Взаимосвязи уровней витаминов и гормонов системы «Гипофиз половые железы» в сыворотке крови у детей Европейского Севера Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

С целью выявления изменений взаимоотношений между содержанием в крови витаминов Е, А и концентрацией гормонов гипофизарногонадной оси (гонадотропные, половые стероидные гормоны) у детей на различных стадиях полового созревания обследованы 88 мальчиков 12-15 лет. Выявлено, что на различных стадиях полового созревания происходит изменение корреляционных взаимосвязей, характер которых определяется в зависимости от концентрации витаминов Е и А в крови.

Ключевые слова: витамин Е, витамин А, гонадотропные гормоны, половые стероидные гормоны.

УДК 612.4.018+615.35

ВЗАИМОСВЯЗИ УРОВНЕЙ ВИТАМИНОВ И ГОРМОНОВ СИСТЕМЫ «ГИПОФИЗ - ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ» В СЫВОРОТКЕ КРОВИ У ДЕТЕЙ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА

© 2009 г. А. В. Горелов, Р. В. Кубасов, Ф. А. Бичкаева,

Л. П. Жилина

Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН, г. Архангельск

Среди огромного числа факторов, оказывающих влияние на нормальное развитие и поддержание функции репродуктивной системы, особое место занимает надежное обеспечение растущего организма незаменимыми витаминами [3, 10]. Витамин Е (токоферол) и витамин А (ретинол) являются одними из важнейших компонентов биосинтеза и механизма действия гормонов, регулирующих половую сферу [8]. Известно, что токоферол влияет на биосинтез гонадотропных [11] и стероидных половых гормонов путем регуляции метаболизма холестерина [6, 9]. При дефиците в организме витамина Е значительно снижается уровень гонадотропных гормонов [5, 15]. Ретинол также принимает участие в синтезе фолликулостимулирующего гормона, прогестерона, тестостерона, эстрадиола [4, 13.]. Выявлена прямая зависимость концентрации в сыворотке крови гонадотропинов и половых стероидов от содержания витамина А [7, 12]. При его дефиците у детей отмечается задержка полового развития [16].

В литературе имеется достаточно сведений об участии токоферола и ретинола на различных стадиях гормоногенеза [1, 2]. Однако информации о содержании этих витаминов и межгормональных взаимоотношениях по этапам полового созревания недостаточно.

В связи с вышеизложенным цель нашего исследования — выявить изменения взаимосвязей между содержанием в крови витаминов Е, А и концентрацией гормонов, отвечающих за регуляцию репродуктивной функции у детей на различных стадиях полового созревания.

Методика

Обследована группа практически здоровых мальчиков и подростков в возрасте от 12 до 15 лет, родившихся и постоянно проживающих в Архангельской области. Все дети на момент обследования не имели острых заболеваний и хронической соматической патологии. Общий объем выборки составил 88 человек.

Все дети были разделены на группы в соответствии со стадиями полового развития. Стадия полового развития (СПР) оценивалась по балловой формуле полового созревания по J. Tanner [14] путем определения степени выраженности вторичных половых признаков.

У всех обследованных проводили забор крови из локтевой вены в 830 — 1 000 часов утра, натощак. В сыворотке крови методом радиоиммуно-метрического анализа коммерческими наборами реактивов Immunotech (Чехия) определяли уровни гормонов: фолликулостимулирующего (ФСГ), лютеинизирующего (ЛГ), пролактина, общего тестостерона, общего прогестерона и общего эстрадиола. Определение концентрации жирорастворимых витаминов (А и Е) в сыворотке крови проводилось флюорометрическим методом на спектрофлюориметре «Флюорат-

02-АБЛФ». Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью компьютерного пакета прикладных программ SPSS 13.0 for Windows. Критический уровень значимости (p) при проверке статистических гипотез принимался за 0,05. Оценка соотношений генеральных дисперсий в большинстве сравниваемых выборок показала их неравенство. В выборках выявлено неправильное распределение. В связи с этим статистическая обработка проводилась непараметрическими методами. Учитывались: среднее значение (М), стандартная ошибка (m). Для проверки статистической гипотезы разности средних значений использован критерий Mann-Whitney. Корреляционный анализ проведен по Kendall-tau.

Результаты исследования

В результате исследования выявлены изменения в сыворотке крови уровней исследуемых витаминов и гормонов в различные стадии полового развития. Содержание витаминов Е и А увеличивается в процессе полового созревания от 11 до 15 лет. Концентрация витамина Е в сыворотке крови на начальных этапах полового созревания составила (8,61 ± 0,25) мкмоль/л. На III СПР его уровень повышался до (10,22 ± 0,78) мкмоль/л, p = 0,036, но к IV СПР отмечено его увеличение до (14,10 ± 1,28) мкмоль/л, p = 0,001. Аналогичная динамика прослежена и в отношении содержания в сыворотке крови витамина А. Так, на II СПР его концентрация составила (0,501 ± 0,011) мкмоль/л. В период интенсивного формирования вторичных половых признаков на III СПР концентрация витамина А составила (0,532 ± 0,016) мкмоль/л, p = 0,036, а к IV СПР отмечена лишь тенденция к ее увеличению — (0,577 ± 0,0024) мкмоль/л, p = 0,09.

При анализе изменений концентраций гипофизарных гормонов у обследованных детей в процессе полового созревания выявленные отличия по СПР менее выражены. Уровни гонадотропинов и пролактина в эти периоды практически не изменялись (p>0,05). В динамике II — III — IV стадии полового развития средний уровень в крови ФСГ составил 2,86—3,22 —3,99 Мед/л, ЛГ — 2,29—2,02—2,52 Мед/л, пролактина — 7,13—7,74—8,58 нг/мл.

Наиболее отчетливые изменения содержания половых стероидных гормонов в сыворотке крови в процессе полового созревания выявлены для тестостерона. В период появления вторичных половых признаков его концентрация составила (7,74 ± 0,99) нмоль/л. На III СПР его уровень повысился до (11,29 ± 0,97) нмоль/л, p = 0,029, а к IV СПР еще более увеличился — до (16,16 ±

1,55) нмоль/л, p = 0,011. Значения прогестерона и эстрадиола изменялись незначительно (p > 0,05). Средняя концентрация в сыворотке крови прогестерона по стадиям (II—III — IV) полового развития составила 0,606—0,591—0,698 нмоль/л, эстрадио-ла — 0,207—0,192—0,216 нмоль/л соответственно.

По результатам корреляционного анализа выяв-

лены взаимосвязи (р < 0,05) между исследуемыми уровнями витаминов А и Е и концентрациями гонадотропных гормонов и половых стероидов.

На начальных этапах полового созревания (II СПР) обнаружены взаимосвязи: витамин Е — пролактин (г =0,27), витамин Е — прогестерон (г = 0,29), витамин Е — тестостерон (г = —0,34), витамин А — пролактин (г= —0,36), витамин А — прогестерон (г = —0,37), витамин А — тестостерон (г = 0,29). На III СПР характер корреляционных взаимоотношений между уровнями витаминов и гормонов изменяется. Исследование показало наличие взаимосвязей: витамин Е — ФСГ (г = 0,34), витамин Е — ЛГ (г = 0,34), витамин А — ФСГ (г = —0,43), витамин А — ЛГ (г = 0,32), витамин А — пролактин (г = 0,29). На IV СПР обнаружены взаимосвязи: витамин Е — ФСГ (г = 0,40), витамин Е — прогестерон (г = 0,44), витамин Е — тестостерон (г = —0,51), витамин А — ФСГ (г = 0,44), витамин А — пролактин (г = 0,42), витамин А — тестостерон (г = 0,28).

Обсуждение результатов

Изучение изменений содержания в сыворотке крови витаминов А и Е, эндокринных показателей, регулирующих половую сферу, а также корреляционных взаимосвязей между концентрациями в крови витаминов и гормонов позволило выявить определенную специфику взаимоотношений таковых на различных этапах полового созревания. Установлены значимые корреляционные взаимосвязи содержания в сыворотке крови витаминов А и Е как с гормонами центрального звена регуляции, так и половыми стероидными гормонами, за исключением эстрадиола. Обнаружено, что характер взаимосвязи «витамин — гормон» в сыворотке крови зависит от их концентрации, присущей различным этапам полового развития.

На начальных этапах полового созревания, когда концентрация витамина Е и витамина А в сыворотке крови наименьшая по сравнению с последующими возрастами, витамины образуют корреляционные взаимосвязи с пролактином и половыми стероидными гормонами. Гонадотропные гормоны на этом этапе полового развития не образуют значимых взаимосвязей. При этом тип взаимосвязей «витамин Е — гормон» и «витамин А — гормон» абсолютно противоположный: в то время как витамин Е с пролактином и прогестероном образуют прямые связи, витамин А образует с этими гормонами обратные связи; тестостерон с витамином Е образует обратную взаимосвязь, а с витамином А — прямую. Возможно, выявленная противоположность взаимосвязей обусловлена различной этапностью участия того или иного витамина в процессе гормоногенеза.

На последующем этапе полового созревания, в период формирования вторичных половых признаков (III СПР), концентрация витамина Е и витамина А в сыворотке крови значительно увеличивается. В то же время концентрация гипофизарных гормонов, прогестерона и эстрадиола практически не изменяется, а тестостерона повышается. В этот период характер взаимосвязей «витамин — гормон» изменяется в

сторону центрального звена гормональной регуляции. В корреляционные взаимодействия с витаминами Е и А вовлечены гонадотропные гормоны (ФСГ, ЛГ) и пролактин. С половыми стероидными гормонам при этом значимых взаимосвязей не образуется. Также отличием от начального этапа полового созревания является изменение характера корреляционной взаимосвязи «витамин А — пролактин»: если на II СПР эта связь была обратной, то на III СПР она прямая.

Таким образом, можно полагать, что увеличение концентрации в сыворотке крови витаминов Е и А при неизменных уровнях гонадотропных гормонов и половых стероидов (кроме тестостерона — увеличение) влечет за собой изменение функциональных взаимосвязей «витамин — гормон» с переключением периферического звена эндокринной регуляции на центральный.

На IV стадии полового развития концентрация изучаемых витаминов достигает наибольших значений по сравнению с предыдущими этапами развития. При этом концентрация гипофизарных гормонов, прогестерона и эстрадиола изменяется незначительно, а тестостерона повышается, достигая значений в два раза больших по сравнению с начальными этапами полового созревания. В этот период характер и количество взаимосвязей «витамин — гормон» вновь изменяется с привлечением уже гормонов как центрального, так и периферического звена регуляции. На данном этапе развития сохраняются прямые взаимосвязи «витамин Е — ФСГ», «витамин А — пролактин», а также вновь, как и на начальной стадии пубертата, обнаруживаются прямые корреляционные взаимосвязи «витамин Е — прогестерон», «витамин А — тестостерон» и обратная «витамин Е — тестостерон». Помимо этого взаимосвязь «витамин А — ФСГ» в сравнении с III СПР из обратной переходит в прямую.

Таким образом, на IV стадии полового развития, в период максимально интенсивного формирования вторичных половых признаков, на фоне значительного повышения в крови концентрации тестостерона, взаимосвязи «витамин — гормон» включают как центральное, так и периферическое звено эндокринной регуляции.

Выводы

У детей в процессе полового созревания происходит увеличение содержания в сыворотке крови витаминов Е и А. На различных стадиях полового созревания происходит изменение корреляционных взаимосвязей между содержанием в сыворотке крови витаминов Е, А и концентрацией гонадотропных и половых гормонов. Характер взаимосвязей определяется зависимостью от концентрации витаминов в крови.

На начальных этапах пубертатного периода корреляционные взаимосвязи «витамин — гормон» формируются за счет половых стероидных гормонов; в период интенсивного развития вторичных половых признаков — за счет гонадотропных гормонов и пролактина; во второй половине пубертата — за счет как центрального, так и периферического звена эндокринной регуляции.

Список литературы

1. Березов Т. Т. Биологическая химия / Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. — М. : Медицина, 2002. — 704 с.

2. Северин Е. С. Биохимия / Е. С. Северин, Т. А. Алейникова, Е. В. Осипов. — М. : Медицина, 2000. — 168 с.

3. Тутельян А. В. Микронутриенты в питании здорового и больного человека / В. А. Тутельян, В. Б. Спиричев, В. П. Суханов, В.А. Кудашева. — М. : Колос, 2002. — 122 с.

4. Amanatullah D. F., Zafonte B. T., Pestell R. G. // Minerva Endocrinol. — 2002. — Vol. 27, N 1. — P. 7—20.

5. Audisio M., Fidanza A., Mastroiacovo P., et al. // Boll. Soc. Ital. Biol. Sper. - 1987. - Vol. 31, N 3. - P 281-287.

6. Barella L., Rota C., Stocklin E., Rimbach G. // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 2004. - Vol. 1031. - P. 334-336.

7. Brabin L., Roberts C., Barr F., et al. // J. Reprod. Med. - 2004. - Vol. 49, N 1. - P. 41-51.

8. Bunce G. E. // Adv. Exp. Med. Biol. - 1994. - Vol. 352.

- P. 257-264.

9. Hartman T. J., Dorgan J. F., Virtamo J., et al. // Nutr Cancer. - 1999. - Vol. 35, N 1. - P. 10-15.

10. Kronenberg H. Williams Textbook of Endocrinology / еd. by H. Kronenberg, S. Melmed, K. Polonsky, P. Larsen.

- 11th ed. - Elsevier Science, 2007. - P. 1936.

11. Loginov P. V. // Современные наукоемкие технологии. - 2005. - № 7. - P. 50-51.

12. Selva D. M., Hogeveen K. N., Hammond G. L. // J. Biol. Chem. - 2005. - Vol. 280, N 11. - P. 4462-4468.

13. Silva F. R., Leite L. D., Wassermann G. F. // Eur J Endocrinol. - 2002. - Vol. 147, N 3. - P. 425-433.

14. Tanner J. M., Whitehouse R. H. // Arch. Dis. Child.

- 1976. - Vol. 51. - P. 170-179.

15. Umeda F., Kato K., Muta K., Ibayashi H. // Endocrinol. Jpn. - 1982. - Vol. 29, N 3. - P. 287-292.

16. Zadik Z., Sinai T., ZungA., Reifen R. // Clin. Endocrinol. (Oxf). - 2004. - Vol. 60, N 6. - P. 682-687.

CORRELATIONS OF HORMONE AND VITAMIN LEVELS OF SYSTEM «PITUITARY BODY - SEXUAL GLANDS»

IN CHILDREN'S BLOOD SERUM IN EUROPEAN NORTH

А. V. Gorelov, R. V. Kubasov, F. А. Bichkaeva,

L. P. Zhilina

Institute of Environmental Physiology Ural Branch RAS, Arkhangelsk

With the purpose to detect changes in correlations between content of vitamins Е, А in blood and concentration of hormones of the hypophysial-gonadal axis (gonadotropic, sex steroid hormones) in children at different stages of puberty, 88 boys at the age 12-15 have been examined. It has been detected that at different stages of puberty, correlations changed, their character was determined depending on concentration of vitamins Е and А in blood.

Key words: vitamin Е, vitamin А, gonadotropic hormones, sex steroid hormones.

Контактная информация:

Бичкаева Фатима Артемовна - доктор биологических наук, зав. лабораторией биологической и неорганической химии Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН

Адрес: 163061, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 249 E-mail: [email protected]

Отатья поступила 06.05.2009 г.