Нормальні міркування щодо статевого дозрівання щодо дорослішання; Журнал «Гален»
Доктор Камелія Прокоп’юк, первинний ендокринолог
Доктор Крістіна Думітреску, первинний ендокринолог
Національний інститут ендокринології „C.I. Пархон ”Бухарест
Поздовжнє зростання в першу чергу забезпечується активністю хондроцитів в епіфізарному ростовому хрящі і під впливом декількох гормонів та факторів росту в ендокринному та паракринному плані. Їх вплив ще більш складний під час стрибків статевого розростання. Статеві стероїди відіграють вирішальну роль у статевому розвитку як системно - втручаючись у вісь GH-IGF1, так і локально - в епіфізарному зростаючому хрящі. В даний час визнано, що естрогени відповідають у обох статей за прискорення росту і зварювання росту хряща. Динаміка складу тіла в період статевого дозрівання є важливим маркером метаболічних змін, що відбуваються в цей період росту і дозрівання.
Поздовжній ріст, в першу чергу, зумовлений хондроцитарною активністю на рівні епіфізарної пластинки росту, і на нього впливають багато гормонів та фактори росту в ендокринній та паракринній формі. Їх вплив ще більш складний у період прискореного зростання статевого дозрівання. Статеві стероїди відіграють вирішальну роль у статевому розвитку як на системному рівні через вісь GH/IGF-1, так і на місцевому рівні епіфізарної пластини росту. В обох статей зараз визнано, що естроген є найважливішим гормоном у контролі прискорення та злиття пластин росту. Склад тіла в період статевого дозрівання є маркером метаболічних змін, що відбуваються в цей період росту і дозрівання.
Пубертатний ріст
Під час статевого дозрівання темпи зростання прискорюються, реєструючи пік його в 22 місяці від початку; збільшення статевого дозрівання забезпечує 15-20% кінцевої талії. Показано, що амплітуда стрибків пубертатного росту та пік швидкості росту негативно корелюють з віком початку пубертатного періоду.
Час пубертатного зростання відображає статевий диморфізм наступним чином:
- у дівчаток - пік темпу росту реєструється у 40% з них у стадії розвитку грудей B2 Tanner; у 30% з них - на стадії розвитку грудей В3 Таннера; у 20% з них - на стадії розвитку грудей B4 Tanner і лише у 10% з них - на стадії розвитку грудей B1 Tanner (препубертатний аспект);
- у хлопчиків - пік темпу росту реєструється у 60% з них на стадії розвитку яєчок G3 Tanner; 28% - у G4; 8% - у G2; 4% - у G5; диморфний характер (тобто різниця в часі між піком швидкості росту раніше у дівчаток, ніж у хлопчиків) пов’язаний із затримкою у досягненні необхідних концентрацій естрогену (від ароматизації тестостерону) у хлопчиків. (1)
Вік піку швидкості росту в період статевого дозрівання обернено корелює з його величиною у обох статей, відповідно у дітей з піком швидкості росту, що з'явився раніше, важливіший стрибок зростання в момент піку темпу росту. Хлопчики, які зробили стрибок пізніше, матимуть менший приріст ваги та вищу мінеральну масу кісток і будуть вищими на піку темпу зростання порівняно з хлопцями, які зробили стрибок раніше (2); Діти, у яких швидше статеве дозрівання, як правило, мають більший ризик ожиріння у зрілому віці. (2)
Зростання статевого дозрівання регулюється збільшенням статевих стероїдів; у людини естрогени відповідають за ініціювання стрибків статевого розростання та закриття спадаючих хрящів у обох статей; також на ріст пубертату впливає кількість жирової тканини, відповідно збільшення ваги на 1 кг зменшило б стрибок росту на 0,5 см у дівчат та 0,9 см у хлопців; остаточна талія не впливає через прискорене зростання вгодованої дитини в дитинстві.
У статевому дозріванні спостерігається статевий диморфізм не тільки з точки зору моментів пубертатного періоду, але і з точки зору будови тіла:
1. Слабка маса
Низька вага у чоловіків вища, ніж у жінок. Магнітно-резонансна томографія (МРТ), проведена на здорових дорослих, показала, що м’язова маса щодо загальної м’язової маси становила 0,53 у чоловіків та 0,47 у жінок, і ця різниця між статями зменшується з віком. (3)
При народженні близько 40% загальної м’язової маси виявляється у тренуванні верхньої частини тіла (голови та тулуба), а у зрілому віці ці сегменти мають лише 25-30% загальної м’язової маси; з іншого боку, м’язова маса нижнього шлейфу збільшується з 40% загальної м’язової маси при народженні до приблизно 55% у дорослих.
До 14-15 років у дівчаток і хлопчиків приблизно однакова товщина м’язів рук і ніг (продемонстровано рентгенологічними дослідженнями), а після цього віку у хлопчиків буде більша м’язова маса, особливо на руках. Концепція краще розвинених м’язів верхньої частини тіла у чоловіків порівняно з жінками є другорядною статевою характеристикою. (4)
Вміст мінеральних речовин у кістках у кінцівках та тулубі приблизно однаковий для статей приблизно до 16 років. Після цього віку між двома статями спостерігаються значні відмінності у вмісті мінеральних речовин у кістках у всіх регіонах тіла, а саме мінеральна маса вища у хлопчиків, особливо в скелеті кінцівок. У хлопчиків статеве дозрівання стимулює надкісткову аппозицію, а не ендокортикальне розширення, а отже, збільшує діаметр кісток, товщу кори і діаметр спинного мозку, особливо в кінцівках. У дівчаток естроген пригнічує надкісткову аппозицію, але стимулює утворення ендокортикальної кістки, тому спостерігається: збільшення товщини кори, зменшення діаметра кісткового мозку і незначне збільшення діаметра надкістя. Поєднання цих ефектів призводить до значних відмінностей у міцності кісток між статями від статевого дозрівання. Через ці контрасти між двома статями в період статевого дозрівання наслідки відстроченого статевого дозрівання також відрізняються між статями і призводять до менших розмірів кісток у хлопчиків та нормальних або більших розмірів у дівчаток. (4)
3. Жирова маса
У дівчаток рівень загальної маси жиру (TBF) зростає з досить постійною швидкістю - від 5,5 кг у віці 8 років до 15 кг у віці 16 років, після чого цей показник значно зменшується. . У хлопчиків загальна жирова маса збільшується в середньому з 5 кг у віці 8 до 11 кг у віці 14 років, потім зменшується до приблизно 9 кг у 16 років, пізніше залишаючись на плато. Що стосується вільної жирової маси (FFM), то у дівчаток вона зростає приблизно до 15 років, після чого вона залишається відносно незмінною. У хлопчиків ШЖМ стабільно зростає у віці від 8 до 18 років, швидше від 12 до 15 років. Жирова тканина містить рецептори естрогену, андрогенів та прогестерону; існують відмінності у експресії цих рецепторів між вісцеральною та підшкірною жировою клітковиною, наступні: рецептори естрогену нижчі у вісцеральній жировій тканині у хлопчиків-підлітків, ніж у дівчаток, а рецептори андрогенів краще виражаються у вісцеральній жировій тканині обох статей; естрогени беруть активну участь у збільшенні кількості жирової тканини та розподілі гіноїдного жиру. (3)
Важливим аспектом будови тіла в період статевого дозрівання є те, що жирова тканина діє як ендокринний орган. Адипоцити, що секретуються адипоцитом, виробляються у відповідь на різні зміни в метаболічному статусі. До адипоцитокінів належать: лептин, адипонектин і резистин. Ці молекули беруть участь у метаболізмі ліпідів та ліпопротеїнів, судинному гомеостазі та фібринолітичній функції, а деякі мають декілька профілактичних та протизапальних властивостей. Лептин функціонує як регулятор енергетичного балансу, пригнічуючи голод і впливаючи на енергоспоживання організму. Це тісно пов’язано із загальною масою жиру, рівень лептину в сироватці крові тісно корелює з підшкірним жиром. У дівчаток рівень лептину в сироватці крові вищий, ніж у хлопчиків до, під час та після статевого дозрівання. Препубертатний рівень лептину у дівчат передбачає збільшення жиру в період статевого дозрівання. Статеві стероїди є посередниками статевого диморфізму концентрацій лептину. (4)
Уповільнення лінійного росту в підлітковому віці спричинене внутрішнім механізмом росту хряща, який називається старінням пластини росту, зі зменшенням швидкості проліферації хондроцитів у зростаючому хрящі з віком; естрогени прискорюють ріст хряща росту, збільшуючи швидкість втрати проліферативної здатності на клітинний цикл хондроцитів.
Системний вплив статевих стероїдів на вісь GH-IGF1
Гормон росту (ГР) збільшує швидкість росту в період статевого дозрівання, стимулюючи IGF1 (периферичний ефектор ГР); у період статевого дозрівання частота імпульсів GH збільшується в 1,5-3 рази при одночасному збільшенні і GH/маси імпульсу; концентрація IGF1 у сироватці крові зростає у період статевого дозрівання ∽3-4 рази з піком у 14,5 років у дівчат та 15,5 років у хлопчиків; статеві стероїди впливають на синтез і секрецію РР, впливаючи на секреторну організацію та активацію гіпоталамо-гіпофізарного соматостату, як показано нижче:
- у неонатальному періоді статеві стероїди впливають на кількість нейронів гіпоталамусу, що стимулюють соматотрофні клітини гіпофіза - GHRH (Гормон росту - вивільнення гормону) та їх подальшу реакцію на стероїди пубертатного періоду;
- у період статевого дозрівання андрогени модифікують синтез соматостатину (синтезується в нейронах гіпоталамусу з інгібуючою роллю на секрецію GH соматотрофними клітинами гіпофіза), а естрогени - на GHRH; на рівні гіпофіза статеві стероїди змінюють соматотрофічну реакцію на соматостатин. (5)
андрогени
- дигідротестостерон (ДГТ) - збільшує швидкість росту у хлопчиків, незалежно від осі GH-IGF1, можливе шляхом прямої дії на андрогенні рецептори в ростовому хрящі;
- тестостерон - збільшує швидкість росту в поєднанні зі збільшенням активності осі GH-IGF1; Здатність тестостерону стимулювати секрецію GH зумовлена його перетворенням в естроген за допомогою ароматази. (6)
естрогени
Більшу частину дії збільшення швидкості росту в статевому дозріванні здійснює естроген через вісь GH-IGF1; ця дія опосередковується рецепторами естрогену (ER-α та ER-β), що експресуються в гіпоталамусі та передній частині гіпофіза; Рівень ГР та естрогену позитивно корелює у ранньому статевому дозріванні обох статей;
- ендогенні естрогени в перипубертатному періоді підвищують чутливість до ГР;
- екзогенні естрогени, що вводяться перорально, потребують супрафізіологічних доз для ефекту, метаболізуючись печінковою цитохромною системою; пероральне введення естрогенів призводить до збільшення їх концентрації в портальному кровообігу, це явище порушує печінковий синтез IGF1 зі зменшенням його сироваткової концентрації; у свою чергу, низький рівень IGF1 призведе через негативний зворотний зв'язок до збільшення синтезу GH та GHBP (білка, що зв'язує GH у крові); Отже, кількість зв’язаного GH буде високим, а концентрація вільного GH зменшиться, що супроводжується збільшенням ангіотензиногену, ліпопротеїнів та білків, що зв’язують, для більшої кількості гормонів стерину. (6)
Місцевий вплив статевих стероїдів на ріст хряща
- AR (андрогенні рецептори) були показані у всіх областях росту хряща, незалежно від віку та статі;
- DHT (дигідротестостерон) регулює проліферацію та диференціацію хондроцитів у зростаючому хрящі, ймовірно, сприяючи локальному синтезу IGF1 та збільшуючи експресію рецепторів IGF1;
- Тестостерон має однаковий тип дії після перетворення в ДГТ.
естрогени
- рецептори естрогену виявляються в проліферативній та гіпертрофічній ділянці зростаючого хряща;
- продемонстрована здатність хондроцитів локально синтезувати естроген (in vitro); цей естроген, що генерується локально, буде індукувати проліферацію в PZ (проліферативній зоні зростаючого хряща) і зменшуватиме апоптоз в HZ (гіпертрофічній області зростаючого хряща);
- in vivo естрогени пригнічують поділ клітин у проліферативній зоні росту хряща;
- процес зменшення розміру гіпертрофічної зони, яка залежить від віку, посилюється естрогеном.
Інші наслідки ГР у статевому дозріванні
На початку статевого дозрівання, фізіологічно, збільшення концентрації гормону росту (ГР) спричинить:
- підвищення інсулінорезистентності за допомогою антагоністичної дії антагоністів після інсуліну (тільки для вуглеводного обміну);
- посилення/посилення дії гонадотропінів на яєчник для стимулювання стероїдогенезу на рівні калу та регулювання фолікулярного розвитку (за допомогою IGF1 або безпосередньої дії).
На початку статевого дозрівання це виявляється фізіологічно: гіперінсулінізм, що компенсує підвищення інсулінорезистентності. Гіперінсулінізм спричинить:
- знижений IGF-BP1 (білок, що зв’язує IGF1), що збільшить вільний IGF1, що бере участь у стероїдогенезі яєчників;
- зменшення SHBG (білка, що зв’язує статеві стероїди), що призведе до збільшення вільних статевих стероїдів, що сприяють статевому дозріванню;
- Інсулін може стимулювати ріст яєчників. (6)
Висновок
Під час статевого дозрівання відбувається ряд змін, починаючи з більш швидкого зростання у висоту, гормональних коливань і закінчуючи помітними змінами у складі тіла, змінами, які роблять організм колишньої дитини дорослим організмом придатним для розмноження та увічнення виду.
Бібліографія:
1. Роголь А.Д., Ремміх Дж. Н., Кларк П.А. Зростання в період статевого дозрівання здоров’я підлітків 2002; 31: 192–200
2. Siervogel RM, Demerath EW, Schubert KE, Chumlea W.C. Puberty and Body
Склад. Horm.Res 2003; 60 (додаток 1): 36-45.
3. Loomba-Albrecht LA Styne DM. Вплив статевого дозрівання на склад тіла. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2009 лютого; 16 (1): 10-5.