CC BY
69
УДК 612.4.018:612.6.661(4701/25)
ОСОБЕННОСТИ СТАНОВЛЕНИЯ ГОРМОНАЛЬНОГО СТАТУСА У МАЛЬЧИКОВ ПУБЕРТАТНОГО ПЕРИОДА, ПРОЖИВАЮЩИХ В ЮЖНЫХ РАЙОНАХ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ*
© 2005 г. Д. Б. Демин
Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН, г. Архангельск
Организм ребенка, находящийся в процессе непрерывного морфологического и функционального развития, в большей степени подвержен влиянию неблагоприятных климатических факторов Севера. К настоящему времени накоплен значительный материал, свидетельствующий о формировании специфического гормонального профиля у взрослых жителей Европейского Севера [7, 8], есть данные о возрастных особенностях содержания гормонов у здоровых детей различных регионов [4, 9, 10]. Вместе с тем крайне ограниченны сведения о формировании гормонального профиля у детского населения на Севере, данные литературы о взаимодействиях в системе гипофиз — периферические железы разрозненны и представлены в основном в работах экспериментального и клинического характера [3, 6, 15, 17].
С учетом важности эндокринной системы в формировании и развитии функциональных систем ребенка, гетерохронию и каскадный характер ее влияния на растущий организм, особенности региональной экологической обстановки и антропогенных факторов, существенно изменяющих гормональный фон, выявление северной специфики становления эндокринного гомеостаза у детей представляет важный теоретический и практический интерес.
Целью данной работы явилось изучение особенностей эндокринного статуса и межгормональных взаимосвязей системы гипофиз — щитовидная железа — кора надпочечников и поджелудочной железы в процессе полового развития у подростков — жителей южных районов Архангельской области.
Материалы и методы
Обследовано 48 лиц мужского пола в возрасте от 10 до 16 лет, практически здоровых, без эндокринных нарушений, постоянно проживающих в Коношском и Устьянском районах Архангельской области. Исследование проводилось в марте. В соответствии со стадиями полового развития (по Tanner [14] — оценка выраженности вторичных половых признаков, позволяющая сравнивать детей разного хронологического возраста, поскольку при одинаковом возрасте они могут находиться как минимум на трех различных стадиях полового развития) обследуемые лица были разделены на 2 группы: I — II стадии (препубертатный и начало пубертатного периода) и III—IV стадии (собственно пубертат) развития.
В сыворотке крови нами изучен уровень гормонов гипофиза: тиреот-ропный (ТТГ), соматотропный (СТГ), пролактин и периферических же-
* Работа выполнена при поддержке грантов Уральского отделения РАН 2004 и 2005 гг. (постановление Президиума УрО РАН от 15.01.04 № 1-3 и от 13.01.05 № 1-10) и администрации Архангельской области № 13-04/2004.
С целью изучения особенностей межгормональных взаимосвязей в пубертатном периоде на Севере обследованы мальчики в возрасте 10—16 лет. Они были разделены на 2 группы: I—II стадии (препу-бертатный и начало пубертатного периода) и III—IV стадии (собственно пубертат) развития. Гормоны определяли в сыворотке крови радиоиммунометрическим методом. Начальные этапы полового созревания характеризуются напряжением гипофизарно-надпочечниковой системы, собственно пубертат — активизацией центрального звена эндокринной регуляции, проявлением межсистемных гормональных связей. Анаболические эффекты тиреоид-ных гормонов, соматотропина, пролактина и инсулина значимо увеличивают ростовесовые показатели. В процессе полового развития отмечается разнонаправленная динамика тиреоидных гормонов. Уровни значений пролактина и инсулина у обследованных подростков выше, чем у проживающих в умеренных широтах. Ключевые слова: эндокринная система, межгормональные взаимоотношения, половое созревание.
лез: щитовидной — трийодтиронин (Т3), тироксин (Т4); поджелудочной — инсулин; коры надпочечников — кортизол.
Кровь брали натощак, утром из локтевой вены, центрифугировали, отбирали и замораживали сыворотку для дальнейших исследований. Гормоны определяли методом радиоиммунометрического анализа на автоматизированном комплексе «Наркотест» с применением наборов реактивов фирм «Immunotech» (Чехия), «Бе-лорис» (Белоруссия). В качестве общепринятых пределов использованы диапазоны колебаний гормональных показателей для исследуемой возрастной группы по данным [5] и согласно инструкциям к наборам для радиоиммунометрического анализа гормонов.
У обследуемых лиц определялись также антропометрические показатели — рост и вес.
Обработка полученных результатов проведена с помощью компьютерного пакета программ Statistica 5.5 («StatSoft», США) — с учетом средних значений, стандартного отклонения (M + SD). Ввиду того, что выборка имела неправильное распределение, нами использовались непараметрические методы статистической обработки. Определение статистической значимости различий проводилось с использованием U-критерия Манна — Уитни, корреляционный анализ проводился по Спирмену. Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.
Результаты исследования
Динамика изменения уровней исследованных гормонов и антропометрических показателей в процессе полового развития представлена в таблице. По нашим данным, уровень тиреотропина имел тенденцию к увеличению, значения трийодтиронина практически не менялись, а концентрация тироксина статистически значимо (р = 0,034) снижалась с возрастом. При оценке уровней пролактина, соматотропина, инсулина и кор-тизола отмечена тенденция к их увеличению в течение пубертатного периода. Размахи колебания уровней всех исследованных гормонов соответствовали общепринятым нормам [5]. Динамика изменений роста и веса выражалась статистически значимым их увеличением в процессе всего пубертатного периода (p < 0,001).
Средние значения антропометрических и эндокринных показателей системы гипофиз — щитовидная железа — кора надпочечников и поджелудочной железы у мальчиков в процессе полового развития
Изучаемый показатель Стадия полового развития (по Tanner)
I—II (n = 20) III—IV (n = 28)
M±SD min / max M±SD min / max
Возраст, лет 11,35±1,31 8 / 14 14,11 ±1,31 11 / 16
Рост, см 142,4±8,62 124/157 163,23±8,31 1 151 / 187
Вес, кг 33,7±4,83 25,5 / 41,5 50,46±6,99 1 38,5 / 67,5
Пролактин, нг/мл 8,16±4,32 2,93 / 17,45 9,53±4,76 2,73 / 18,67
Тиреотропин, мЕд/л 2,11±0,87 0,81 / 4,39 2,21±1,01 0,3 / 4,6
Т3, нмоль/л 1,93±0,34 1,46 / 2,54 1,94±0,33 1,33 / 2,72
Т4, нмоль/л 95,94±15,42 69,82 / 127,52 87,79±14,17 2 66,27 / 126,01
Инсулин, мЕд/л 10,62±3,33 5,15 / 16,15 12,16±3,56 3,81 / 17,87
Кортизол, нмоль/л 391,9±125,52 222 / 613,34 404,32±154,64 190 / 832,19
Примечание. Статистически значимое отличие: 1 — p < 0,001; 2 — p = 0,034.
При анализе корреляционных взаимоотношений изучаемых параметров можно выделить ряд особенностей (см. рисунок). Препубертатный период и начало пубертатного характеризуются активным влиянием коры надпочечников на ростовесовые показатели. Действие кортизола проявляется отрицательными связями его с соматотропином (г = —0,55), ростом (г = —0,49), весом (г = —0,53) и возрастом (г = —0,64). Рост, вес и возраст положительно коррелируют между собой (г = 0,77; 0,64; 0,51 соответственно). К III—IV стадии связи кортизола перестают быть значимыми, возрастает активность центрального звена эндокринной регуляции. Тиреотропин положительно связан с инсулином (г = 0,47), гормон роста с трийодтиронином (г = 0,40). Анаболическое действие пролактина выражается положительными связями его с ростом и возрастом (г = 0,51; 0,42 соответственно). Тиреоидные гормоны отрицательно связаны с ростом и весом: для Т3 г = —0,51 и —0,39 соответственно, для Т4 г = -0,56 и —0,39, последний также отрицательно коррелирует с возрастом (г = —0,40). Связь инсулина с возрастом имеет отрицательный характер (г = —0,41). В период максимального проявления и развития вторичных половых признаков сохраняются положительные корреляции между ростом, весом и возрастом (г = 0,73; 0,47; 0,57).
Stage I—П
(^TSH^)
OS
CS
CS
CS
Stage Ш—IV
положительная связь отрицательная связь
Корреляционные взаимосвязи эндокринных и антропометрических показателей у мальчиков в процессе полового развития: STH — соматотропин, PRL — пролактин, TSH — тиреотропин, T3 — трийодтиронин, T4 — тироксин, CORT — кортизол, INS — инсулин, HEIGHT — рост, WEIGHT — вес, AGE — возраст. Статистически значимые корреляции при уровне p < 0,05
Обсуждение результатов
Как известно, при половом созревании происходит усиление процессов обмена веществ, что связано с ускоренным ростом и развитием организма подростка в этот период. Гормоны участвуют в энергообеспечении организма, регуляции процессов полового созревания и роста. Ключевыми гормонами, обладающими наиболее выраженным ростовым эффектом, являются тиреоидные гормоны и соматотропин. Именно их си-нергическое действие обеспечивает нормальные темпы роста [3, 11, 13, 17]. Тиреоидные гормоны оказывают выраженный стимулирующий эффект, во-первых, на синтез и секрецию СТГ и, во-вторых, на дифференцирование костной системы. Ростовой эффект СТГ осуществляется через инсулиноподобный фактор роста (ИПФР). Точкой приложения ИПФР являются эпифизы трубчатых костей, обеспечивающие линейный рост. В свою очередь, инсулин и про-лактин оказывают регулирующее влияние на продукцию и действие ИПФР [2, 3, 15, 16]. Таким образом, действие желез внутренней секреции нельзя рассматривать обособленно, без учета их взаимного влияния, особенно в развивающемся детском организме.
Этапы роста и развития ребенка определяются характерным для них уровнем гормонов и их взаимосвязями. Описанное выше влияние кортизола на СТГ и ростовесовые показатели у детей в начале пубертата может свидетельствовать об определенном функциональном напряжении гипофизарно-надпочечнико-вой системы в этот период, что подтверждается другими исследователями [6], особенно в условиях Севера [4]. Кроме того, известно об ингибирующем влиянии гормонов коры надпочечников на активность ти-реотрофов гипофиза и ткани щитовидной железы [1].
Характерная нашему исследованию динамика содержания в сыворотке крови тиреоидных гормонов была отмечена в работах других авторов [4, 9, 12]. Имеющаяся динамика изменений, а также наличие корреляционных связей тиреоидных гормонов с СТГ, ростом и весом на III—IV стадии позволяет предположить, что усиленный рост детского организма в этом возрасте требует повышенных концентраций трийодтиронина как главного активатора обменных процессов. Поскольку Т3 образуется главным образом путем периферического дейодирования Т4, то усиленный расход Т3 ведет к снижению Т4, а концентрация ТТГ увеличивается по принципу обратной связи. Это предположение подтверждается сообщениями ряда авторов об относительно более высоком содержании тироксинсвязывающего глобулина у детей в этом возрасте [9, 12].
Динамика изменения концентраций пролактина и инсулина в сыворотке крови с течением пубертатного периода соответствует результатам других исследователей [2, 10]. В то же время уровень этих гормонов несколько выше, чем у мальчиков-подростков, проживающих в районах умеренных широт, где они определялись с помощью аналогичной методики и коммерческих наборов [10].
Таким образом, прослеживается поэтапное становление различных звеньев эндокринной регуляции в зависимости от стадии полового созревания. Полученные данные свидетельствуют о наличии региональных особенностей эндокринного гомеостаза и взаимосвязей его показателей у детей с течением пубертатного периода.
Выводы
1. Препубертатный период и начало пубертатного у мальчиков-подростков — жителей южных районов Архангельской области характеризуются напряжением гипофизарно-надпочечниковой системы.
2. Собственно пубертат характерен усилением процесса обмена веществ. Активизируется центральное звено эндокринной регуляции, проявляются межсистемные гормональные связи. Анаболические эффекты тиреоидных гормонов, соматотропина, пролактина и инсулина значимо увеличивают ростовесовые показатели.
3. В процессе полового развития отмечается разнонаправленная динамика тиреоидных гормонов, обусловленная усиленным расходом Т4 на поддержание необходимого для развития детского организма уровня Т3.
4. Уровни значений пролактина и инсулина у обследованных мальчиков-подростков, выше, чем у проживающих в умеренных широтах.
Список литературы
1. Бабичев В. Н. Современные представления о механизме взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-тиреоид-ной и гипоталамо-гипофизарно-гонадной систем в организме / В. Н. Бабичев, В. М. Самсонова // Успехи современной биологии. — 1983. — Т. 95, № 2. — С. 281—284.
2. Демченко А. Н. Значение пролактина в механизме мужского пубертата / А. Н. Демченко // Проблемы эндокринологии. — 1988. — Т. 34, № 6. — С. 91—94.
3. Касаткина Э. П. Современные аспекты роста и развития детей (эндокринная регуляция) / Э. П. Касаткина // Педиатрия. — 1995. — № 4. — С. 33—36.
4. 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.
5. Таранов А. Г. Диагностические тест-системы (радиоиммунный и иммуноферментный методы диагностики) / А. Г. Таранов. — М.: Издатель Мокеев, 2002.
6. Тинников А. А. Роль гипоталамо-гипофизарно-над-почечниковой системы в регуляции полового развития / А. А. Тинников // Успехи современной биологии. — 1990. — Т. 110, № 3(6). — С. 419—429.
7. Ткачев А. В. Современные представления о влиянии климата Севера на эндокринную систему человека / А. В. Ткачев, И. М. Кляркина. — Сыктывкар: КНЦ УрО РАН, 1997. — С. 6.
8. Ткачев А. В. Эколого-физиологические особенности системы гипофиз — кора надпочечников — щитовидная железа / А. В. Ткачев, Е. Б. Раменская // Эндокринная система и обмен веществ у человека на Севере // Под ред. М. П. Рощевского. — Сыктывкар: КНЦ УрО РАН, 1992. — С. 15.
9. Трусов В. В. Возрастные особенности состояния ги-пофизарно-тиреоидной системы у здоровых детей /
B. В. Трусов, Я. М. Вахрушев, Т. В. Коваленко и др. // Физиология человека. — 1986. — Т. 12, № 5. —
C. 793—797.
10. Федоров Г. Н. Определение нормативных показателей уровней гормонов у детей различных возрастных периодов в Смоленском регионе / Г. Н. Федоров, С. А. Исаева,
B. Н. Шестакова и др. // Российский педиатрический журнал. — 2001. — № 3. — С. 53—55.
11. Cabello G. Thyroid hormone and growth: Relationship with growth hormone effects and regulation / G. Cabello,
C. Wrutinak // Reprod., nutr., dev. — 1989. — N 4. — Р. 387—402.
12. Dunger D. A longitudinal study of total and free thyroid hormones and tiroxin binding globulin during normal puberty / D. Dunger, J. Perkins, T. Jowett et al. // Acta Endocrinol. — 1990. — N 3. — Р. 305—310.
13. Jones P. M. The influense of thyroid hormone on the hypotalamo-hypophysealgrowth-hormone axis / P. M. Jones, M. A. Ghatei, D. J. Halloran et al. // Reprod., nutr., dev. — 1989. — N 1. — Р. 75.
14. Marshall W. A. Variations in the pattern of pubertal changes in boys / W. A. Marshall, J. M. Tanner // Arch. Dis. Child. — 1970. — N 45. — Р. 13—23.
15. Mauras N. Growth hormone and sex steroids. Interactions in puberty / N. Mauras // Endocrinol. Metab. Clin. North Am. — 2001. — N 30 (3). — Р. 529—544.
16. Mauras N. Sex steroids, growth hormone, insulin-like growth factor-1: neuroendocrine and metabolic regulation in puberty / N. Mauras, A. D. Rogol, M. W. Haymond, J. D. Veldhuis // Horm. Res. — 1996. — N 45 (1—2). — Р. 74 — 80.
17. Siebler T. Glucocorticoids, thyroid hormone and growth hormone interactions: implications for the growth plate / T. Siebler, H. Robson, S. Shalet et al. // Jbid. — 2001. — N 56. — P. 7—12.
FEATURES OF ENDOCRINE HOMEOSTASIS AND INTERCOMMUNICATION OF ITS INDICES IN THE PUBERTY PROCESS IN BOYS LIVING IN THE SOUTHERN DISTRICTS OF THE ARKHANGELSK REGION
D. B. Dyomin
Institute of Environmental Physiology Ural Branch RAS, Arkhangelsk
With the purpose of studying the features of interhormonal interactions during a puberty period in the North, boys at the age 10—16 y.o. were examined. They were divided into 2 groups: I—II stages (pre-puberty and early puberty) and III— IV stages (puberty). Hormones were detected in blood serum with the use of the radioimmunometric method. The initial stages of puberty were described by the hypophysial-adrenal system tension, puberty — by activization of the central link of endocrinous regulation, display of intersystem hormonal interactions. Anabolic effects of thyroidin hormones, somatotropin, prolactin and insulin significantly increased height and weight indices. In the process of puberty, dynamics of thyroid hormones in different directions was registered. The levels of prolactin and insulin values in the examined adolescents were higher than in those living in moderate latitudes.
Key words: endocrinous system, interhormonal interactions, puberty.
