ОНТОГЕНЕЗ, 2009, том 40, № 6, с. 456-465
БИОХИМИЯ РАЗВИТИЯ
УДК 591.36.577.17
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АКТИВНЫХ ПОЛОВЫХ СТЕРОИДОВ, ИХ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ, МЕТАБОЛИТОВ
И РЕГУЛЯТОРОВ В КРОВИ МУЖЧИН
© 2009 г. Р. В. Петров, И. Н. Кузина*, В. В. Киликовский**, О. В. Смирнова*
ГНЦ Институт иммунологии ФМБА РФ 115478 Москва, Каширское шоссе, д. 24, корп. 2 * Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова 119991 Москва, Ленинские горы, д. 1/12 ** Российский государственный медицинский университет 117997 Москва, ул. Островитянова, д. 1 E-mail: smirnova_ov@mail.ru Поступила в редакцию 27.03.09 г. Окончательный вариант получен 01.06.09 г.
Исследованы концентрации в крови предшественников, гормонально активных форм и неактивных метаболитов половых стероидов с учетом изменений белково-пептидных гормональных регуляторов репродуктивной оси (всего 14 показателей) у мужчин в возрастном интервале 18-72 гг. Установлено, что после 35 лет наблюдается достоверное снижение концентрации в крови неиспользованных предшественников активных половых стероидов (прегненолона, прогестерона, дегидроэпиан-дростерона и его сульфата, андростендиона), свободной формы тестостерона, его неактивного метаболита андростендиона и одного из активных метаболитов - 5а-дигидротестостерона. При этом поддерживается постоянный уровень общего тестостерона и другого его активного метаболита - эстрадиола и усиливается нагрузка на системы регуляции продукции активных половых стероидов. Последнее заключается в росте и положительной корреляции с возрастом лютеинизирующе-го и фолликулостимулирующего гормонов гипофиза, активина стероидогенных желез, а также их отрицательной корреляции с рядом половых стероидов, осуществляющих отрицательную обратную связь. Обнаруженное возрастное снижение уровня адренокортикотропного гормона гипофиза предполагает, что роль надпочечников в уменьшении концентрации в крови предшественников активных половых стероидов является более существенной, чем таковая семенников. Заключается, что у мужчин 60-70 лет концентрация тестостерона и эстрадиола поддерживается, несмотря на снижение активности стероидогенных желез, за счет согласованного роста стимуляторов биосинтеза половых стероидов - лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов гипофиза и активина стероидогенных желез. При этом эффективность действия андрогенов снижается в результате падения уровня свободного тестостерона и 5а-дигидротестостерона.
Ключевые слова: возрастные изменения, половые стероиды, предшественники, метаболиты, гона-дотропины, АКТГ, активин, ингибин, мужчины.
Несмотря на наличие большого количества данных о снижении уровня активных половых стероидов и их предшественников в крови мужчин при старении (Гончаров и др., 2004; Miwa et al., 2006; Chahal, Drake, 2007; Yavus et al., 2008), понимание взаимосвязей между возрастными изменениями концентраций разных гормонов до сих пор затруднено и требует одновременного исследования широкого спектра показателей. Это связано в первую очередь с тем, что концентрация каждого полового стероида в крови представляет собой суммарную составляющую нескольких, а иногда и многих, процессов: биосинтеза в гонадах; коре надпочечников и периферических органах; активирующего и инактивирующего мета-
болизма, происходящего в разных тканях; уровня связывающих стероиды белков плазмы крови и т.д. В зависимости от места синтеза и метаболизма все эти процессы происходят с участием разных изо-форм ферментов и регулируются разными группами гормонов (АШаг й а1., 2005; Иашёеп е! а1., 2008; е! а1., 2008).
Биологический смысл наличия в крови определенного уровня гормонально активных половых стероидов (тестостерона, 5а-дигидротестостерона (5а-ДГТ), эстрадиола) заключается в регуляции ими физиологических функций, осуществлении отрицательной обратной связи на уровне гипоталамо-гипо-физарной системы и регуляции концентрации гор-
монов других эндокринных осей. Кроме того, не связанный с белками крови тестостерон может использоваться так же, как субстрат для биосинтеза его активных метаболитов: 5а-ДГТ и эстрадиола - в органах-мишенях и гормонально неактивного анд-ростендиона - в ряде органов (Vermeulen et al., 2002; Luo et al., 2005; Wu et al., 2008). В отличие от этого наличие в крови определенного уровня предшественников активных половых стероидов (прегненолона, дегидроэпиандостерона и его сульфата, прогестерона, андостендиона), главным образом, отражает их пул, не использованный для биосинтеза активных гормонов в стероидогенных тканях (прегненолон, прогестерон, андостендион) и периферических органах (дегидроэпиандостерон и его сульфат, андостендион). Поскольку у мужских особей млекопитающих, включая человека, нет специальных стероидогенных клеток, продуцирующих прогестерон как конечный продукт биосинтеза (т.е. нет гомологов клеток желтого тела яичника), уровень прогестерона в их крови правомерно рассматривать как результат утечек избытка этого гормона, образующегося как промежуточный продукт биосинтеза активных стероидов в семенниках и в коре надпочечников. Особая роль прогестерона у мужских особей заключается в использовании его в механизме отрицательной обратной связи на уровне гипоталамо-гипофи-зарной системы.
Цель настоящей работы - оценка возрастных изменений уровней циркулирующих в крови мужчин предшественников, активных форм и неактивных метаболитов половых стероидов с учетом изменений белково-пептидных гормональных регуляторов репродуктивной оси, таких как лютеинизирующий (ЛГ), фолликулостимулирующий (ФСГ) и адрено-кортикотропный (АКТГ) гормоны гипофиза, а также активин и ингибин стероидогенных желез.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Отбор здоровых мужчин-доноров 18-20, 20-25, 30-35, 40-45, 50-55 и 60-72 лет (25-35 человек/группа), забор крови и получение образцов сыворотки и плазмы проводили на базе отделения переливания крови Гематологического научного центра РАМН, Москва с использованием Инструкции по освидетельствованию доноров, заготовлению и консервированию донорской крови.
Концентрацию гормонов определяли в "слепых" пробах без открытия возраста донора на базе лаборатории эндокринологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и лаборатории гормонального анализа ФГУ "Эндокринологического научного центра" с помощью иммуноферментного метода с применением наборов для определения свободного тестостерона, эстрадиола, 5а-дигидроте-стостерона, андростендиона, прегненолона, ингиби-на, АКТГ ("DRG", США), активина ("Oxford BioInn", Великобритания), а также с помощью радио-
иммунологических методов, рекомендованных ВОЗ (для ЛГ, ФСГ, тестостерона, прогестерона, дегидро-эпиандростерона (ДГА), ДГА-сульфата (ДГА-С)).
Анализ данных проводили с помощью целевых программ с использованием приложений Microsoft Excel. Для уменьшения зависимости результатов анализа от влияния резко отклоняющихся измерений создавали программы предварительной автоматической фильтрации измерений, которые значительно выходили за границы 95%-ного доверительного интервала, с заданной доверительной вероятностью и для каждой возрастной группы. Использовали два способа оценки границ доверительного интервала: 1) не зависящий от предположений о виде распределения значений исследуемого признака (95%-ный доверительный интервал определяли как интервал между минимальным и максимальным значениями после исключения по 2.5% значений "сверху" и "снизу"); 2) основанный на предположении о нормальности показателя m ± ?кр* а, где m - среднее значение, а - среднее квадратичное отклонение, t¥p. -критическое значение двустороннего критерия Стьюдента для 5%-ного уровня значимости. Границы доверительных интервалов, полученные обоими способами, существенно не различались.
Коэффициент корреляции Пирсона и статистическую значимость корреляций рассчитывали для всей исследованной популяции и после разделения массива данных на возрастные диапазоны 18-34 и 35-72 гг.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Поскольку тестостерон занимает ключевое положение в биосинтезе половых стероидов как первый гормонально активный продукт, образующийся из неактивных предшественников, и субстрат для последующего синтеза его активных (5а-ДГТ и эст-радиол) и неактивных (андростендион) метаболитов, сравнение с этим стероидом взято за основу изложения результатов.
Взаимосвязи возрастных изменений: тестостерон и его предшественники. Установлено, что в крови уровень основных предшественников гормонально активных половых стероидов при синтезе по А4- и А5-пути достоверно снижается с возрастом, в то время как уровень тестостерона, поступающего в кровь из семенников, а также в определенной степени из периферических органов (в результате тканевых метаболических превращений циркулирующих в кровотоке андростендиона, ДГА и ДГА-С), в исследуемом временном интервале не зависит от возраста (рис. 1). Разделение полученных данных на два возрастных диапазона - 18-34 и 35-72 гг. - показало, что значимое снижение предшественников начинается с 35 лет, с этого же времени исчезает и положительная корреляция между тестостероном и возрастом (табл. 1).
Рис. 1. Линейный регрессионный анализ зависимости концентрации прогестерона (а), андростендиона (•), дегидроэпи-андростерона (в) и тестостерона (г) в крови (по оси ординат, нмоль/л (а, в, г) и нг/мл (•)) от возраста мужчин (по оси абсцисс, гг.).
Прегненолон, первичный продукт модификации холестерина, является общим субстратом для образования всех активных стероидов, включая тестостерон. Путями дальнейших превращений прегнено-лона, ведущими к образованию половых стероидов, являются, во-первых, образование прогестерона и
его производных (см. ниже), включая тестостерон, и, во-вторых, гидроксилирование прегненолона в 17-м положении с последующим образованием неактивного андрогена - ДГА, активируемого на периферии с образованием тестостерона. Не использованный для биосинтеза этих стероидов прегненолон
Таблица 1. Коэффициенты корреляции Пирсона между возрастом и концентрацией тестостерона и его предшественников в крови мужчин
Стероид 18-72 гг. 18-34 гг. 35-72 гг.
r (n) Р r (n) Р r (n) Р
Тестостерон 0
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.