Период транзиторной активации гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы у детей первых месяцев жизни получил название мини-пубертат. Повышение уровня гонадотропных гормонов в период мини-пубертата направлено на дифференцировку и физиологическое созревание половых желез, формирование функционального потенциала развивающейся репродуктивной системы. Анализ литературных данных позволил обозначить комплекс клинических, гормональных и морфологических изменений половых желез в раннем постнатальном периоде у здоровых мальчиков и детей с врожденной патологией репродуктивной системы.
Физиологические изменения активности гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы в период мини-пубертата
Транзиторная активация гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы (ГГС) в постнатальном периоде получила название мини-пубертат. В течение первых месяцев жизни происходит существенное развитие половых желез, эта фаза заметна клинически, проявляется увеличением объема тестикул и ростом полового члена. Объективными признаками постнатальной активации ГГС являются результаты лабораторных и морфологических методов исследования. Со второй недели жизни показатели гонадотропинов, тестостерона и антимюллерова гормона прогрессивно увеличиваются и достигают максимума ко 2 – 3 месяцу. К концу первого полугодия уровень репродуктивных гормонов постепенно снижается и практически не определяется до наступления периода полового созревания [1,2,3]. Исключение составляет антимюллеров гормон, его высокие показатели сохраняются в течение всего препубертатного периода [4].
Активная выработка ЛГ в течение первых 2 – 6 месяцев способствует интенсивной продукции тестостерона клетками Лейдига. Показано влияние эндогенного тестостерона на рост полового члена [5]. В клиническом исследовании здоровых мальчиков Дании и Финляндии обнаружено увеличение длины полового члена в течение первых трёх месяцев жизни на 1 см Длина полового члена существенно коррелировала с уровнем тестостерона и отрицательно коррелировала с индексом массы тела [2]. Доказана эффективность экзогенного тестостерона при лечении микропении в постнатальном периоде [6].
Ранняя стимуляция тестикул ФСГ необходима для развития и пролиферации клеток Сертоли, секреции антимюллерова гормона [4] и ингибина Б [7]. Постнатальный рост тестикул происходит за счет увеличения длины семенных канальцев, пролиферации и увеличения общего числа клеток Сертоли [8]. Использование точных методов диагностики, ультрасонографии и морфометрии, показало увеличение объёма тестикул на 36% в течение первых трех месяцев жизни [2]. Установлены положительные корреляции между объемом гонад и уровнем АМГ, обратные корреляционные взаимосвязи с уровнем ФСГ [2,9]. Параллельно с повышением гонадотропинов, тестостерона и АМГ в возрасте 3-6 месяцев отмечается пик ингибина Б. После 6 месяцев его уровень постепенно снижается, но, в отличие от тестостерона, остаётся достаточно высоким у большинства мальчиков и до 15-18 месяцев сравним со значениями взрослых мужчин. Можно предположить, что различный уровень ингибина в период от 3 до 18 – 20 месяцев жизни отражает различную стадию созревания клеток Сертоли [7]. Несмотря на активную секрецию гонадотропинов, сперматогенез у новорожденных отсутствует, что, вероятно, обусловлено отсутствием андрогенового сигнала на клетки Сертоли [10] .
Неонатальная популяция клеток Лейдига смешанная и представлена как зрелыми, хорошо дифференцированными клетками, так и уменьшенными, скорее всего фетальными клетками Лейдига. Эти клетки подвергаются регрессии [11]. Постнатальная дифференцировка клеток Лейдига включает сложный комплекс клеточных реакций, сопровождающийся пролиферацией. Перитубулярные клетки и клетки Сертоли секретируют критические факторы LIF, PDGF-α и Dhh, которые запускают стволовые клетки Лейдига к пролиферации и миграции в интерстициальный отдел яичка, где они дифференцируются в предшественники клеток Лейдига. Затем, комбинация факторов роста и гормонов (ЛГ, Т3, ИФР1, PDGF-α) активирует их трансформацию в незрелые клетки Лейдига и, наконец, в зрелые, которые формируют популяцию взрослых клеток Лейдига. Результатом сложного превращения является увеличение экспрессии стероидогенных факторов и рецептора ЛГ, повышение продукции тестостерона [12].
Перинатальная пролиферация клеток Сертоли является ключевым моментом для конечного объема гонад и сперматогенеза. Группа ученых Квинского исследовательского института изучали развитие клеток Сертоли у животных с 4 до 90 дня постнатального периода [13]. Исследование включало морфометрический анализ клеток Сертоли и герминативных клеток; радиоиммунное и иммуногистохимическое исследование специфических белковых маркеров: AMH и ингибина Б, отражающих функциональное созревание клеток Сертоли, нестина, цитокератина и гистона 3 – индикаторов их пролиферации. Авторы показали, что активная пролиферация клеток Сертоли происходит в ранний постнатальный период и в период полового созревания. У постпубертатных животных маркеры пролиферации не экспрессировались. Антимюллеров гормон определялся только в незрелых клетках Сертоли, с наступлением пубертата его экспрессия заканчивалась. Авторы также обратили внимание на активную экспрессию андрогенового рецептора в постнатальных клетках Сертоли, что косвенно свидетельствует о влиянии андрогенов на их стимуляцию и функциональное созревание. Предметом исследования было также изучение влияния постнатальной пролиферации клеток Сертоли на сперматогенез. С этой целью проводилось воздействие дибутилфталатом на подопытных крыс, что вызывало альтерацию клеток Сертоли. На 4-6 день постнатального периода ученые наблюдали уменьшение числа сперматогоний и нарушение их пролиферации. В период 15-25 день (пубертатный возраст) - снижение числа герминативных клеток. Изменения пубертатного периода ученые связывали с патологией постнатального развития клеток Сертоли.
В литературе представлены референсные значения репродуктивных гормонов в период мини-пубертата для мальчиков Финляндии, Дании, Франции, Китая. В таблице 1 мы приводим их сравнительную характеристику. В России за последние 15 лет исследования популяции здоровых мальчиков не проводились.
Известно, что уровень половых гормонов имеет этнические и региональные особенности. Это подтверждают сравнительные данные референсных значений для мальчиков Китая, Европы и Скандинавских стран. Наиболее близкими друг другу являются значения репродуктивных гормонов у мальчиков Финляндии и Дании. По сравнению с ними мальчики Французской популяции имеют более широкий диапазон значений для гонадотропинов, существенные различия в референсном интервале ингибина Б. Мини-пубертат у мальчиков Китая характеризовался достоверно более высокими показателями гонадотропинов и тестостерона, медиана тестостерона в 2,6 раза превышала этот показатель для Скандинавских стран.
Течение мини-пубертата у мальчиков с патологией репродуктивной системы
Исследования, характеризующие постнатальные гормональные и морфологические изменения мальчиков с патологией репродуктивной системы в период мини-пубертата, немногочисленны и противотечивы. AM Suomi, KM Main с соавторами (2006) при обследовании 67 мальчиков с крипторхизмом в возрасте 3-х месяцев выявили увеличение содержания гонадотропинов и снижение ингибина Б в сравнении с контрольной группой, увеличение соотношений ЛГ/тестостерон и ФСГ/ингибин Б. Показатели тестостерона и глобулина, связывающего половые гормоны, не имели существенных различий с контрольной группой [15]. Американские исследователи Barthold J.S., Manson J. (2004) напротив, не обнаружили существенных отличий в уровне репродуктивных гормонов у мальчиков с крипторхизмом в сравнении со здоровыми новорожденными [16].
K.A. Boisen, M. Chellakooty с соавторами (2005) оценили уровень репродуктивных гормонов у 23 мальчиков 3-х месяцев жизни со стволовой, коронарной и головчатой гипоспадией. Авторы отметили незначительное повышение уровня ФСГ в исследуемой группе. Показатели ЛГ, тестостерона и ингибина Б не отличались от здоровых детей. В данное исследование не вошли дети с проксимальными формами гипоспадии. Уровень репродуктивных гормонов у мальчиков с мошоночной и промежностной формами гипоспадии в период мини-пубертата не исследован [17].
Динамическое исследование гормонального профиля у младенцев и подростков с синдромом Клайнфельтера позволило предположить влияние поврежденных герминативных клеток на функциональное созревание клеток Сертоли. В первые месяцы жизни установлено снижение уровня тестостерона при нормальных показателях антимюллерова гормона и ингибина Б. У подростков с синдромом Клайнфельтера определены низкие показатели как тестостерона, так и ингибина Б при высоком содержании гонадотропинов в сыворотке. Результаты исследования показали, что количественное содержание и функция клеток Сертоли у пациентов с синдромом Клайнфельтера в ранний постнатальный период не нарушены. Эти данные поддерживают точку зрения вторичного повреждения клеток Сертоли при дегенерации герминативных клеток [14].
Большинство исследователей интересует значение постнатального периода для созревания реродуктивной системы и последующей фертильности. Известно, что тридцать пять процентов мальчиков с крипторхизмом, перенесших орхиопексию до 6 месяцев, остаются инфертильными, несмотря на то, что они имеют нормальное число герменативных клеток к моменту операции. Причиной инфертильности является дефект трансформации герминативных клеток в темные сперматогонии – сперматогонии резерва, ранние предшественники сперматозоидов [18]. Швейцарские ученые F Hadziselimovica, LR Emmonsa, MW Buserb (2004) описали результаты тестикулярной биопсии 159 мальчиков 1 – 12 месяцев. В группе здоровых мальчиков число темных сперматогоний явно возрастало после 5 месяцев жизни. В скротальных яичках при одностороннем крипторхизме также обнаруживалось увеличение числа сперматогоний, но значительно меньше, чем в контрольной группе. Эти изменения полностью отсутствовали в неопущенных яичках, при этом общее число герминативных клеток в первые 6 месяцев жизни соответствовало норме [19]. В 2007 году D Zivkovic, DT Bica, F Hadziselimovic выявили прямую взаимосвязь между уровнем стимулированного тестостерона и количеством темных сперматогоний в биоптате яичек у детей 1 – 7 лет. Ученые предположили, что подъем тестостерона в ранний постнатальный период индуцирует трансформацию гоноцитов в сперматогонии [20]. Два года спустя команда исследователей под руководстом F Hadziselimovic, DF Zivkovic (2009) изучили функциональный потенциал ретенционных яичек в период мини-пубертата путем подсчета числа клеток Сертоли в возрастных группах 1 – 4 месяцев и 5 – 12 месяцев. Исследование показало, что среди пациентов, отмечающих спонтанное опускание тестикул, число клеток Cертоли возрастало на протяжении первых месяцев жизни и статистически значимо преобладало в группе мальчиков 5 – 12 месяцев. Среди пациентов с крипторхизмом число клеток Сертоли было существенно уменьшено по сравнению с контрольной группой [21].
В работах, вышедших в последние годы, обоснована необходимость выявления и диагностики врожденных форм гипогонадотропного гипогонадизма в неонатальном периоде. Имеются данные об успешной заместительной терапии препаратами рекомбинантных гонадотропинов в этот период. Терапия инфертильности более эффективна у новорожденных по сравнению с взрослыми пациентами [22].
В 2002 году К. Main c соавт. опубликовали первое описание пациента с врожденным гипогонадотропным гипогонадизмом, получавшим лечение рекомбинантными человеческими ЛГ и ФСГ на первом году жизни в возрасте 7 -13 месяцев. Исследователи отмечали увеличение длины полового члена с 1,6 до 2,4 см и увеличение объема тестикул по данным ультрасонографии. Параллельно с изменением наружных гениталий было обнаружено повышение ингибина Б в сыворотке крови [24]. В 2008 году Bougneres P c соавт. описали двух новорожденных с врожденным гипопитуитаризмом и изолированнным гипогонадотропным гипогонадизмом. Диагноз был заподозрен на основании крипторхизма, микропениса и подтвержден результатами гормонального обследования. Оба пациента получали лечение рекомбинантными ЛГ и ФСГ в течение первых 6 месяцев жизни посредством помпы. Результатом лечения было значительное увеличение объема тестикул и рост полового члена, а также повышение уровня тестостерона, антимюллерова гормона и ингибина Б до нормальных значений [25]. D.A. Tijn (2007) c соавт. также обращают внимание на необходимость раннего выявления и восполнения дефицита гонадотропинов. Нидерландские ученые впервые опубликовали результаты стимуляционного теста с ГТ-РГ, проведенного новорожденным с предполагаемым гипопитуитаризмом. Новорожденные были отобраны по результатам неонатального скрининга на врожденный гипотиреоз и анализа семейной легенды. Девять из 15 новорожденных показали ответ гонадотропинов на стимуляцию, сопоставимый со значениями пубертатаного периода. У остальных детей пикового ответа гонадотропинов не зарегистрировано. По мнению авторов, стимуляционный тест с ГТ-РГ в неонатальном периоде позволил выявить как абсолютный, так и парциальный дефицит гонадотропинов и провести своевременное лечение для увеличения объема тестикул, роста полового члена, улучшения будущего сперматогенеза. Авторы подчеркивают, что пациенты, имеющие недоразвитие наружных половых органов и/или крипторхизм подлежат постнатальному исследованию гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси [26].
Таким образом, уровень репродуктивных гормонов в постнатальный период характеризует потенциал гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы. Гормональное обследование мальчиков в возрасте 1-3 месяцев после рождения делает возможным прогнозирование пубертата, будущей фертильности, имеет решающее значение для ранней дифференциальной диагностики гипогонадизма. Становление репродуктивной системы во многом зависит от уровня гонадотропинов и половых гормонов в этот период.
Таблица 1. Сравнительная таблица референсных значений гонадотропинов, тестостерона и антимюллерова гормона у мальчиков 2 – 3 месяцев (по данным различных авторов)
Показатель |
Финляндия |
Дания |
Франция |
Китай |
|
300 |
399 |
215 |
79 |
Тестостерон, нмоль/л |
3.26 (0.64–7.90) |
3.30 (0.58–7.69) |
0.52–4.79 |
8.53(3.85-19.52) |
ЛГ, ед/л |
1.75 (0.58–4.04) |
1.77 (0.55–4.11) |
0.5–7.1 |
3.5(0.7-6.6) |
ФСГ, ед/л |
1.30 (0.49–2.92) |
1.18 (0.41–3.04) |
0.2–4 |
3.4(0.5-6.3) |
ЛГ/ФСГ |
1,2 -1,4 |
1,4 – 1,6 |
2,5 – 1,75 |
1,4 – 1,0 |
ЛГ/ тестостерон |
0.54 (0.18–2.16) |
0.54 (0.16–2.52) |
0,4 (0,18 – 0,34) |
|
АМГ, пмоль/лl нг/мл |
260–1157 36.4 – 162 |
|||
Ингибин Б, пг/мл |
459 (266–742) |
380 (233–637) |
125–570 |
|
Литература |
Suomi AM, Katharina MM et al., 2006 |
Suomi AM, Katharina MM et al., 2006 |
Lahlou N, Fennoy I et al., 2004 |
Ji C, Huang XW et al. 2008 |