CC BY
40
74/2011
Вестник Ставропольского государственного университета
ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СПОРТИВНОЙ ГИПЕРАНДРОГЕНИИ
Н. Г. Беляев, В. Ю. Самойленко, К. Ю. Суслов
POSSIBLE MECHANISMS SPORTS HYPERANDROGENISM
Bejaev N. G., Samojlenko V. Ju., Suslov K. Ju.
In female rats, who carried out from 2 months of age to perform intensive muscular loads recorded lower weight and smaller linear size of the uterus, fallopian tubes and ovaries. In the body, and the horns of the uterus, cortical substance of the ovaries revealed germination tissue collagen fibers had completed and death of the tunica albuginea of the ovaries.
Key words: female reproductive system, hy-perandrogenism, hormones, testosterone, es-tradiol.
У самок крыс, принуждавшихся с двухмесячного возраста к вы1полнению интенсивных мы/шечнык нагрузок регистрировалась гипертрофия надпочечников и высокий процент атрезирующих фолликулов, что и обеспечивало значительное повышение концентрации тестостерона и маскулинизацию организма.
Ключевые слова: женская репродуктивная система, гиперандрогения, гормоны , тестостерон, эстрадиол.
УДК 612.66
В литературе имеется огромное количество данных, указывающих на то, что у женщин спортсменок гораздо чаще, чем в популяции, встречаются нарушения в репродуктивной системе (4; 6; 9; 10; 11; 12; 13), в основном связанное с гиперандрогенией. Так, гиперандрогения регистрируется у спортсменок в различных формах ее проявления в 5 раз чаще, чем в популяции (49,9±5,0% и 10,2±2,3% соответственно). В то время как гиперандрогения является одним из основных факторов, с которым связывают не только запаздывание полового созревания и различные формы нарушения менструальных функций, но и женское бесплодие.
Однако до настоящего времени нет единого мнения о причинах столь высокой частоты встречаемости гиперандрогении среди спортсменок. Ряд исследователей связывают гиперандрогению с гиперфункцией надпочечников как следствие адаптации к интенсивным мышечным нагрузкам и высокому эмоциональному накалу спортивных соревнований. Другие придерживаются мнения, что в спортивных секциях в процессе многолетних тренировок происходит постепенный отсев девочек феминного и концентрация маскулинного типов, тогда как маскулинизация является широко распространенным в популяции заболеванием - андрогинный синдром. При данном заболевании отмечается блокирование синтеза кортизола в надпочечниках при одновременном повышении ненарушенного синтеза андрогненов.
ШН. Г. Беляев, В. Ю. Самойленко, К. Ю. Суслов Возможные механизмы спортивной гиперандрогении
Подобное нарушение в функционировании эндокринной системы дает им преимущество в адаптации к физическим нагрузкам и большие возможности в последующем достигать высоких результатов в спорте.
В связи с изложенным целью исследования явилось установление возможных механизмов, лежащих в основе гиперандроге-нии женщин-спортсменок, что позволит осуществлять ряд профилактических мер, направленных на предупреждение развития данного заболевания и сохранение здоровья спортсменок.
Материалы и методы исследования. В исследованиях были использованы животные - самки крыс линии Вистар.
В соответствии с задачами исследования животные с возраста 2 месяцев принуждались к выполнению тренировочных нагрузок на протяжении 9 недель. Для моделирования мышечных нагрузок использовался тредбан. В используемой методике тренировок выделяют IV этапа тренировочных циклов: I -подготовительный (1-4 недели); II - разгрузочный (5-6 недели); III - цикл интенсивных нагрузок (7-8 недели); IV - цикл активного отдыха (9-я неделя).
На 2, 4, 6, 8 и 9-й неделях тренировок осуществляли взятие крови для проведения биохимических анализов, органов (сердца, матки, надпочечников) для определения их массы, яичников и матки для гистологических исследований.
В крови осуществляли подсчет эритроцитов и определение гемоглобина по общепринятым методикам с использованием камеры Горяева и гемометра Салли. Концентрация тестостерона и эстрадиола определялась методом иммунноферментного анализа. Взвешивание сердца, матки и надпочечников с точностью до 0,01 мг осуществлялось на электронных весах «ВЛТЭ-150».
При проведении гистологических исследований яичники фиксировали в 8 % забуференном растворе формалина. Резку осуществляли на микротоме «ТЕХНОМ МЗП-1003» при помощи замораживающего устройства «ТЕХНОМ ОМТ-0228». Дальнейшая обработка гистологических препа-
ратов осуществлялась в соответствии с рекомендациями Автандилова Г. Г. (1).
При микроморфометрии использовали стандартный окулярмикрометр MOB - 1-16, а микрофотографирование осуществлялось при помощи комплекса, состоящего из микроскопа «Биомед-2» и цифровой фотокамеры «ДСМ-300».
Учитывая, что гормональный статус самок определяется фазой эстрального цикла, по достижению животными возраста 90 дней кровь для анализа брали в стадии Dio-estrus. Определение фазы эстрального цикла самок крыс осуществлялась методом влагалищного мазка (7). Обработка полученных результатов исследования осуществлялась с использованием пакета прикладных компьютерных программ SPSS (версия 14) с применением критериев Стьюдента и Пирсона.
Результаты исследования и их обсуждение. Систематическое выполнение беговых нагрузок самками значительно повысило их работоспособность. Так, если до начала тренировок животные способны были выполнять бег по движущейся ленте в течение 2,7±0,30 часа, то по окончанию 9 недель тренировок максимальная продолжительность бега возросла на 55 % и составила 4,23±0,21 часа. Животные контрольной группы к моменту окончания эксперимента способны были выполнять бег в течение 3,03±0,25 часа, т. е. работоспособность животных контрольной группы за аналогичный период эксперимента повысилась всего на 12,4 %.
Повышение работоспособности самок крыс экспериментальной группы обеспечивалось определенными адаптивными изменения в системах организма. В частности в результате тренировок содержание эритроцитов возросло с 4,30±0,42 млн/мм3 до 6,65±0,52 млн/мм3, уровень гемоглобина с 11,78±0,60 гр/% до 15,6±0.45 гр%, масса сердца тренированных животных к моменту окончания эксперимента более чем на 50 % превосходила массу сердца животных контрольной группы.
Тренировочный процесс оказывал активирующее влияние на гипоталамо-ги-пофизарно-адренокортикальную систему
74/2011
Вестник Ставропольского государственного университета
как основное адаптивное звено, о чем свидетельствует возрастание массы ее периферического звена - надпочечников (таблица 1). Так, к моменту окончания тренировочных циклов масса надпочечников контрольных животных в пересчете на 100 гр массы тела составляла 8,05±0,39 мг, а у самок крыс экспериментальной группы 13,05±0,50мг.
Несомненно, все эти адаптивные изменения, произошедшие в организме самок крыс, в значительной степени связаны с изменением их гормонального статуса. Прежде всего, это повышение концентрации тестостерона (таблица 2). Преимущественное насыщения организма мужским или женским половым гормоном во много определяет конечный биологический эффект. Андро-гены, являясь антагонистами эстрогенов, опосредованно подавляют фолликулостиму-лирующую функцию гипофиза, и непосредственно действуют на женскую репродуктивную систему (8).
В наших исследованиях, начиная с 4-й недели тренировок, отмечается досто-
верное отставание массы матки самок экспериментальной группы. Данное отставание сохраняется в течение всех последующих этапов эксперимента (таблица 1). У самок экспериментальной группы зарегистрировано также отставание линейных размеров матки и маточных труб. Визуально матка животных экспериментальной группы тоньше, окружающая жировая ткань практически отсутствует.
Результаты гистологических исследований позволили выявить морфофункциональ-ные отличия в яичниках самок крыс, систематически выполнявших мышечные нагрузки. Так, у животных контрольной группы в возрасте 90 дней (4-я неделя эксперимента) в яичниках обнаруживаются желтые тела и яйцеклетки, находящиеся на разных стадиях созревания (рисунок 1), что свидетельствует о полноценном функционировании репродуктивной системы самок крыс контрольной группы.
Таблица 1
Динамика массы надпочечников и матки в процессе тренировочных циклов (М±т).
Недели Экспери- Надпочечники, мг/100 г Р2 Матка, мг/100 г Р2
мента Контрольная Эксперимен- Контрольная Эксперимен-
группа тальная группа группа тальная группа
I 7,93±0,42 7,93±0,42 165±12,8 165±12,8
2 7,98±0,36 8,34±0,52 >0,5 180±11,5 160±9,7 >0,2
Р1 >0,5 >0,5 >0,5 >0,5
4 8,03±0,11 8,77±0,13 <0,001 215±10,6 169±14,5 <0.02
Р1 >0,5 >0,1 <0.01 >0,5
6 7,95±0,46 12,4±0,37 <0,001 350±16,7 159±8,9 <0,001
Р1 >0,5 <0,001 <0,001 >0,5
8 8,09±0,51 12,6±0,41 <0,001 624±23,8 217±12,3 <0,001
Р1 >0,5 <0,001 <0,001 <0.02
9 8,05±0,39 13,05±0,50 <0,001 620±19,7 240±11,7 <0,001 <0,001
Р1 >0,5 <0,001 <0,001
Примечание: I - данные на начало эксперимента; п - во всех случаях равно 7; Р1 _ достоверность отличий по сравнению с данными на начало эксперимента; Р2 - достоверность отличий по сравнению с контролем.
ы
г Н. Г. Беляев, В. Ю. Самойленко, К. Ю. Суслов
щ Возможные механизмы спортивной гиперандрогении
Таблица 2
Динамика тестостерона и эстрадиола в течение 9 недель тренировок
Недели Тестостерон, нмоль/л Р2 Эстрадиол, пмоль/л Р2
экспери- Контрольная Эксперимен- Контрольная Эксперимен-
мента группа тальная группа группа тальная группа
I 3,08±0,09 3,08±0,09 782,2±23,6 782,2±23,6
2 3,32±0,12 2,89±0,25 >0,1 856,8±31,2 685,3±54,1 <0.02
Р1 >0,1 >0,1 >0,1 >0,1
4 5,25±0.08 6,37±0,17 <0,01 1189,7±74,8 868.9±42,9 <0,001
Р1 <0,001 <0,001 <0.001 >0,1
6 4,67±0,22 6,78±0,31 <0,001 1134±45,8 750,2±41,6 <0,001
Р1 <0,001 <0,001 <0,001 >0,1
8 3,74±0,29 5,02±0,08 <0,01 1264,2±84,9 543,9±32,9 <0,001
Р1 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
9 3,76±0,34 7,42±0,15 <0,001 1089,8±93,6 893,±58,7 <0,001
Р1 <0,001 <0,001 <0,001 >0,1
Примечание: I - данные на начало эксперимента; п по сравнению с данными на начало эксперимента; Р2 -
Наиболее ярко это проявляется в возрасте 130 дней (9-я неделя эксперимента). В данном случае регистрируется большое количество желтых тел, свидетельствующих о прохождении большим количеством яйцеклеток полного цикла развития (рисунок 2).
У животных экспериментальной группы регистрируется незначительное количество
(1-жёлтое тело; 2-фолликулы; 3-мозговое вещество; 4-гиперемия сосудов) (4 недели эксперимента). Окраска гематоксилином - эозином. Увеличение 200.
- во всех случаях равно 7; Р1 - достоверность отличий
- достоверность отличий по сравнению с контролем.
желтых тел на 4-й неделе эксперимента и полное отсутствие их в момент окончания тренировочных циклов (рисунки 3, 4). Но при этом в яичниках самок крыс, систематически выполнявших мышечные нагрузки, отмечается высокий процент атрезирующих вторичных и третичных фолликулов.
Рис. 2. Яичник контрольного животного (1-жёлтые тела) (9 недель эксперимента). Окраска гематоксилином - эозином. Увеличение 200.
74/2011 га
Вестник Ставропольского государственного университета ^рд
В атрезирующих фолликулах фолликулярные клетки способны перерабатывать андрогены в эстрогены только на начальных стадиях атрезии, а на стадии атретического тела и скопления интерстициальных клеток такая способность теряется, но сохраняется возможность секретировать тестостерон. Соответственно, высокий процент атрези-рующих фолликулов может являться дополнительным фактором, обеспечивающим высокий уровень тестостерона в крови животных, принуждавшихся к выполнению мышечных нагрузок.
Рис. 3. Яичник животного экспериментальной группы (1-кисты фолликулы в атрезии; 2 -жёлтое тело; 3 - место разрыва стенки) (4 недели тренировок). Окраска гематоксилином -эозином. Увеличение 200.
Рис. 4. Яичник животного экспериментальной группы (атрезия фолликулов с видом гиалиновых тел) (9 недель тренировок). Окраска гематоксилином - эозином. Увеличение 600.
Высокий процент атрезирующих фолликулов в яичниках животных экспериментальной группы следует расценивать как одну из форм адаптивных реакций, направленных на удовлетворение возросшей потребности организма в анаболических стероидах. Прежде всего, это связано с тем, что тестостерон яичников также как и тестостерон надпочечников способствует маскулинизации организма самок и, соответственно, лучшей адаптации к мышечным нагрузкам.
В итоге можно заключить, что в основе гиперандрогении при мышечных нагрузках, с одной стороны, лежит повышение массы надпочечников и как следствие их секреторных возможностей; с другой - высокий процент атрезирующих фолликулов.
Стероидогенез андрогенов в надпочечниках и яичниках осуществляется сходным биосинтетиченским путем (2, 5). Исходным субстратом синтеза андрогенов является холестерин. В результате последовательных реакций при участии ряда ферментов из холестерина происходит образование прегне-нолона. Дальнейшие процессы биосинтеза андрогенов в надпочечниках и яичниках могут идти двумя путями. В первом случае прегненолон через дельта 5 производные под воздействием 17а-гидроксилазы превращается в 17-гидроксипрегненолон, а затем трансформируется в дегидроэпиандро-стерон (ДГА), из которого образуется анд-ростендион и тестостерон. Во втором случае из прегненолона через дельта-4 производные образуется прогестерон, который под влиянием 17-гидроксилазы превращается в 17-гидроксипрегненолон, последний - в андро-стендион и тестостерон (3, 14, 15). Путь биосинтеза с преобразованием дельта 5 стероидов преобладает в надпочечниках, а путь с преобразованием дельта 4 стероидов преимущественно осуществляется в яичниках.
Учитывая, что у спортсменок в процессе систематических тренировок происходит снижение концентрации прогестерона в крови (15) можно предположить, что основной вклад в повышение концентрации данного гормона вносят надпочечники.
ы
ШН. Г. Беляев, В. Ю. Самойленко, К. Ю. Суслов Возможные механизмы спортивной гиперандрогении
ЛИТЕРАТУРА
1. Автандилов Г. Г. Медицинская морфология. - М.: 1990. 382 с.
2. Бабичев В. Н. Нейро-гормональная регуляция овариального цикла. - М.: Медицина. -1982. - 240 с.
3. Бадалян Л. О., Герасимова О. И., Герасимов Г. А. Актуальные проблемы нейроэндок-ринологии: пептидергическая система мозга (научный обзор). - М.: Медицина, 1982. - 49 с.
4. Беляев Н. Г., Писков С. И. Самойленко В. Ю. Влияние интенсивных мышечных нагрузок на репродуктивную систему женщин // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия «Медицина». - М., 2007. - № 6. - С. 464-468.
5. Дегтярь В. И. Образование и роль 5 а-восстановленных андрогенов у человека // Проблемы эндокринологии. - 1992. - Т. 38. -№ 3. - С. 55-59.
6. Зырянова Е. А., Марова Е. И., Смоленский А. В. Влияние интенсивных физических нагрузок на функцию репродуктивной системы у спортсменок // Акушерство и гинекология. - 2008. - № 1. - С. 6-8.
7. Кабак Я. М. Практикум по эндокринологии. Основные методики экспериментально-эндокринологических исследований. - М.: Московский ун-т, 1968. - 276 с.
8. Крупко-Большова. Патология развития девочек и девушек. - Киев: Здоров'я, 1990. -232 с.
9. Писков С. И. Состояние менструальной функции девушек борцов разных соматоти-пов // Вестник Российского университета дружбы народов, Серия «Медицинах». -2008. - № 8. - С. 61-65.
10. Похоленчук Ю. Т., Свечникова Н. В. Современный женский спорт. Киев; Здоровья, 1987. -190 с.
11. Раисова A. T. Актуальные проблемы гиперандрогении // Клиницист. - 1995. - № 3. -С. 54-61.
12. Серова В. Н., Прилепская В. Н., Пшеннико-ва Т. Я. Практическое руководство по гинекологической эндокринологии. - М.: Рус. фарммед, 1995. - 440 с.
13. Соболева Т. С. Формирование полозависи-мых характеристик у девочек и девушек-спортсменок на фоне занятий спортом: ав-тореф. дис. ... д-ра мед. наук. - Санкт-Петербург, 1996. - 42 с.
14. Barbieri R. L. Hyperandrogenic Disordes // Clin. Obstet. And Gynecology. - 1990. - Vol. 69. - №3. - Р. 640-645.
15. Bonen A. F., Haynes F. V. Substrate and hormonal responses to exercise in women using oral contracepts // J Appl. Physiol. - 1991. -Vol. 70. - № 5. - Р. 1917-1921.
Об авторах
Беляев Николай Георгиевич, ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет», доктор биологических наук, профессор кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека. delyaev_nikolaev@ mail.ru
Самойленко Валерий Юрьевич, ГОУ ВПО
«Ставропольский государственный университет», соискатель кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека. valera_stav@ mail.ru
Суслов Константин Юрьевич, ГОУ ВПО
«Ставропольский государственный университет», аспирант 2-го года обучения кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека. delyaev_nikolaev@ mail.ru
