CC BY
47
УДК 612.4.018:612.6.661(4701/25)
ГОРМОНАЛЬНЫЙ СТАТУС ГИПОФИЗАРНО-ТИРЕОИДНОЙ СИСТЕМЫ У МАЛЬЧИКОВ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ЮЖНЫХ РАЙОНАХ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
© 2005 г. Р. В. Кубасов
Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН, г. Архангельск
Проведено исследование динамики изменений уровней гормонов системы гипофиз — щитовидная железа у мальчиков 10—16 лет, проживающих в южных районах Архангельской области, в зависимости от стадии полового созревания. Выявлено, что с начала пубертатного периода активность щитовидной железы достаточно высокая. Формирование отрицательной обратной связи регуляции системы гипофиз — щитовидная железа происходит с момента появления вторичных половых признаков. В процессе полового созревания повышается рецепторная чувствительность к тиреотроп-ному гормону и тироксину.
У детей, проживающих в данном регионе, диапазон колебаний исследуемых гормонов смещен в сторону меньших значений. Ключевые слова: половое созревание, эндокринная система, щитовидная железа, Европейский Север.
Эколого-физиологические и медико-биологические характеристики здоровья человека на Севере свидетельствуют об экстремальном воздействии природных и антропогенных факторов окружающей среды на жизнедеятельность организма. Предыдущие исследования [5, 6] показали, что у населения Севера происходят закономерные изменения в основных регулирующих системах — эндокринной, иммунной, психоэмоциональной, а также в метаболических процессах. Это принципиальное положение приобретает свою специфику в зависимости от пола, возраста, срока проживания человека на Севере.
С учетом важности эндокринной системы в формировании и развитии функциональных систем ребенка, гетерохронии и каскадного характера ее влияния на растущий организм, особенностей региональной экологической обстановки и антропогенных факторов, существенно изменяющих гормональный фон у человека, изучение показателей уровней гормонов в каждой конкретной области является актуальной научной и практической задачей.
Темп роста здорового ребенка, становления репродуктивной функции во многом определяется состоянием эндокринной системы. Подавляющее большинство гормонов человека активно влияет на процессы линейного роста и дифференцирование (созревание) органов и систем. Гормоны системы гипофиз — щитовидная железа относятся к биологически активным веществам, влияющим на эти процессы [1, 2].
Целью нашего исследования явилось изучение гормонального обеспечения организма системой гипофиз — щитовидная железа у детей в пубертатном периоде, проживающих на территории Архангельской области. Для ее выполнения была поставлена задача определить уровни тиреотропного и тиреоидных гормонов у подростков в зависимости от стадии полового созревания.
Материалы и методы исследования
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 [7]. В сыворотке крови натощак in vitro
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 (грант № 59-03) и 2004 (грант № 16-04) года.
Гормональные показатели системы гипофиз — щитовидная железа у мальчиков, проживающих в южных районах
Архангельской области
Гормон Пределы содержания концентрации гормонов [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
ТТГ, мЕд/л 0,5—4,05 19 2,09±0,87 0,78—4,39 (3,61) 24 1,90±0,77 0,82—3,79 (2,97) 17 2,15±1,04 0,93—4,30 (3,37) 51 1,92±0,79 0,75—4,60 (3,85) —
Т4, нмоль/л 70—150 19 97,42±19,03 69,82— 146,29 (76,38) 26 97,75±13,39 80,97— 127,52 (46,55) 16 92,09±8,07 80,48— 107,36 (26,88) 47 83,96±12,96 66,27—126,01 (59,74) Р^ = 0,005 Р^ < 0,001
Т3, нмоль/л 1,5—2,8 22 1,79±0,36 1,12—2,39 (1,27) 27 1,93±0,34 1,22—2,54 (1,32) 17 1,91±0,41 1,25—2,72 (1,47) 53 1,83±0,31 1,20—2,52 (1,32) —
Примечание. В скобках указана разница между Min и Max.
методом радиоиммунометрического анализа (программное обеспечение «Наркотест», система «Гамма») определяли уровни тиреотропного гормона (ТТГ) и гормонов щитовидной железы (тироксин — Т4, трийод-тиронин — Т3) коммерческими наборами реактивов «Immunotech» (Чехия). Всего обработано 128 образцов сывороток крови. Статистическая обработка полученных результатов, оценка распределения показателей, определение границ нормального распределения проводились с помощью компьютерного пакета прикладных программ Statistica 5.5 (StatSoft. USA). Критический уровень значимости (p) при проверке статистических гипотез принимался за 0,05. Оценка соотношений генеральных дисперсий в большинстве сравниваемых выборок показала их неравенство. Также в большинстве выборок выявлено неправильное распределение. В связи с этим статистическая обработка данных проводилась непараметрическими методами. Учитывались средние значения (М), стандартные отклонения (SD), минимальные и максимальные значения в выборках (Min — Max). Для проверки статистической гипотезы разности средних значений использовался ANOVA, метод множественных сравнений, критерий наименьшей значимости.
Результаты исследования
В полученных результатах исследования (таблица) прослеживается зависимость изменения уровней ти-реотропина, тироксина и трийодтиронина от стадии полового развития. С возрастом уровень ТТГ практически не изменялся. Обозначается четкое снижение концентрации тироксина от начала полового созревания к IV стадии. Уровень Т3 в период появления вторичных половых признаков повышался, а затем плавно снижался.
При анализе частоты распределения уровней гормонов выявлено изменение размаха колебаний их концентраций с возрастом. Диапазон уровней ТТГ (рис. 1) сужается от I ко II стадии полового развития за счет увеличения минимума и уменьшения максимума концентраций гормона. К III стадии полового созревания размах колебаний начинает расширяться, т. к. верхняя граница диапазона смещается в большую сторону. На IV стадии границы размаха еще более расширяются как за счет увеличения максимума, так и за счет
уменьшения минимума значений. На протяжении от I к III стадии полового развития также происходит уменьшение амплитуды колебаний уровней Т4(рис. 2), причем в сравнении с ТТГ эти изменения гораздо более значительны. Так, разница между минимумом и максимумом за период от препубертата к III стадии полового развития уменьшается более чем в два раза: эти изменения происходят за счет смещения нижней границы уровня гормона в большую сторону, а верхней границы — в меньшую. Далее диапазон распределения концентраций Т4 вновь расширяется, при этом границы минимума и максимума смещаются влево и вправо соответственно. В процессе полового созревания динамика изменений нижних и верхних границ диапазонов трийодтиронина синхронная: от I к III стадии полового развития пределы колебаний смещаются вправо, причем прирост верхней границы больше, чем прирост нижней. Соответственно диапазон распределения концентраций Т3 в этот период расширяется (рис. 3).
Обсуждение результатов
Полученные данные свидетельствуют о том, что к началу пубертатного периода активность щитовидной железы, которая регулирует обменные процессы, рост и дифференцировку тканей организма, весьма высокая. Именно этим объясняются относительно высокие концентрации Т4 у мальчиков на I—II стадиях полового развития как основного звена в этой системе. Соответственно к моменту появления вторичных половых признаков увеличивается концентрация Т3 как главного активатора обменных процессов. Сужение диапазона уровней ТТГ от I ко II стадии полового развития при одновременно высоких концентрациях Т4 и Т3 в этот период, вероятно, связано с формированием механизма отрицательной обратной связи регуляции системы гипофиз — щитовидная железа. Возможно, что в начале пубертатного периода рецепторный аппарат становится весьма чувствительным к ТТГ в ответ на изменения уровня периферических гормонов.
Резкое снижение концентрации тироксина к III стадии полового развития может быть объяснено усиленным расходованием его на процессы физического развития и полового созревания организма. Одновре-
а)
Ь)
с)
а)
и] (1 и 1 Ь] я Ь^и) </ЫЦ (Л^Ь] и Ь 4 и] [лиль] -ль
Рис. 1. Распределение уровня ТТГ у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области в зависимости от стадии полового созревания:
а) 1 стадия, Ь) 2 стадия, с) 3 стадия, а) 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
а)
Ь)
с)
а)
|60:70] (70:80] (80:‘Х)| (‘Х):100| (100:110] (IЮ:120| (120:130] (130; 140] (140:150] > 150
\
= 80 (85:90] (95:89.92] (105:110]
(80:85] (90:95] (89.92:105] >110
(65:70] (75:80] (85:90] (95:100] (105:110] (115:120] (125:130]
Рис. 2. Распределение уровня Т4 у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области в зависимости от стадии полового созревания:
а) 1 стадия, Ь) 2 стадия, с) 3 стадия, а) 4 стадия; по горизонтали — концентрация гормона (нмоль/л), по вертикали — число наблюдений; пунктирная линия — пределы содержания уровней гормона для умеренных широт, сплошная линия — ожидаемое нормальное распределение
а)
Ь)
с)
/
и
П.,2;1,4| (1,4; 1,6] (1,6;1,8] <1,8;2,0] (2,0021 <2^;2,4] (2,4;2,6| <2,6;2,8|
а)
Рис. 3. Распределение уровня Т3 у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области в зависимости от стадии полового созревания:
а) 1 стадия, Ь) 2 стадия, с) 3 стадия, а) 4 стадия; по горизонтали — концентрация гормона (нмоль/л), по вертикали — число наблюдений; пунктирная линия — пределы содержания уровней гормона для умеренных широт, сплошная линия — ожидаемое нормальное распределение
менное сужение диапазона Т4 и смещение верхней границы уровня гормона влево также предполагают усиление чувствительности рецепторного аппарата к гормону в этот период. Поэтому для достижения значимого эффекта действия гормона достаточно меньших концентраций.
Расширение диапазона колебаний Т3 за счет смещения верхней границы вправо на III стадии полового развития предполагает наличие большей потребности в этом гормоне как более активном веществе в процессе полового созревания.
При сравнении диапазонов уровней изучаемых гормонов с пределами их содержания, представленными в справочной литературе [4], выявлены отличительные признаки. Кривая распределения уровней ТТГ у детей (см. рис. 1) в I, II и III стадии полового развития смещена влево. На IV стадии полового развития распределение уровней гормонов более равномерное, практически совпадает с таковыми у других авторов. Что касается распределения Т4 и Т3 (см. рис. 2, 3), то значения этих гормонов на протяжении всего исследуемого периода сосредоточены в основном в левой половине, а порой и выходят за границы минимальных значений пределов, представляемых в диагностических справочниках.
Таким образом, особенностью содержания и распределения уровней гормонов гипофизарно-тиреоид-ного звена регуляции у детей изучаемого региона является смещение диапазона колебаний в сторону меньших значений. Подобные закономерности были выявлены в проводившихся ранее исследованиях на Европейском Севере России, в частности в Республике Коми [3].
Выводы
1. Активность щитовидной железы к началу пубертатного периода достаточно высокая.
2. В начале пубертатного периода формируется механизм отрицательной обратной связи регуляции системы гипофиз — щитовидная железа.
3. Диапазон колебаний ТТГ и тироксина сужается во II и III стадии полового созревания, что предполагает усиление рецепторной чувствительности к этим гормонам.
4. Особенностью вариабельности гормонов гипо-физарно-тиреоидного звена у мальчиков, проживающих в южных районах Архангельской области, является смещение в сторону меньших значений в сравнении с пределами, характерными для регионов умеренных широт.
Список литературы
1. Бабичев В.Н. Современные представления о механизме взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-тиреоид-но-гонадной систем в организме / В. Н. Бабичев,
В. М. Самсонова // Успехи современной биологии. — 1983.
— Т. 95, № 2. — С. 281—292.
2. Касаткина Э. П. Современные аспекты роста и развития детей (эндокринная регуляция) / Э. П. Касаткина // Педиатрия. — 1995. — № 4. — С. 34 — 36.
3. 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.
4. Таранов А. Г. Диагностические тест-системы (радио-иммунный и иммуноферментный методы диагностики) / А. Г. Таранов. — М.: Издатель Мокеев, 2002. — 288 с.
5. Ткачев А. В. Эндокринная система и обмен веществ у человека на Севере / А. В. Ткачев, Е. Р. Бойко,
З.Д. Губкина и др. — Сыктывкар: КНЦ УрО РАН, 1992.
— 156 с.
6. Физиологические закономерности гормональных, метаболических, иммунологических изменений в организме человека на Европейском Севере // Труды КНЦ УрО РАН № 152. — Сыктывкар, 1997. — 160 с.
7. 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 OF HYPOPHYSIS — THYROID SYSTEM IN CHILDREN IN SOUTH REGION OF ARCHANGELSK AREA
R. V. Koubasov
Institute of Environmental Physiology Ural Branch RAS, Archangelsk
The dynamics of hypophysis — thyroid gland hormones in boys 10—16 years in South region of Archangelsk area was investigated. We revealed that thyroid activity is higher from early puberty. The formatting of inverse negative relationship in hypophysis — thyroid system occurs from appearing of secondary sexual signs. During sexual maturity the receptor complex sensitivity to thyrotropin and thyroxin is improve. In boys living in Archangelsk region the hormonal size of changing shift to the left side.
Key words: sexual maturity, endocrine system, thyroid gland, European North.
