЮЖНЫХ РАЙОНАХ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

© 2005 г. Р. В. Кубасов

Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН, г. Архангельск

Исследована динамика изменений уровней гормонов системы гипофиз — гонады у мальчиков 10—16 лет, проживающих в южных районах Архангельской области, в зависимости от стадии полового созревания. Выявлено, что половое развитие более продолжительно по времени, вариабельность распространения разных стадий полового развития в пределах одного возраста достаточно широка, диапазон колебаний гонадотропных гормонов смещен в сторону меньших значений по сравнению с таковыми у детей, проживающих на территориях средних широт. Наиболее резкие изменения уровней гормонов происходят на III—IV стадии полового развития.

Ключевые слова: половое созревание, половые железы, гонадотропные гормоны, половые стероиды.

При оценке физиологических параметров организма у жителей Севера важно учитывать, являются ли те или иные отклонения показателей функциональных систем признаком патологии или адаптационноприспособительной реакцией к условиям проживания.

Поскольку секреторная активность гипофиза и гонад детерминирует развитие половой системы, органогенез и созревание рецепторных механизмов репродукции, то это определило необходимость изучения половых и возрастных особенностей содержания гормонов у детей, проживающих в условиях северных широт.

Целью нашего исследования явилось изучение гормонального обеспечения системой гипофиз — половые железы организма детей, проживающих в южных районах Архангельской области, во время полового созревания. Для ее выполнения были поставлены задачи определения динамики изменения концентраций гонадотропных гормонов, пролакти-на и половых стероидов у подростков в зависимости от стадии полового развития.

Материалы и методы

В течение полутора лет нами были обследованы здоровые мальчики в возрасте 10—16 лет, проживающие в Коношском районе Архангельской области. Они были разделены на четыре группы в соответствии со стадиями полового созревания (по Tanner): I стадия — препубертат-ный период; II стадия — начало пубертата, первые проявления вторичных половых признаков; III стадия — вторичные половые признаки четко выражены; IV стадия — вторичные половые признаки практически полностью сформированы [6]. В сыворотке крови натощак in vitro методом радиоиммунометрического анализа (программное обеспечение «Наркотест», система «Гамма») определяли уровни гормонов гипофиза — лютеинизирующий (ЛГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), про-лактин и половые стероиды — тестостерон, прогестерон, эстрадиол коммерческими наборами реактивов «Immunotech» (Чехия). Всего обработано 128 сывороток крови. Статистическая обработка полученных результатов, оценка распределения показателей, определение границ нормального распределения проводились с помощью компьютерного пакета прикладных программ Statistica 5.5 (Stat Soft, USA). Критический уровень значимости (p) при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05. Оценка соотношений генеральных дисперсий в большинстве сравниваемых выборок показала их неравенство. Также в

Работа выполнена при поддержке грантов конкурса молодых ученых и аспирантов УрО РАН 2004 года (постановление Президиума УрО РАН от 15.01.04 № 1—3) и Архангельского областного конкурса молодых ученых 2003 года (грант № 59-03) и 2004 года (грант № 16-04).

большинстве выборок выявлено неправильное распределение. В связи с этим статистическая обработка проводилась непараметрическими методами. Учитывались средние значения (М), стандартные отклонения (SD), минимальные и максимальные значения в выборках (Min-Max), разность между минимальным и максимальным значениями. Для проверки статистической гипотезы разности средних значений использовался ANOVA, метод множественных сравнений, критерий наименьшей значимости.

Результаты исследования

При сопоставлении возраста и динамики развития вторичных половых признаков у мальчиков выявлено, что в одних и тех же возрастных периодах обследуемые находились как минимум на трех разных стадиях полового созревания. Так, в возрасте до 11 лет на

I стадии полового развития находилось 43 % детей, в возрасте 11 —12 лет — 57 %. На II стадии полового развития в группе 11—12 лет было 78 % детей, 13 лет — 16 %, а 14—15 лет — 6 % мальчиков. На III стадии полового развития по 30 % детей были в возрасте 11 —12 и 13 лет, а 40 % — в возрасте 14—15 лет. На IV стадии полового развития 24 % мальчиков были 13-летнего возраста, а 76 % находились в возрасте 14—15 лет.

Показатели уровней гонадотропных гормонов и половых стероидов различаются в зависимости от стадии полового развития (таблица). Определяются общие тенденции в динамике их изменений. Концентрации гонадотропных гормонов прогрессивно увеличиваются по мере полового созревания. Так, уровень

ЛГ в период наиболее выраженного формирования и проявления вторичных половых признаков почти в

2 раза выше, чем в начале пубертата. Динамика изменений концентраций тестостерона аналогична таковой у гонадотропинов: происходит постепенное увеличение уровня гормона с возрастом. В сравнении с пре-пубертатным периодом уровень тестостерона на III стадии полового развития выше в 5 раз, а на IV — более чем в 10 раз. Уровень пролактина в начале пубертата снижается в сравнении с препубертатным периодом, а далее с возрастом вновь увеличивается. Концентрация прогестерона от препубертатного периода к III стадии полового развития плавно снижается, а затем повышается. Изменения концентраций эстрадиола были незначительными.

При анализе частот распределения уровней гормонов выявлено изменение размаха колебаний их концентраций с возрастом. Диапазон колебаний уровней ЛГ сужается от I ко II стадии полового развития, причем в этот период происходит сдвиг как нижней, так и верхней границы в сторону меньших значений (рисунок). Далее в период выраженного формирования вторичных половых признаков диапазон колебаний гормона расширяется. На IV стадии полового развития он в 2 раза больше в сравнении с начальными этапами полового созревания. При этом нижняя и верхняя границы сдвигаются в сторону больших значений, но прирост максимума намного значительнее, чем минимума. Абсолютно аналогичная динамика изменений диапазонов уровней гормонов прослеживается у ФСГ и тестостерона.

Гормональные показатели системы гипофиз — половые железы у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области

Гормон Пределы содержания концентраций гормонов по стадиям полового развития [4] I стадия полового развития II стадия полового развития III стадия полового развития IV стадия полового развития P

n M±SD Min—Max n M±SD Min—Max n M±SD Min—Max n M±SD Min—Max

ЛГ, мЕд/л I 0,04—3,6 II 0,26—4,8 III 0,56—6,3 IV 0,56—7,8 V 0,56—7,8 23 1,25±1,05 0,20—3,62 (3,42) 28 1,30±0,88 0,13—3,28 (3,15) 22 1,79±1,23 0,23—4,94 (4,71) 55 2,44±1,36 0,25—6,92 (6,67) I—IV < 0,004 II—IV < 0,001 III—IV = 0,013

ФСГ, мЕд/л I 0,3^,6 II 0,3—4,6 III 1,24—15,4 IV 1,24—15,4 V 1,53—6,8 23 2,35±1,24 0,85—5,43 (4,62) 28 2,74±1,36 0,53—4,68 (4,15) 22 2,77±1,58 0,64—6,24 (5,60) 55 3,71±1,80 1,22—8,53 (7,31) I—IV = 0,003 II—IV = 0,039

Пролактин, нг/мл 1,5—16,6 23 9,55±4,61 2,0—21,56 (19,56) 27 7,63±4,12 2,49—19,14 (16,65) 23 8,54±3,83 2,54—18,67 (16,13) 55 9,35±4,18 1,35—18,32 (16,97)

Тестостерон, нмоль/л I 0,1—0,9 II 0,17—2,4 III 0,5—9,7 IV 3,6—18,9 V 9,2—27,8 14 1,29±0,77 0,55—3,15 (2,60) 24 3,49±2,95 0,66—9,78 (9,12) 17 6,92±4,43 1,56—16,70 (15,14) 51 15,93±5,43 4,21—27,48 (23,27) I—III = 0,001 II—III = 0,023 I—IV < 0,001 II—IV < 0,001 III—IV < 0,001

Прогестерон, нмоль/л I < 0,03—1,0 II < 0,03—1,0 III < 0,03—1,5 IV < 0,3—3,4 V 0,7—2,6 23 0,90±0,49 0,17—2,30 (2,13) 27 0,85±0,36 0,13—1,44 (1,31) 21 0,81 ±0,61 0,16—2,28 (2,12) 55 1,06±0,49 0,18—2,13 (1,95) II—IV = 0,047 III—IV = 0,036

Эстрадиол, нмоль/л I 0,07—0,18 II 0,07—0,22 III 0,22—0,29 IV 0,22—0,29 V 0,12—0,20 23 0,14±0,06 0,04—0,23 (0,19) 27 0,15±0,07 0,02—0,34 (0,32) 21 0,15±0,07 0,06—0,32 (0,26) 53 0,14±0,05 0,04—0,29 (0,25) —

Примечание. В скобках указана разница между Min и Max.

а)

Ь)

с)

а)

^.5:ЗЛ*| <3.5:-и*1 Н.5:5Л*1

Распределение уровня ЛГ у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области, в зависимости от стадии полового созревания: а) 1 стадия, Ь) 2 стадия, с) 3 стадия, ^ 4 стадия; по горизонтали — концентрация гормона (мЕд/ л), по вертикали — число наблюдений; пунктирная линия — пределы содержания уровней гормона для умеренных широт, сплошная линия — ожидаемое нормальное распределение

Размах колебаний уровня пролактина в препубер-татном возрасте шире по сравнению с таковым в периоде, когда начинают появляться вторичные половые признаки. Сужение диапазона происходит за счет смещения нижних границ вправо, а верхних — влево. Динамика изменений диапазона уровней прогестерона и эстрадиола разнонаправленная. Так, размах колебаний уровней прогестерона к моменту появления вторичных половых признаков сужается за счет смещения верхней границы влево. В то же время амплитуда колебаний эстрадиола увеличивается, поскольку верхняя граница смещается в сторону больших значений. Далее к III—IV стадии полового развития происходит расширение диапазона колебаний уровня прогестерона, а размах колебаний эстрадиола сужается.

Обсуждение результатов

Полученные данные свидетельствуют о том, что половое развитие у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области, более продолжительно по времени и происходит скачкообразно. Распределение обследованных детей по стадиям полового созревания выявляет широкую вариабельность в распространении различных стадий в пределах одного и того же возраста.

К моменту появления вторичных половых признаков происходит активизация желез внутренней секреции. Однако повышение уровней гормонов системы гипофиз — гонады от I ко II стадии полового развития не столь резкое в сравнении с более поздним периодом, когда вторичные половые признаки выражены четче. Происходящее в момент перехода от I ко II стадии полового развития сужение диапазона колебаний, сдвиг вариабельности уровней гонадотропных гормонов в сторону меньших значений предполагает, что в этот период рецепторный аппарат к этим гормонам становится весьма чувствительным. Поэтому для достижения значимого эффекта действия гормонов достаточно меньших концентраций. Помимо того, в этот период, вероятно, доминирующее ингибирующее влияние на секрецию гонадотропинов и половых стероидов оказывают относительно высокие концентрации пролакти-на. Как предполагает ряд авторов [3, 5], на данном этапе развития пролактину отводится именно такая функциональная роль. В момент начала пубертата блокирующее влияние пролактина на гонадотропиновую активность ослабляется за счет снижения его концентрации.

Наибольшие изменения гормонального профиля системы гипофиз — половые железы характерны для III — IV стадий полового развития. Именно в этот период происходит резкое повышение средних концентраций гонадотропинов и половых стероидов за счет одновременного смещения частотного распределения вправо, расширения амплитуды колебаний, смещения верхней границы в сторону больших значений. Также в этот период повышается концентрация пролактина. На данном этапе он, вероятно, уже является не инги-

бирующим, а потенцирующим агентом в регуляции секреции гонадотропинов [2, 3, 5].

При сравнении диапазонов изучаемых гормонов с пределами содержания уровней, представляемых в справочно-диагностической литературе [4], выявлены отличительные особенности. Кривая распределения уровней ЛГ на протяжении от I к IV стадии полового развития смещена влево. Распределение уровней ФСГ и пролактина более равномерное, практически совпадает с таковым у других авторов. Что касается распределения уровней половых стероидов, то значения этих гормонов сосредоточены в основном в правой половине, а порой и выходят за границы верхних пределов, представляемых в диагностических справочниках. Такая картина, возможно, обусловлена высокой чувствительностью стероидных гормонов к относительно низким концентрациям гонадотропинов. В проводившихся ранее исследованиях детей школьного возраста на Европейском Севере, в частности в Республике Коми [1], выявлены подобные закономерности.

Выводы

1. Процесс полового созревания у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области, более продолжителен по времени. В пределах одного и того же возраста дети могут находиться как минимум на трех различных стадиях полового развития.

2. Наиболее резкие изменения уровней гормонов системы гипофиз — гонады происходят в период выраженного формирования вторичных половых признаков.

3. Диапазон колебаний гонадотропных гормонов сужается при переходе от I ко II стадии полового развития, что предполагает усиление рецепторной чувствительности к этим гормонам.

4. Характерной особенностью вариабельности гормонов системы гипофиз — половые железы у мальчиков изучаемого региона является смещение диапазона колебаний ЛГ в сторону меньших значений, а половых стероидов в сторону больших значений в сравнении с пределами, характерными для регионов умеренных широт.

Список литературы

1. Кубасов Р. В. Особенности гормонального статуса у детей младшего школьного возраста на Европейском Севере / Р. В. Кубасов, А. В. Ткачев, Л. В. Поскотинова и др. // Физиология человека. — 2003. — Т. 29, № 5. — С. 153—155.

2. Смирнова Л. К. Содержание пролактина в плазме крови у мужчин различных возрастных групп / Л. К. Смирнова, В. А. Семенов, А. Г. Хомасуридзе, Л. В. Петухова // Проблемы эндокринологии. — 1983. — Т. 29, № 2. — С. 30—33.

3. Сухорукое В. С. Роль пролактина в регуляции функций мужской гонады / В. С. Сухоруков, С. Б. Тарабрин // Успехи современной биологии.— 1993. — Т. 113, № 3. — С. 366—376.

4. Таранов А. Г. Диагностические тест-системы (радио-иммунный и иммуноферментный методы диагностики) / А. Г. Таранов. — М.: Издатель Мокеев, 2002. — 288 с.

5. Bartke A. Role of prolactin in regulation of sensitivity of the hypothalamic — pituitary system to steroid feedback / A. Bartke, K. S. Matt, R. W Steger et al. // Adv. Exp. Med. Biol. — 1987. — Vol. 219. — P. 153—175.

6. Marshall W. A. Variations in the pattern of pubertal changes in boys / W A. Marshall, J. M. Tanner // Arch. Dis. Child. — 1970. — Vol. 75, N 13. — P. 23.

HORMONAL STATUS DEVELOPMENT OF HYPOPHYSIS — GONADS SYSTEM IN CHILDREN IN SOUTH REGION OF ARCHANGELSK AREA

R. V. Koubassov

Institute of Environmental Physiology Ural Branch, Archangelsk

The dynamics of hormonal level changes of hypophysis — gonads system in boys, 10—16 years in Konosha region of Archangelsk area are investigated from sexual maturity depending. It’s revealed the sexual maturity is prolonged and variance of sexual stages in ones aging time is wide. The range of gonadotropins shifts to the left side in comparison with children in moderate latitudes. Most hormonal level changes are in III—IV stages of sexual maturity.

Key words: sexual maturity, sex glands, gonado-tropines, sex steroids.