Гормональный контроль процессов роста и развития

Половые гормоны

Пол человека, как известно, определяется сочетанием половых хромосом: две Х хромосомы у млекопитающих и человека определяют женский, а Х и Y - мужской пол. Генетическая детерминация пола будущего организма происходит при оплодотворении. Однако, для реализации генетической программы пола необходимо влияние половых гормонов, которые синтезируются в половых железах. Половые железы, или гонады - семенники (яички) у мужчин и яичники у женщин относятся к числу желез со смешанной секрецией. Внешняя секреция связана с образованием мужских и женских половых клеток - сперматозоидов и яйцеклеток. Эндокринная функция заключается в секреции мужских и женских половых гормонов и их выделении в кровь. Как семенники, так и яичники синтезируют и мужские и женские половые гормоны, но у мужчин преобладают андрогены, а у женщин - эстрогены. Половые гормоны способствуют эмбриональной дифференцировке, в последующем развитию половых органов и появлению вторичных половых признаков, определяют половое созревание и поведение человека. В женском организме половые гормоны регулируют овариально-менструальный цикл, а также обеспечивают нормальное протекание беременности и подготовку молочных желез к секреции молока.

Мужские половые гормоны

Хромосома Y содержит специфические гены, располагающиеся в детерминирующей пол области SDR (от Sex-Determinig Region — область детерминации пола). Один из таких генов кодирует фактор TDF (от Testis-Determining Factor), определяющий развитие мужских гонад. Мутации гена, кодирующего TDF, приводят к реверсии (обращению) пола и дисгенезии (неправильному развитию) гонад, а генетические мужчины (46XY) имеют женский фенотип. Критическая стадия развития гонад — 8‑я неделя внутриутробного развития. До 45–50 дня зачатки гонад не имеют половой дифференцировки. Под влиянием регуляторного фактора TDF развиваются яички; при отсутствии этого фактора развиваются яичники. В это время в яичках дифференцируются клетки Лейдига, которые под контролем гонадотропинов (хорионического и гипофизарного) секретируют тестостерон. Экспрессия TDF в клетках Сертоли яичек инициирует транскрипцию гена, кодирующего МИФ (мюллеров ингибирующий фактор, или фактор регрессии мюллеровых каналов). Дальнейшую дифференцировку других структур мужской половой системы определяют мужские половые гормоны и пептидный гормон МИФ, продуцируемые в яичках плода.

Итак, в эмбриогенезе осуществляется синтез тестостерона, синтез рецепторов с нему, причем не только в гонадах, но и во всем организме, синтез редуктазы в тканях (фермент, преобразующий Т в 5a ДТ), синтез фактора регрессии Мюллеровых каналов. Таким образом, к моменту рождения сделан первый шаг в реализации генетической программы пола, но реализация не завершена. На данном этапе: 1) определен тип гонад – мужской, 2) реализована гормональная программа в соответствии с полом – синтез тестостерона, 3) сформирован механизм приема этой гормональной программы – рецепторы к тестостерону во всем организме плюс ферментативная активность редуктазы.

Вторая волна реализации генетической программы пола наблюдается в пубертатный период. Обратим внимание на важную особенность тестостерона: существуют два типа эффектов детерминирующие, которые определяют необратимые структурные изменения и регулирующие, которые проявляются в течение всего репродуктивного периода жизни мужчины. В этот период в организме мальчика происходит окончательное формирование и дозревание мужской половой системы, появление просвета в канальцах яичек. Окончательное подавление роста молочных желез. В головном мозге регистрируется окончательное подавление деятельности циклического центра гипоталамуса (начало положено в первую волну), эту роль в основном выполняют эстрогены. Формируется вариант секреции СТГ по мужскому типу – импульсная активность с высокими волнами, мужской вариант поведения с более выраженной, по сравнению с женским, агрессивностью. В печенизаканчивается формирование типа метаболизма по мужскому типу. Для этого варианта характерен «расходный» тип метаболизма, более интенсивный синтез белков, необходимых для обеспечения роста и работы репродуктивной системы, высокая реактивность в процессе адаптации. В женском организме «накопительный» вариант метаболизма обеспечивает резервирование энергетических и структурных запасов, это настройка на накопление к периоду вынашивания беременности. Реализация генетической программы пола завещается окончательным формированием вторичных половых признаков, к которым относится и форма тела, обусловленная более мощным скелетом, мышечной массой и характером отложения жира, и тип распределения волос по телу, и тембр голоса, и психофизиологические черты. К завершению пубертатного периода генетическая программа пола реализована.

Андрогены синтезируются группами специализированных клеток, лежащих в интерстиции между извитыми семенными канальцами. Эти клетки называют клетками Лейдига. Известно несколько стероидных гормонов (тестостерон, дигидротестостерон, дегидроэпиандростерон, андростендион и некоторые другие) с андрогенной активностью. Тестостерон основной циркулирующий андроген, суточная секреция — 5 мг (от 2 мг до 10 мг), синтезируется в клетках Лейдига. Гормон удаляется из крови в течение 30–60 минут, присоединяясь к клеткам–мишеням или распадаясь на неактивные компоненты. Ароматизация тестостерона ведёт к образованию эстрадиола. Транспортные белки: андрогенсвязывающий белок отвечает за поддержание высокого уровня тестостерона в сперматогенном эпителии путём накопления тестостерона в просвете семенных канальцев. b-глобулин и альбумин связывают в крови до 99% тестостерона. Рецептор андрогенов (рецептор дигидротестостерона) относится к ядерным, он содержит ДНК-связывающую область. Тестостерон свободно проникает в цитоплазму клеток–мишеней. Под влиянием 5a-кеторедуктазы тестостерон превращается в дигидротестостерон, который связывается рецепторным цитоплазматическим белком. Этот комплекс мигрирует в клеточное ядро и активирует экспрессирование ряда генов и транскрипцию.

Итак, тестостерон участвует в созревании мужских половых клеток - сперматозоидов, которые образуются в сперматогенных эпителиальных клетках семенных канальцев. Тестостерон обладает выраженным анаболическим действием, т.е. увеличивает синтез белка, особенно в мышцах, что приводит к увеличению мышечной массы, к ускорению процессов роста и физического развития. За счет ускорения образования белковой матрицы кости, а также отложения в ней солей кальция гормон обеспечивает рост, толщину и прочность кости. Способствуя окостенению эпифизарных хрящей, половые гормоны практически останавливают рост костей в длину, это происходит в конце пубертатного периода. Тестостерон уменьшает содержание жира в организме. Гормон стимулирует эритропоэз, чем объясняется большее количество эритроцитов у мужчин, чем у женщин. Тестостерон оказывает влияние на деятельность центральной нервной системы, определяя половое поведение и типичные психофизиологические черты мужчин.