У мужчин и женщин функция половых желез находится под контролем нейрогуморальной регуляции, которая обеспечивает согласование нейрональных (лат. nervus - нерв) и гуморальных (лат. humor - жидкость) явлений (выделение определенных жидкостей на нервные раздражители). Одним из обязательных условий их функционирования является нормальная деятельность мозгового придатка (гипофиза). Секреция и выброс гормонов в кровь происходят под контролем специальных центров, которые находятся в гипоталамусе. Половая жизнь человека также зависит от коры головного мозга.
Нервная регуляция половой функции. Осуществляется она половыми центрами, которые находятся в поясничных и крестцовых сегментах спинного мозга, гипоталамусе и коре головного мозга. Эти центры непосредственно (гуморально) и опосредованно (волокнами вегетативной нервной системы) соединены с половыми органами, эндокринными железами и между собой. До полового созревания основным активным центром нервной регуляции является спинной мозг (крестцовые сегменты). С началом активного функционирования передней доли гипофиза и гормонопродукувальних клеток половых желез включается остальные нервных центров (поясничные сегменты спинного мозга, средний мозг и кора головного мозга). Однако если из-за нарушения функционирования гипофиз оказывается неспособным производить гонадотропные гормоны, стимулирующие половые органы, вследствие чего начинают функционировать и более совершенные нервные центры, не наступает половое развитие.
Регуляторная функция половых центров, которые находятся в крестцовых сегментах спинного мозга, осуществляется по типу безусловных рефлексов; центров в поясничных сегментах спинного мозга и в среднем мозге - безусловно-условных; корковых центров - условных.
Эндокринная регуляция половой функции. Специфическая эндокринная регуляция функций половых органов обеспечивается гипофизарно-гонадным системой. Гипофиз выделяет гонадотропные гормоны, под воздействием которых в половых железах вырабатываются половые гормоны. От них зависит чувствительность половых Центров, развитие и возбудимость половых органов. Зрительные, слуховые, обонятельные, тактильные сигналы проходят через кору головного мозга и трансформируются в гипоталамусе, вызывая синтез его гормонов, которые попадают в гипофиз и стимулируют выработку других гормонов. Гормоны выделяются непосредственно в кровяное русло и с током крови переносятся в ткани, на которые они действуют.
самым Важным гормоном, воздействующим на половые функции, является тестостерон. Его еще называют мужским половым гормоном, хотя в значительно меньшем количестве есть и у женщин. В организме здорового мужчины вырабатывается 6 - 8 мг тестостерона в сутки (более 95% производят яички, остальное - надпочечники). В яичках и надпочечниках женщины вырабатывается его ежесуточно примерно 0,5 мг.
Тестостерон является главным биологическим фактором, детерминирует половое влечение у мужчин и женщин. Недостаточное его количество приводит к снижению половой активности, а избыток - усиливает половое влечение. У мужчин слишком низкий уровень тестостерона может затруднять достижение и поддержание эрекции. у женщин - вызывает снижение полового влечения. Данных о том, что в целом интерес женщин к сексу ниже по сравнению с мужчинами через меньшее количество тестостерона в их крови не зафиксировано. Существует мнение, что порог чувствительности мужчин И ЖЕНЩИН к его действия разный, причем женщины более чувствительны к меньшей его количества в крови.
Эстрогены (греч. oistros - страсть и genos - рождение) (преимущественно эстрадиол), которые еще называют женскими половыми гормонами, есть и у мужчин. У женщин они вырабатываются в яичниках, у мужчин - в яичках. Женскому организму они необходимы для поддержания в нормальном состоянии слизистой оболочки влагалища и выработки вагі-нального секрета. Эстрогены способствуют также сохранению структуры и функции молочных желез женщины, ее упругости влагалища. Однако они не существенно влияют на интерес, который женщина испытывает к сексу, и на ее сексуальные возможности, так как хирургическое удаление яичников не снижает сексуального влечения женщин и их сексуальной активности. Функция эстрогенов у мужчин еще недостаточно изучена. Однако слишком высокий их уровень у мужчин резко снижает сексуальную активность, может вызвать затруднение эрекции, увеличение молочных желез.
И у мужчин, и у женщин также является прогестерон (лат. pro - приставка, означает того, кто действует в интересах кого, чего, и gestatio - беременность) - гормон, близкий по своей структуре к эстрогенам и андрогенам. Предполагают, что высокий его уровень інгібіційно влияет на половую активность человека, сдерживает ее.
Итак, нейрогуморальная регуляция половой функции обеспечивается деятельностью глубинных структур мозга и эндокринной системы, формирующие выражения полового влечения и возбуждения всех отделов нервной системы, которые влияют на половую жизнь.
Половая и физиологическая зрелость
Половая зрелость - способность самок и самцов воспроизводить потомство. Характеризуется возникновением сложных процессов сперматогенеза и оогенеза. С наступлением половой зрелости половые железы животных вырабатывают гормоны, обусловливающие возникновение у самок специфических явлений: течки, полового возбуждения, охоты и овуляции, а у самцов - способности к коитусу. Животные приобретают характерные черты (внешний вид, формы тела и др.), присущие мужскому или женскому индивидууму. Сроки наступления половой зрелости зависят от многих факторов и прежде всего от вида, породы, пола животных, климата, условий кормления, ухода и содержания, наличия нейросексуальных раздражителей (общение между разнополыми животными). Чем короче жизнь представителей того или иного вида, тем раньше происходит их половое созревание. Домашние животные достигают половой зрелости раньше, чем дикие. Половая зрелость наступает раньше, чем заканчиваются рост и развитие животного. Так, половая зрелость наступает у КРС - 6-10. Наступление половой зрелости ещё не свидетельствует о готовности организма к воспроизводству потомства. У таких самок недостаточно развиты половая система, костный мозг, молочные железы. Первые половые циклы, как правило, неполноценные, аритмичные. Учёт времени полового созревания и ритма половых циклов имеет большое практическое значение. Они характеризуют плодовитость животных, позволяют вовремя отделить самок от самцов и правильно подготовить их к племенному использованию. Молодых животных используют для получения приплода при достижении ими физиологической зрелости, когда они, достигнув определенного возраста (коровы - 16-18 мес.), уже имеют 70% живой массы, присущей взрослым животным данной породы. При этом вначале половую деятельность самцов ограничивают.
Половозрелым животным называют всякий индивид, способный оплодотворить (самец) или забеременеть (самка). Половая зрелость у всех животных наступает гораздо раньше, чем заканчивается рост и общее развитие организма. Под физиологической же зрелостью понимают процесс завершения формирования организма, приобретение экстерьера и 65-70% веса, присущим взрослым животным дайной породы и пола.
Поэтому для воспроизводства используют только тела животных, которые достигли уже физиологической зрелости тела; чтобы исключить бесконтрольное спаривание животных, самок от самцов необходимо отделять до наступления половой зрелости.
Половой цикл. Стадии полового цикла.
Под половым циклом понимается комплекс физиологических процессов в половом аппарате и во всем организме самки, протекающий от одной стадии возбуждения до другой. Половой цикл состоит из трех стадий - возбуждения, торможения и уравновешивания. Чередование этих стадий является биологическим свойством всех самок млекопитающих, достигших половой зрелости.
У коровы половой цикл, в среднем 21 день. Стадия возбуждения длится от двух до 12 дней, течка - от двух до 10 суток, охота - от 10 до 20 часов. Овуляция наступает через 10-15 часов после окончания охоты.
Стадии возбуждения
Эта стадия продолжается в среднем 3 - 6 дней.
Характеризуется течкой, общим возбуждением, охотой, созреванием фолликулов на яичнике и овуляцией. Эти проявления взаимосвязаны, но протекают не одновременно. Общее возбуждение начинается с нарастания комплекса половых рефлексов, обусловленных развитием фолликулов. Выделяемый фолликулами эстрогенный гормон вызывает гиперемию и отечность в половых органах, утолщение слизистой оболочки проводящих половых путей. По мере созревания фолликулов появляются выраженные признаки течки, а затем охоты и овуляции.
Течка - процесс выделения из половых органов секрета эпителиальной выстилки, маточных, цервикальных и желез преддверия влагалища. Определяют ее визуально и вагинально. В начале слизь прозрачная с желтоватым оттенком, а к концу она мутнеет, становится вязкой и густой или содержит примеси крови мелких кровеносных сосудов эндометрия. Вместе с этим происходит слущивание и десквамация эпителиальных клеток слизистой оболочки влагалища, появление лейкоцитов. В период течки канал шейки матки приоткрыт, рога матки при пальпации плотные, ригидные. Продолжительность течки в среднем 3- 6 дней. Во время течки матка увеличена, сочная, возбудимость её повышена. По степени раскрытия шейки матки, количество и консистенция выделяемой слизи, которая обладает бактерицидными свойствами; можно различать течку первой, второй и третьей степени. В начале течки слизь водянистая, прозрачная, нитевидная. В средине течки она обильно выделяется в виде тягучего шнура. К концу слизь становится ещё более мутной и содержит пузырьки воздуха. Часто о наличии течки свидетельствуют только корочки, образовавшиеся от высыхания слизи на волосах крупа и хвоста.
Половое возбуждение (общая реакция) - Возникает в связи с созреванием фолликула в яичнике. Выражается в беспокойстве, отказе от корма, снижении молочной продуктивности, изменения качества молока и других признаках. В это время самка может прыгать на самца или других самок, позволяет прыгать на себя другим самкам, по садку самца не допускает. По мере увеличения в крови концентрации эстрогенов усиливается течка и половое возбуждение, следствии воздействия этих гормонов на нервную систему наступает половая охота.
Охота - Наиболее важный признак охоты - рефлекс неподвижности (корова не допускает на себя прыжки быка или других коров). Если корова прыгает на других коров, то это нельзя считать признаком ее охоты, т.к. такой «бычий» рефлекс может пробуждаться у многих коров под влиянием присутствия в стаде коров в охоте и течке. Дополнительные признаки наличия половой доминанты у коровы: снижение удоя и задержка молока при доении, частое мочеиспускание, ухудшение аппетита, беспокойство, характерное мычание.
Определение охоты у коров проводят обычно визуально, наблюдая за групповым поведением коров при выпуске их на прогулку. Свободное движение коров и контакты их между собой - важнейшее условие точного и своевременного определения охоты. Важно иметь выгульный двор достаточных размеров с покрытием, которое не становилось бы вязким от грязи или скользким при дожде, т.к. в этих случаях коровы движутся более сдержанно, осторожно и не всегда проявляют охоту. Подавляется также проявление охоты на слишком гладких и скользких бетонных и чугунных полах на скотных дворах беспривязного содержания. Для полного выявления коров в охоте необходимо неоднократное в течение дня наблюдение за ними. Опыты показали, что даже при трехкратных ежедневных прогулках невыявленными остается до 5% коров, подлежащих осеменению. Уменьшение числа ежедневных прогулок до двух увеличивает процент коров с незамеченной охотой до 10, а при однократных прогулках он достигает 15-20.
Созревание фолликулов и овуляция - Процесс образования яйцеклеток - оогенез - существенноотличается от сперматогенеза, несмотря на сходство их генетических аспектов. Оогенез включает три стадии: размножение, рост и созревание. В стадию размножения, происходящую в утробный периодразвития, многократно увеличивается число диплоидиых половых
клеток - оогоний. К моменту рождения в яичниках самок содержатся все оогонии, из которых впоследствии будут развиваться яйиеклетки.
Общее число оогониев в одном яичнике составляет: у коров - около
140 тыс. В дальнейшем этот запасне пополняется. В стадию роста, в конце эмбрионального развития животного, половая клетка утрачивает способность делиться и превращаться в ооцит 1 порядка, окруженный слоем мелких фолликулярных клеток.
Образование жёлтого тела - после разрыва фолликула и выведения из него яйцеклетки создается полость, которая заполняется сгустком крови, вытекающей из сосудов, главным образом внутреннего слоя соединительнотканной оболочки. (Образовавшийся сгусток способствует остановке кровотечения.) Затем кровяной сгусток прорастает фолликулярным эпителием и соединительной тканью и образуется своеобразная сеть, в клетках которой откладывается желтый пигмент - лютеин. Это и будет желтое тело. Функционирует оно как железа внутренней секреции, выделяя прогестерон, стимулирующий пролиферативные процессы в матке и вызывающий ее гипертрофию и гиперплазию во время беременности. Если беременность наступила, то желтое тело увеличивается в размере и функционирует на протяжении всего плодоношения у всеядных, жвачных и плотоядных, а у кобыл оно на 5 - 6-м месяце начинает постепенно рассасываться и к концу беременности становится совсем маленьким. У коров же обратное развитие желтого тела происходит в конце беременности и завершается к концу послеродового периода. Оно называется желтым телом беременности. Во второй половине беременности функция желтого тела ослабевает и при отдавливании его аборта не наступает, беременность продолжается.
В том случае, если оплодотворение не наступило, желтое тело существует недолго, рассасывается на протяжении одного полового цикла и называется циклическим желтым телом. У коров оно образуется в первые 3 - 4 дня после овуляции и достигает наибольшего развития к 14-му дню, после чего рассасывается. У кобыл подобное наблюдают через 7 - 15 дней. При нарушении условий кормления и содержания животных желтое тело не рассасывается, его называют задержавшимся или персистентным. Все это приводит к нарушению воспроизводительной функции животных, торможению полового цикла и бесплодию. Жёлтое тело является временной железой внутренней секреции, оно выделяет гормон - прогестерон, который вызывает подготовку слизистой оболочки матки к прикреплению зародыша и развитию плацент, способствует сохронению беременности и разрастанию железистой ткани молочной железы.
Схема фоликулогенеза, овуляции и образования желтых тел в яичнике коровы: 1 - ооциты в корковом слое яичника; 2 - примордиальный фолликул; 3 - первичный фолликул; 4 - образование двухслойного фолликула; 5 - многослойный фолликул и образование теки; 6 - вторичный фолликул в стадии антрум - образование полости с фолликулярной жидкостью;
7 - третичный или графов фолликул; 8 - предовуляторный или доминантный фолликул перед овуляцией; 9 - стигма; 10 - овуляция - выход яйцеклетки через разорвавшуюся стенку яичника, вместе с фолликулярными клетками и жидкостью фолликула; 11 - образование геморрагического желтого тела в полости бывшего фолликула; 12 - полностью сформировавшееся желтое тело; 13 - атретический фолликул; 14 - кровеносные сосуды и нервы; 15 - регрессирующее желтое тело (обратное развитие); 16 - ядро яйцевой клетки; 17 - прозрачная оболочка (зона пеллюцида); 18 - лучистая корона из фолликулярных клеток (корона радиата); 19 - желток яйцевой клетки, равномерно распределенный в цитоплазме; 20 - яйценосный бугорок; 21 - целомический эпителий, покрывающий яичник.
Стадия торможения - ослабление признаков полового возбуждения. На месте разорвавшегося фолликула образуется желтое тело. В половых органах пропадает гиперемия, прекращается выделение слизи, появляется безразличие по отношению к самцу. Восстанавливаются аппетит и продуктивность животного. Продолжительность этой стадии 2 - 4 дня.
Стадия уравновешивания - период ослабления половых процессов, наступающий после стадии торможения и продолжающийся до начала стадии возбуждения. Эта стадия характеризуется спокойным состоянием самки, отрицательным отношением к самцу, отсутствием признаков течки и охоты. Стадия уравновешивания длится до начала новой стадии возбуждения. Её продолжительность в среднем от 6 до 14 дней.
Нейрогуморальная регуляция
Ритм половых циклов, последовательность и взаимосвязь сексуальных явлении (течка, половое возбуждение, охота и овуляция) зависит от взаимодействия нервной и гуморальной системы организма животных. В организме животных регуляция этой функции происходит под влиянием нервных импульсов и гормональных веществ.
Центральная нервная система на половую функцию самок влияет через гипоталамус, эпифиз и гипофиз. В этом процессе так же участвует щитовидная железа и надпочечники.
Для возникновения и течение половых циклов необходимо гонадотропные гормоны, вырабатываемые передней долей гипофиза и гонадальные гормоны, вырабатываемые в яичниках.
К гонадатропным гормонам относят: фолликуло - стимулирующие (ФСГ), лютеинизирующие(ЛГ), и лютеотропный (ЛТГ), или лактогенный гормон. Фолликулостимулирующий (ФСГ) гормон вызывает рост и созревание фолликула в яичниках. Под влиянием лютеинизирующего (ЛГ) гормона происходит овуляция и образование жёлтого тела. Лютеотропный гормон регулирует функцию жёлтого тела и стимулирует молочную железу к лактации.
К гонодальным гормонам относятся эстрогены: эстрон, зстриол и эстрадиол или фолликулярный гормон (фолликулин). В синтезе эстрогенов принимают участие кора надпочечников, а во время Беременности плацента. Наиболее активным фолликулярным гормоном является эстрадиол(фолликулин), а эстрон и эстриол представляют собой продукты его превращения.
Эстрогены способствуют выделению окситоцина из гипофиза и простагландинов из матки. Они подавляют действие прогестерона и усиливают сокращение гладкой мускулатуры матки, что улучшает движение спермиев по направлению к яйцепроводам.
После овуляции образовавшиеся жёлтое тело выробатывает гормон прогестерон, который обуславливает развитие секреторной функции эндометрия, подготавливает его к прикреплению зиготы, т.е. способствует развитию беременности. Прогестерон припятствует проявлению половых циклов, росту фолликулов и сокращению мышц матки и является антагонистом простагландинов.
Общая продолжительность полового цикла определяется сроками формирования и прекращения функции жёлтого тела. Развитие жёлтого тела связано с влиянием ЛГ, а его функциональное состояние и гормональная активность регулируется ЛТГ, или пролактином. Максимальное выделение гормона прогестерона в крови отмечается на 10-12 день после образования жёлтого тела. Если же не произошло оплодотворение то уровень прогестерона снижается и достигает первоначальных показании на 18-20 день полового цикла. Кроме того, прогестерон вырабатывается корой надпочечников, а у стельных коров плацентой. Прогестерон вместе с эстрогеном стимулирует рост и развитие железистой ткани молочной железы и подготавливает её к лактации.
Функция яичников тесно связана с деятельностью матки, слизистая оболочка которой вырабатывает и освобождает простагландины. Простагландины образуются в клеточных мембранах и по химическому составу относятся к ненасыщенным жирным кислотам. Они способствуют оплодотворения, а если не наступила беременность, то по кровеносным сосудам простагландины достигают яичников и вызывает прекращение функции жёлтого тела и способствует его рассасыванию.
По мере рассасывания жёлтого тела гипофиза усиливает выработку ФСГ до первой фазы созревшего фолликула; быстро развиваются фолликулы и половой цикл начинается вновь. Это повторение происходит в строгой последовательности в связи с целым рядом процессов в половых органах и во всём организме самки. Если произошло оплодотворение, то регуляция направлена на поддержание жёлтого тела, у коров оно сохраняется до конца беременности.
Нейрогуморальная регуляция половой функции: А - ядра переднего гипоталамуса: 1 - супрахиазматическое, 2 - преоптическое, 3 - супраоптическое, 4 - паравентрикулярное; Б - ядра среднего гипоталамуса: 5 - вентромедиальное, 6 - аркуатное; ЯСГ - другие ядра среднего гипоталамуса; В-ЯЗГ - ядра заднего гипоталамуса (комплекс мамиллярных ядер); 7 - верхняя гипофизарная артерия; 8 - медиальная эминенция с первичной капиллярной сетью и капиллярными петлями; 9 - портальные сосуды гипофиза (аденогипофиза); 10 - гонадотрофы; 11 - лактотрофы; 12 - портальные сосуды нейрогипофиза; А - Б - полость третьего мозгового желудочка; Хи - хиазма зрительных нервов; М - мелатонин - гормон эпифиза; Е2 или Э2 - эстрадиол; С - серотонин; Р - релаксин.
Хромосомные наборы мужского и женского организма различаются тем, что у женщин имеется две Х-хромосомы, а у мужчин - одна Х- и одна Y-хромосома. Это различие определяет пол зародыша и возникает в момент оплодотворения. Уже в эмбриональном периоде развитие половой сферы полностью зависит от активности гормонов.
Активность половых хромосом наблюдается на очень коротком отрезке онтогенеза - от 4-й до 6-й недели внутриутробного развития и проявляется только в активации семенников. Никаких различий в дифференцировке других тканей тела между мальчиками и девочками нет, и если бы не гормональное влияние семенников, развитие протекало бы только по женскому типу.
Женский гипофиз работает циклически, что определяется гипоталамическими влияниями. У мужчин гипофиз функционирует равномерно. Установлено, что в самом гипофизе нет половых различий, они заключены в нервной ткани гипоталамуса и прилежащих ядер головного мозга. В период между 8-й и 12-й неделей внутриутробного развития семенник должен «сформировать» гипоталамус по мужскому типу с помощью андрогенов. Если этого не произойдет, у плода сохранится циклический тип секреции гонадотропинов даже при наличии мужского набора хромосом XY. Поэтому употребление беременной женщиной половых стероидов на начальных этапах беременности весьма опасно.
Мальчики рождаются с хорошо развитыми экскреторными клетками семенников (клетки Лейдига), которые, однако, деградируют на 2-й неделе после рождения. Вновь они начинают развиваться только в период полового созревания. Этот и некоторые другие факты позволяют предположить, что репродуктивная система человека в принципе готова к развитию уже к моменту рождения, однако под влиянием специфических нейрогуморальных факторов этот процесс затормаживается на несколько лет - до начала пубертатных перестроек в организме.
У новорожденных девочек иногда наблюдается реакция со стороны матки, появляются кровянистые выделения наподобие менструальных, а также отмечается активность молочных желез вплоть до секреции молока. Подобная же реакция молочных желез бывает и у новорожденных мальчиков.
В крови новорожденных мальчиков содержание мужского гормона тестостерона выше, чем у девочек, но уже через неделю после рождения ни у мальчиков, ни у девочек этого гормона почти не обнаруживают. Однако через месяц у мальчиков содержание тестостерона в крови вновь быстро увеличивается, достигая к 4-7 мес. половины уровня взрослого мужчины, и сохраняется на таком уровне в течение 2-3 мес., после чего несколько снижается и уже не меняется до начала пубертата. С чем связан такой инфантильный выброс тестостерона - неизвестно, но есть предположение, что в этот период формируются какие-то очень важные «мужские» свойства.
Процесс полового созревания протекает неравномерно, и его принято подразделять на определенные этапы, на каждом из которых складываются специфические взаимоотношения между системами нервной и эндокринной регуляцией. Эти этапы английский антрополог Дж.Таннер назвал стадиями, а исследования отечественных и зарубежных физиологов и эндокринологов позволили установить, какие морфофункциональные свойства характерны для организма на каждой из этих стадий.
Нулевая стадия - стадия новорожденности. Эта стадия характеризуется наличием в организме ребенка сохранившихся материнских гормонов, а также постепенным регрессом деятельности собственных желез внутренней секреции, после того как родовой стресс закончится.
Первая стадия - стадия детства (инфантилизм). Период от года до появления первых признаков полового созревания расценивается как этап полового инфантилизма, т. е. подразумевается, что в этот период ничего не происходит. Однако незначительное и постепенное увеличение секреции гормонов гипофиза и гонад в этот период имеет место, и это косвенно свидетельствует о созревании диэнцефальных структур головного мозга. Развитие половых желез в этот период не происходит потому, что оно тормозится гонадотропин-ингибирующим фактором, который вырабатывается гипофизом под воздействием гипоталамуса и другой мозговой железы - эпифиза.
Начиная с 3 лет девочки опережают мальчиков по уровню физического развития, и это сочетается с более высоким содержанием гормона роста у них в крови. Непосредственно перед пубертатом секреция гормона роста еще усиливается, и это вызывает ускорение ростовых процессов - препубертатный скачок роста. Наружные и внутренние половые органы развиваются малозаметно, вторичных половых признаков нет. Заканчивается эта стадия у девочек в 8-10, а у мальчиков - в 10-13 лет. Хотя мальчики растут на этой стадии чуть медленнее, чем девочки, большая длительность стадии приводит к тому, что при вступлении в пубертат мальчики оказываются крупнее девочек.
Вторая стадия - гипофизарная (начало пубертата). К началу полового созревания снижается образование ингибитора гонадотропина, а также усиливается секреция гипофизом двух важнейших гонадотропных гормонов, стимулирующих развитие половых желез - фоллитропина и лютропина. В результате железы «просыпаются» и начинается активный синтез тестостерона. В этот момент чувствительность половых желез к гипофизарным влияниям существенно увеличивается, и постепенно налаживаются эффективные обратные связи в системе гипоталамус-гипофиз-гонады. У девочек в этот же период наиболее высока концентрация гормона роста, у мальчиков пик ростовой активности наблюдается позже. Первым внешним признаком начала пубертата у мальчиков служит увеличение яичек, которое как раз и происходит под влиянием гонадотропных гормонов гипофиза. В 10 лет эти изменения можно заметить у трети мальчиков, в 11 - у двух третей, а к 12 годам - практически у всех.
У девочек первый признак пубертата - набухание молочных желез, причем часто чуть раньше начинается увеличение левой железы. Сначала железистую ткань можно только пропальпировать, затем выпячивается околососковый кружок. Отложение жировой ткани и формирование зрелой железы происходит на последующих этапах пубертата.
Эта стадия полового созревания заканчивается у мальчиков в 11-12, а у девочек - в 9-10 лет.
Третья стадия - стадия активации гонад. На этом этапе воздействие гипофизарных гормонов на половые железы усиливается, и гонады начинают вырабатывать в больших количествах половые стероидные гормоны. Одновременно увеличиваются и сами гонады: у мальчиков это хорошо заметно по значительному увеличению размеров яичек. Кроме того, под суммарным воздействием гормона роста и андрогенов мальчики сильно вытягиваются в длину, растет также половой член, практически достигая к 15 годам взрослых размеров. Высокая концентрация женских половых гормонов - эстрогенов - у мальчиков в этот период может приводить к набуханию молочных желез, расширению и усилению пигментации зоны соска и ареолы. Эти изменения непродолжительны и обычно благополучно проходят без вмешательства через несколько месяцев после появления.
На этой стадии как у мальчиков, так и у девочек происходит интенсивное оволосение лобка и подмышечных впадин. Заканчивается данная стадия у девочек в 10-11, а у мальчиков в 12- 16 лет.
Четвертая стадия - стадия максимального стероидогенеза. Активность гонад достигает максимума, надпочечники синтезируют большое количество половых стероидов. У мальчиков сохраняется высокий уровень гормона роста, поэтому они продолжают интенсивно расти, у девочек ростовые процессы замедляются.
Первичные и вторичные половые признаки продолжают развиваться: усиливается лобковое и подмышечное оволосение, увеличивается размер гениталий. У мальчиков именно на этой стадии происходит мутация (ломка) голоса.
Пятая стадия - этап окончательного формирования. Физиологически этот период характеризуется установлением сбалансированной обратной связи между гормонами гипофиза и периферическими железами. Эта стадия начинается у девушек в 11-13 лет, у юношей - в 15-17 лет.
ПЦ – сложный нейрогумор рефлек. проц, сопровождающ компл физиол и морф изменений в пол органах и всем орг самки от одной стадии возб до другой. В этот период происх ряд изменений: 3 стадии – 1. возбуждения 2.торможения 3. уравновешивания
---Ст. возб:
Проячвл 4х феноменов – течка, общ реакц пол возб, охота, созр фолликулов и овуляция. В стад возб все рефл даже пищевой, подсчинены половым. Повыш кр. давл, изменячется состав крови и кач-во молока. В пол орг разраст клетки vasitxyjuj и слизистого слоя и нервных образований, в эндо и миометрии усил кровоток, повыш окислит проц, усил поглощ кислорода слизистой матки, активиз каталазы и пероксидазы. В половой и др системах орг-ма преобл пролиферативные проц.
Течка – проц выдел слизи из пол орг самки как следств морфолог изменений пол аппп. Диагностируют осмотром нар. пол. орг. Гиперемия пол аппарата, разраст силиз обол, отторж эпител клеток, раскр шейка матки, у некот жив разрыв мелк сосудов и кровотеч. По степени раскр шейки матки различ течку 1,2, 3ей степени.
Пол возб – измен повед самки, возник всвязи с созр фолл. Наступает позднее течки, беспок, отказ от корма, сниж мол продуктивн, изм. кач молока, злобность. Самка проявл интекрес к самцу, может прыгать на него, но не допуск садку. По мере увелич конц эстрогенов в крови усил течка и пол возб, воздействие этих гормонов на нервн сист вызывает полов охоту.
Охота – положит сексуал. реакц самки на самца, проявл пол рефлекса, стремится приблиз к самцу, принимает позу для мочеисп, часто словерш акт мочеисп, который заверш ритмич сокращ пол губ, допускает садку и коитус.
Созр фолл и овул – нга разр яичн 2 зоны – корковая (фолликул, из стк, богатой веретенообр фиброцитами,мало волокон, содержит фолл и желт тела) и мозговая – сосудистая. Проуц всурыт созревш фолл – овуляция.
--Ст тормож – стад ослабл призн пол возб. Начин сразу после ст возб. Охота заменяется ярко выраж отбоем, безразл отношением к самцу на месте овулир фолл развив желт тело. Уменьш гиперемия и объем всех уч-ков пол апп, шейка матки закрывается, слизь не выдел, железы пол апп претерпевают обратн развитие, наросшие во влагал эпителиал слои отторгаются. Во влаг обнаруж ядерные клетки и чешуйки с больш кол-вом лейкоцитов. Преобл явления инволюции всех процессов, возн в стад возбужд. Жив успок, аппетит восст, выранив кач-во молока, сдвиши в бх крови, строение слизистых. Самка агрессивна по отнош к самцу.
--Ст.уравновеш – нас после тормож, длится до наступл новой стадии возбуждения. Самка безразл к самцу, в яичн имеются фолл и функционирующие желт тела пол цикла.
В равн степени выраж пролифер и дегенератив проц. Шейка закрыта. При микроскоп влаг.мазка выявл преимущ слизь, лейкоциты, клетки плоск многосл ядерн эпит и чешуйки.
Ритм половых циклов, последовательность и взаимосвязь сексуальных явлений (овуляции, течки, охоты и полового возбуждения) могут быть объяснены взаимодействием нервной и гуморальной систем организма. Необходимым условием для возникновения и течения половых циклов является наличие двух групп гормонов: гонадотропных и гонадальных (овариальных). Различают три гонадотропных гормона, вырабатываемых гипофизом: фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ) и лютеотропный (ЛТГ), или лактогенный. ФСГ выз рост и созревание фолликулов в яичниках. Под влиянием лютеинизирующего гормона (при оптимальном соотношении ФСГ и Л Г, примерно 1:10) происходят овуляция и формирование желтого тела. Если указанное физиологическое соотношение нарушается, то овуляции не происходит (ановуляторный половой цикл). Желтое тело формируется под воздействием Л Г, а ЛТГ регулирует его функцию и стимулирует образование молока во вр лактации.
Гонадальные гормоны, участвующие в регуляции полового цикла, вырабатываются в яичниках. К ним относятся фолликулярный гормон (фолликулин, фолликулостерон) и гормон желтого тела (прогестерон, лютеогормон). Фолликулярный гормон, образующийся в созревающих фолликулах, называют эстрогенным, так как он вызывает течку (эструс) у животных. Известны три вида эстрогенов: эстрон, эстрадиол и эстриол. Наиболее активный фолликулярный гормон - эстрадиол, а эстрон и эстриол представляют собой продукты его превращений; в значительном количестве эстрогены образуются также плацентой и в меньшем - корой надпочечников и семенниками.
Наивысшая гормональная активность желтого тела полового цикла проявляется на 10-12-й день, когда оно достигает максимального развития.
Прогестерон обусловливает развитие секреторной функции эндометрия, подготавливает слизистую оболочку матки к прикреплению зародыша и его нормальному развитию. Это исключительно важная функция прогестерона. При его недостатке зародыш гибнет. Прогестерон способствует сохранению беременности в начальной стадии; выдавливание в этот период желтого тела яичника вызывает аборт. Этот гормон тормозит рост фолликулов и овуляцию, препятствует сокращению матки, поддерживая ее в состоянии уравновешивания. Кроме того, гормон желтого тела вызывает гипертрофию молочных желез и подготавливает их к лактационной деятельности.
Вся указанная гуморальная система
получает первичные импульсы от коры головного мозга.
Экспериментально установлено, что введение ФСГ в организм кастрированной самки не вызывает морфологических изменений в ее половом аппарате. Следовательно, ФСГ действует на половую систему только через яичники. У некастрированных самок ФСГ провоцирует развитие фолликула, сопровождающееся выработкой в нем женского полового гормона - фолликулина,
обусловливающего картину течки. Введение фолликулина неполовозрелым или половозрелым самкам не влияет на яичники, но сопровождается увеличением матки, набуханием ее слизистой оболочки, усилением секреции всех желез полового аппарата и другими признаками течки. Такую же картину дает фолликулин у кастрированных животных. Таким образом, фолликулярный гормон действует только на проводящие пути полового аппарата, вызывая его гиперемию, секрецию и пролиферацию. Он стимулирует сокращение мышц матки и ее рогов, повышая их чувствительность к действию питуитрина. Накопление в организме фолликулина вызывает реакцию нервной системы, проявляющуюся половым возбуждением и охотой. Концентрация гормона изменяется на протяжении полового цикла.
На формирование и проявление полового цикла кроме внутренних влияют и внешние факторы. Из внешних факторов, воздействующих на половой цикл, первостепенное значение имеют корм, свет и самец как специфический стимулятор половой системы.
С кормом поступают стероны и витамины, из которых в организме синтезируются фолликулиноподобные вещества. Они могут образоваться и в тканях организма под влиянием солнечного света (инсоляции).
Раздражения солнечными лучами рецепторов глаз и кожи, стеронами пищеварительного тракта и других органов, а также обонятельные, зрительные, слуховые и осязательные восприятия, возникающие особенно интенсивно в присутствии самца, по центростремительным нервам передаются воспринимающим центрам коры головного мозга. От анализаторов коры идут импульсы по центробежным путям к гипоталамусу. Здесь, в частности в супраоптических и паравентрикулярных его ядрах, образуется нейросекрет (рилизинг-фактор), который через кровь (воротную вену) воздействует на гипофиз, побуждая последний к выделению ФСГ. Поступление в кровь фолликулостимулирующего гормона обусловливает развитие и созревание фолликула. Созревание фолликула сопровождается образованием эстрогенов, которые через хеморецепторы и анализаторы головного мозга вызывают течку, общее возбуждение и охоту.. Наличие большого количества эстрогенов затормаживает секрецию ФСГ и одновременно стимулирует выделение ЛГ, вызывающего овуляцию и образование желтого тела. Гормон желтого тела тормозит дальнейшее выделение ЛГ и стимулирует лютеотропную функцию гипофиза, не препятствуя секреции ФСГ, в результате чего происходит рост новых фолликулов и половой цикл повторяется. Для норм. течения половых ПЦ необх гормоны эпифиза (через него реализуются световые воздействия), надпочечников, щитовидной и других желез.
При наступлении беременности пролиферативные процессы в матке, возникшие во вр течки, под действием гормона желтого тела усиливаются.
Влияние всех гормонов полового цикла и само их образование в организме происходят как следствие стимулирующего действия нервной системы. При денервации гипофиза (нарушение нервных связей) его функции нарушаются, половые циклы прекращаются.
Регуляция полового развития обеспечивается взаимодействием ряда систем, реализующих свой эффект на различных уровнях. Условно систематизируя звенья гормональной регуляции, можно выделить 3 основных уровня: а) центральный уровень, включающий кору головного мозга, подкорковые образования, ядра гипоталамуса, эпифиз, аденогипофиз; б) периферический уровень, включающий половые железы, надпочечники и секретируемые ими гормоны и их метаболиты; в) тканевый уровень, включающий специфические рецепторы в органах-мишенях, с которыми взаимодействуют половые гормоны и их активные метаболиты. Система регуляции половой функции организма подчинена единому принципу, основанному на координировании процессов положительных и отрицательных обратных связей между гипоталамо-гипофизарной системой и периферическими железами внутренней секреции.
Центральный уровень регуляции
Основным координирующим звеном гормональной регуляции являются подкорковые образования и гипоталамус, который осуществляет взаимосвязь между центральной нервной системой, с одной стороны, и гипофизом и половыми железами - с другой. Роль гипоталамуса обусловлена его тесной взаимосвязью с вышележащими отделами центральной нервной системы. В ядрах гипоталамуса найдено высокое содержание биогенных аминов и нейропептидов, играющих роль нейротрансмиттеров и нейромодуляторов в трансформации нервного импульса в гуморальный. Кроме того, гипоталамус содержит большое количество рецепторов к половым стероидам, что подтверждает его непосредственную взаимосвязь с половыми железами. Внешние импульсы, действуя через афферентные проводящие пути на кору головного мозга, суммируются в подкорковых образованиях, где осуществляется трансформация нервного импульса в гуморальный. Предполагают, что основные подкорковые центры, модулирующие деятельность половых желез, локализуются в структурах лимбической системы, миндалины и гиппокампа. Ядра миндалины оказывают как стимулирующее, так и ингибирующее воздействие на гонадотропную функцию гипофиза, что зависит от локализации импульса. Предполагается, что стимулирующее влияние реализуется через медиальные и кортикальные ядра миндалины, а ингибирующее - через базальные и латеральные ядра. Взаимосвязь ядер миндалины с гонадотропной функцией может быть обусловлена включением этих образований в систему положительных и отрицательных обратных связей, так как в ядрах миндалины найдены рецепторы к половым стероидам. Гиппокамп оказывает ингибирующее влияние на гонадотропную функцию гипоталамуса. Ингибирующие импульсы достигают аркуатных ядер гипоталамуса через кортико-гипоталамический тракт .
Кроме стимулирующего и ингибирующего влияния подкорковых образований, большую роль в осуществлении передачи нервного импульса в гуморальный на уровне гипоталамуса играют адренергические медиаторы - биогенные амины. В настоящее время они рассматриваются как регуляторы синтеза и секреции рилизинг-гормонов гипоталамуса. В ЦНС выделяют 3 типа волокон, содержащих различные моноамины. Все они оказывают разнонаправленное действие на гипоталамус.
Норадренергическая система осуществляет связь гипоталамуса со структурами продолговатого мозга и гиппокампа. Высокая концентрация норадреналина найдена в паравентрикулярном, дорсомедиальном ядрах гипоталамуса и в срединном возвышении. Большинство исследователей связывают действие норадреналина с активацией системы гипоталамус - гипофиз-гонады . Интенсивность воздействия норадреналина на нейроны гипоталамуса зависит от уровня половых стероидов, главным образом эстрогенов [Бабичев В. Н., Игнатков В. Я., 1980].
Взаимосвязь подкорковых ядер и гипоталамуса наиболее широко реализуется через дофаминергическую систему . Дофаминергические нейроны локализуются главным образом в ядрах медиобазального гипоталамуса. Пока не выяснено, какую роль - активирующую или подавляющую - играет дофамин в отношении гонадотропинрегулирующей функции гипоталамуса. В многочисленных экспериментальных и клинических работах приводятся данные об ингибирующем влиянии дофаминергической системы на выработку и секрецию гонадотропных гормонов, главным образом лютеинизирующего гормона - ЛГ . В то же время имеются экспериментальные работы, свидетельствующие о стимулирующей роли дофамина в секреции ЛГ, особенно в регуляции его овуляторного выброса. Такие противоречия, вероятно, объясняются тем, что то или иное воздействие дофамина опосредовано уровнем эстрогенов [Бабичев В. Н., 1980; Ojeda S., 1979; Owens R., 1980]. Кроме того, имеется мнение о существовании двух типов дофаминергических рецепторов: стимулирующих и ингибирующих выработку ЛГ. Активация рецепторов того или иного вида зависит от уровня половых стероидов .
Серотонинергическая система осуществляет связь гипоталамуса с отделами среднего и продолговатого мозга и лимбической системы. Серотонинергические волокна поступают в срединное возвышение и заканчиваются в его капиллярах. Серотонин ингибирует гонадотропинрегулирующую функцию гипоталамуса на уровне аркуатных ядер. Не исключено его опосредованное влияние через эпифиз.
Кроме биогенных аминов, в качестве нейромедиаторов, регулирующих гонадотропинрегулирующую функцию гипоталамуса, могут выступать опиоидные пептиды - вещества белковой природы, обладающие морфиноподобным действием. К ним относятся метионин- и лейцин-энкефалины, α-, β-, γ-уэндорфины. Основная масса опиоидов представлена энкефалинами. Они обнаружены во всех отделах ЦНС. Опиоиды изменяют содержание биогенных аминов в гипоталамусе, конкурируя с ними за рецепторные места [Бабичев В. Н., Игнатков В. Я., 1980;" Klee N., 1977]. Опиоиды оказывают ингибирующее воздействие на гонадотропную функцию гипоталамуса.
Роль нейротрансмиттеров и нейромодуляторов в ЦНС могут исполнять различные нейропептиды, найденные в большом количестве в различных отделах ЦНС. К ним относятся нейротензин, гистамин, субстанция Р, холецистокинин, вазоактивный кишечный пептид. Эти вещества оказывают преимущественно ингибирующее воздействие на продукцию люлиберина. Синтез гонадотропин-рилизинг-гормона (ГТ-РГ) стимулируют простагландины из группы Е и F 2α .
Эпифиз - шишковидная железа - расположен в каудальной части III желудочка. Эпифиз имеет дольчатое строение и разделяется на паренхиму и соединительнотканную строму. Паренхима представлена клетками двух типов: пинеальными и глиальными. С возрастом количество клеток паренхимы уменьшается, увеличивается стромальная прослойка. К 8-9 годам в эпифизе появляются очаги обызвествления. Возрастную эволюцию претерпевает и сосудистая сеть, питающая эпифиз.
Вопрос об инкреторной функции эпифиза остается нерешенным. Из веществ, обнаруженных в эпифизе, наибольший интерес в плане регуляции гонадотропной функции представляют индольные соединения - мелатонин и серотонин. Эпифиз считают единственным местом синтеза мелатонина - производного серотонина, так как только в эпифизе найден специфический фермент гидроксииндол-о-метил-трансфераза, осуществляющий конечный этап его образования.
Ингибирующее влияние эпифиза на половую функцию доказано в многочисленных экспериментальных работах. Предполагается, что свою антигонадотропную функцию мелатонин реализует на уровне гипоталамуса, блокируя синтез и секрецию люлиберина. Кроме того, в эпифизе обнаружены и другие вещества пептидной природы с выраженным антигонадотропным действием, превышающим активность мелатонина в 60-70 раз . Функция эпифиза зависит от освещенности. В связи с этим не исключена роль эпифиза в регуляции суточных ритмов организма, в первую очередь ритмов тропных гормонов гипофиза.
Гипоталамус (подбугорье) - отдел промежуточного мозга, образует часть дна и боковые стенки III желудочка. Гипоталамус представляет собой скопление ядер нервных клеток. Многочисленные нервные пути связывают гипоталамус с другими частями мозга. Топографически выделяют ядра переднего, среднего и заднего гипоталамуса. В ядрах среднего и отчасти заднего гипоталамуса образуются рилизинг-гормоны (от англ. releasing - высвобождающийся)-вещества, регулирующие все тропные функции аденогипофиза. Одни из этих веществ играют стимулирующую роль (либерины), другие - ингибирующую (статины). Рилизинг-гормоны являются своеобразными универсальными химическими факторами, опосредующими передачу импульсов на эндокринную систему [Юдаев Н. А., 1976].
Гипоталамус осуществляет регуляцию половой (гонадотропной) функции посредством синтеза и секреции ГТ-РГ. Этот гормон впервые выделил из гипоталамуса свиней в 1971 г. A. Schally.
По структуре это декапептид. В настоящее время осуществлен синтез ГТ-РГ (люлиберина), который нашел широкое применение в диагностике и лечебной практике. В литературе существуют две точки зрения на природу ГТ-РГ. Так, по данным Н. А. Юдаева (1976), A. Arimura с соавт. (1973), существует один гипоталамический фактор, регулирующий выработку как ЛГ, так и фолликулостимулирующего (ФСГ) гормона, а в основе преобладающей чувствительности одного из них (ЛГ) к ГТ-РГ лежит различная чувствительность клеток аденогипофиза. В. Н. Бабичев (1981) предполагает, что кратковременное действие ГТ-РГ стимулирует выброс ЛГ, а для секреции ФСГ необходимо длительное воздействие ГТ-РГ в сочетании с половыми стероидами.
N. Bowers с соавт. (1973) выделили из гипоталамуса свиньи субстанцию, обладающую только ФСГ-РГ-активностью. Экспериментальные работы L. Dufy-Barbe с соавт. (1973) также свидетельствуют о существовании двух гипоталамических гормонов. В настоящее время большинство исследователей признают существование в гипоталамусе одного ГТ-РГ, стимулирующего выделение как ЛГ, так и ФСГ. Это подтверждается иммунологическими исследованиями и применением синтетического ГТ-РГ, способного стимулировать секрецию обоих гонадотропинов. Различие в сроках секреции этих гормонов модулируется концентрацией половых гормонов, главным образом эстрогенов, в гипоталамусе. Максимальная концентрация ГТ-РГ обнаружена в ядрах переднего гипоталамуса и срединного возвышения.
В гипоталамусе выделяют центры, осуществляющие тоническую секрецию гонадотропинов (к ним относятся нейроны аркуатной области), и центры, регулирующие циклическую секрецию гонадотропинов, расположенные в преоптической области гипоталамуса. Тонический центр секреции ГТ-РГ функционирует как в женском, так и в мужском организме, обеспечивая постоянное выделение гонадотропных гормонов, а циклический центр функционирует только в женском организме и обеспечивает ритмичный выброс гонадотропинов.
Дифференцировка типов регуляции гипоталамуса происходит в ранний период онтогенеза. Присутствие андрогенов является необходимым условием для развития регуляции по мужскому типу . Механизм влияния андрогенов на выключение преоптической области, возможно, связан с активацией рецепторов андрогенов до полного их насыщения .
Половые стероиды заметно влияют на функцию гипоталамуса на всех этапах полового развития. Исследования последних лет показали, что половым стероидам (главным образом эстрогенам) принадлежит модулирующая роль в гипоталамо-гипофизарно-гонадном взаимодействии . Они осуществляют свое действие двумя путями\ при высоких концентрациях усиливая образование ГТ-РГ и сенсибилизируя гипофизарные клетки к стимулирующему действию ГТ-РГ [Бабичев В. Н., 1981], а при незначительных концентрациях - угнетая его синтез и секрецию . Кроме того, половые стероиды изменяют чувствительность тонического центра к биогенным аминам. В итоге половые стероиды ритмически меняют уровень секреции ГТ-РГ нейронами гипоталамуса [Бабичев В. Н., Адамская Е. И., 1976].
В ядрах гипоталамуса имеется большое количество рецепт, торов к половым стероидам, главным образом к эстрадиолу. Кроме того, в гипоталамусе функционирует высокоактивная ферментная система, осуществляющая ароматизацию андрогенов и превращающая их в эстрогены. Таким образом, не только в женском, но и в мужском организме модулирующее действие половых стероидов на гипоталамус реализуется посредством эстрогенов.
Стимуляцию эндокринной функции половых желез гипоталамус осуществляет на уровне гипофиза, увеличивая синтез и секрецию его гонадотропных гормонов. Действие ГТ-РГ, как и всех пептидных гормонов, опосредовано активацией системы аденилатциклаза - цАМФ. цАМФ и цАМФ-зависимые протеинкиназы стимулируют синтез тропных гормонов гипофиза на уровне трансляции.
Гипофиз расположен в турецком седле и ножкой соединен с гипоталамусом и другими отделами ЦНС. Гипофиз имеет своеобразную портальную систему кровоснабжения, обеспечивающую непосредственную связь отделов гипофиза и ядер гипоталамуса. В плане регуляции половой функции наибольший интерес представляет передняя доля гипофиза, где вырабатываются гонадотропные гормоны, осуществляющие непосредственный контроль за функцией половых желез.
Непосредственно в регуляции половой системы принимают участие три тропных гормона гипофиза: ЛГ, ФСГ и пролактин. Несомненно, что и другие гипофизарные гормоны - тиреотропный (ТТГ), соматотропный (СТГ), адренокортикотропный, (АКТГ) также участвуют в регуляции половой функции, но их влияние в достаточной степени косвенно и мало изучено. В данной главе мы коснемся только трех тропных гормонов, в основном регулирующих функцию половых желез.
Синтез гонадотропных гормонов, ЛГ и ФСГ, осуществляется в базофильных клетках гипофиза ("дельта-базофилы"). По химическому строению гонадотропные гормоны являются гликопротеидами - сложными белками, содержащими около 200 аминокислотных остатков. Как ЛГ, так и ФСГ состоит из двух частей: α- и β-субъединиц; α-субъединицы идентичны в гонадотропных гормонах и, видимо, защищают их от разрушающего действия протеолитических ферментов [Панков Ю. А., 1976]. β-Субъединицы различны по структуре. Эта часть белковой молекулы имеет центры, связывающиеся с рецепторами органов-мишеней, и, следовательно, она определяет биологическую активность гормона. Действие гонадотропинов на половую систему сложно и разнонаправленно.
В женском организме ФСГ в процессе полового созревания вызывает рост и созревание фолликулов. Специфическое воздействие ФСГ на яичники заключается в стимуляции митоза фолликулярных клеток и синтеза ДНК в ядрах клеток. Кроме того, ФСГ индуцирует чувствительность гонад к воздействию ЛГ, обеспечивает нормальную секрецию эстрогенов. В половозрелом организме ЛГ служит основным стимулятором овуляции, обеспечивая разрыв фолликула, выход яйцеклетки и ее имплантацию в эндометрий. Физиологическое воздействие обоих гонадотропинов потенцируется и модулируется уровнем эстрогенов.
В мужском организме в период полового созревания ФСГ стимулирует рост и развитие гормонопродуцирующих интерстициальных клеток Лейдига. В подростковом и половозрелом возрасте ФСГ принадлежит основная роль в стимуляции сперматогенеза. Наряду с этим он обеспечивает рост и функционирование клеток Сертоли, предназначенных в основном для поддержания нормальных условий сперматогенеза. Секреция ФСГ в физиологических условиях подавляется ингибином - веществом белковой природы. Предполагают, что ингибин продуцирует клетки Сертоли.
ЛГ является основным гормоном, обеспечивающим стероидогенез. Под воздействием ЛГ в интерстициальных клетках Лейдига стимулируется синтез основного андрогена - тестостерона. Этот же гормон в физиологических условиях является основным ингибитором секреции ЛГ.
Синтез пролактина осуществляется базофильными клетками аденогипофиза. По химической структуре пролактин представляет собой простой белок, имеющий 198 аминокислотных остатков, а по строению и биологическим свойствам сходен с СТГ и соматомамматропином [Панков Ю. А., 1976]. Предполагают, что пролактин филогенетически более древний гормон, обеспечивающий рост и дифференцировку тканей у всех низших животных, а СТГ и соматомамматропин - новые гормоны, имеющие более локальный спектр действия у высших животных. Предшественником этих гормонов филогенетически является пролактин.
Физиологическое действие пролактина в женском организме чрезвычайно многогранно. В первую очередь пролактин участвует в сохранении и развитии желтого тела. Совместно с эстрогенами пролактин обеспечивает рост молочных желез, участвует в механизмах лактации. В растущем организме пролактин совместно с СТГ и тиреоидными гормонами обеспечивает рост и развитие тканей. В настоящее время обсуждается роль пролактина в становлении андрогенной функции адреналовой системы. Кроме того, предполагается, что в пубертате пролактин способствует увеличению концентрации рецепторов к ЛГ и ФСГ на мембранах клеток гонад. Пролактин является физиологическим ингибитором секреции гонадотропных гормонов в женском организме. В соответствии с этим любые проявления гиперпролактинемии в клинической практике сопровождаются гипогонадотропным гипогонадизмом.
Роль пролактина в мужском организме мало изучена. Единственным доказательством его эффекта является увеличение количества рецепторов к ЛГ под воздействием физиологических доз пролактина. В то же время установлено, что большие дозы пролактина уменьшают количество рецепторов к ЛГ .
Механизм действия гонадотропных гормонов и пролактина заключается в связывании с рецепторами клеточных мембран с последующей цепью реакций, включающих активацию аденилатциклазы, образование цАМФ, активацию протеинкиназ с дальнейшим фосфорилированием ядерных белков на уровне транскрипции, заканчивающихся синтезом необходимых белков, в клетках органов-мишеней.
Периферический и тканевый уровни регуляции
Яичники являются основным источником половых гормонов в женском организме. Анатомически в яичнике выделяют два, слоя: корковый и мозговой. Корковая часть играет основную роль в гормонопродуцирующей и репродуктивной функции, мозговая часть содержит сосуды, питающие яичник. Корковый слой представлен клетками стромы и фолликулами. Необходимо отметить, что к моменту рождения яичники девочки имеют развитый корковый слой, который к половозрелому возрасту меняется незначительно. При рождении в яичнике девочки насчитывается от 300 ООО до 400 ООО примордиальных фолликулов, к пубертату число примордиальных фолликулов уменьшается до 40 000-60 000. Это связано с физиологической атрезией, рассасыванием части фолликулов в детском возрасте.
Примордиальный фолликул содержит яйцеклетку, окруженную одним рядом клеток фолликулярного эпителия (рис. 4). Рост примордиального фолликула выражается в увеличении рядов клеток фолликулярного эпителия (формирование так называемой зернистой оболочки - zona granulosa). Установлено, что первоначальные стадии роста примордиального фолликула (до 4 слоев эпителиальных клеток) автономны, гонадотропные гормоны в них не участвуют. Дальнейшее созревание фолликула требует участия ФСГ. Под воздействием этого гормона происходит дальнейшее увеличение слоев зернистой оболочки. Клетки зернистого эпителия вырабатывают жидкость, которая формирует полость фолликула. С этого момента гранулезные клетки начинают усиленно вырабатывать эстрогены. Фолликул на этой стадии зрелости носит название граафова пузырька. Вокруг него клетки стромы формируют внутреннюю и внешнюю оболочки (theca interna и theca externa). Клетки внешней оболочки, так же как и клетки стромы, являются источником андрогенов в женском организме.
В середине менструального цикла под воздействием гипофизарных гормонов, главным образом ЛГ, и эстрогенов граафов пузырек разрывается и яйцеклетка выходит в брюшную полость. На месте фолликула образуется желтое тело. Клетки зернистой оболочки гиперплазируются, накапливают желтый пигмент лютеин. При этом происходит не только их структурная деформация, но и изменение функции - они начинают сек- ретировать прогестерон. В течение 7-12 дней желтое тело претерпевает дегенеративные изменения, на его месте образуется рубцовое белое тело. В течение одного менструального цикла, как правило, созревает один фолликул, а все остальные фолликулы претерпевают атрезию. У младших девочек атрезия фолликула происходит без кистозных изменений, фолликулярная жидкость малых фолликулов рассасывается, полость фолликула зарастает соединительной тканью. Процесс кистозной атрезии фолликулов заключается в гиперплазии тека-лютеиновых клеток, обладающих гормональной активностью. В дальнейшем происходит облитерация фолликула. Процесс кистозной атрезии физиологичен для девочек пубертатного возраста, пока не происходит полноценного созревания фолликула.
В яичниках секретируются стероидные гормоны 3 групп: производные С-18-стероидов - эстрогены, производные С-19-стероидов - андрогены и производное С-21-стероидов - прогестерон. Гормонообразовательную функцию в яичниках обеспечивают различные клеточные элементы.
Эстрогены секретируются клетками внутренней оболочки и клетками гранулезного слоя фолликулов. Основным источником образования эстрогенов, как и всех стероидных гормонов, является холестерин. Под влиянием ЛГ происходит активация фермента 20а-гидроксилазы, способствующего отщеплению боковой цепи холестерина и образованию прегненолона. Дальнейшие этапы стероидогенеза в клетках внутренней оболочки протекают преимущественно через прегненолон (Δ5-путь), в клетках гранулезы - через прогестерон (Δ4-путь). Промежуточными продуктами синтеза эстрогенов в яичниках являются андрогены. Один из них - андростендион - обладает слабой андрогенной активностью, является источником эстрона (Э 1), другой, тестостерон, обладает выраженной андрогенной активностью и является источником эстрадиола (Э 2) (рис. 5). Полноценный синтез эстрогенов в яичниках осуществляется поэтапно. Андрогены синтезируются преимущественно клетками theca interna с высокой активностью 17а-гидроксилазы, обеспечивающей переход С-21-стероидов (прегненолон, прогестерон) в С-19- стероиды (андрогены). Дальнейший процесс синтеза эстрогенов-ароматизация С-19-стероидов и превращение их в С-18-стероиды (эстрогены) - происходит в клетках гранулезы, содержащих высокоактивную ароматазу. Процесс ароматизации С-19-стероидов контролируется ФСГ.
В физиологических условиях из яичников в кровь, кроме высокоактивных эстрогенов (Э 2), поступает и незначительное количество андрогенов (андростендион, тестостерон). При патологии, когда нормальное взаимодействие двух этапов синтеза эстрогенов в яичниках нарушено, в кровь может поступать избыточное количество андрогенов. Кроме внутренней оболочки фолликула, синтезировать андрогены способны и другие клеточные элементы яичника: стромальные и интерстициальные клетки и тека-ткань коркового слоя, гилюсные клетки, расположенные у входа сосудов в яичник и по строению напоминающие клетки Лейдига в яичках. В физиологических условиях гормональная активность этих клеточных элементов невелика. Патологическая гиперплазия этих клеток может привести к резкой вирилизации организма.
Биосинтез прогестерона - С-21-стероида - осуществляется главным образом тека-лютеиновыми клетками желтого тела. В небольших количествах прогестерон могут синтезировать и тека-клетки фолликула.
В женском организме циркулируют 3 вида эстрогенов с различной биологической активностью. Максимальной активностью обладает эстрадиол, который обеспечивает основные биологические эффекты эстрогенов в организме. Эстрон, активность которого незначительна, вырабатывается в меньших количествах. Наименьшей активностью обладает эстриол. Этот гормон является продуктом превращения эстрона как в яичниках, так и в периферической крови. Около 90% эстрогенов циркулирует в кровяном русле в связанной с белками форме. Эта форма эстрогенов является своеобразным гормональным депо, предохраняя гормоны от преждевременного разрушения. Белки осуществляют также транспорт гормонов к органам-мишеням. Эстрогены связываются белком из класса β-глобулинов. Этот же белок является переносчиком тестостерона, поэтому в литературе он носит название "эстрадиол-тестостерон-связывающий глобулин" (ЭТСГ) или "половые стероиды связывающий глобулин" (ПССГ). Эстрогены стимулируют синтез этого белка, а андрогены подавляют, и концентрация ПССГ у женщин выше, чем у мужчин. Однако, кроме половых стероидов, синтез ПССГ стимулируется тиреоидными гормонами. Высокий уровень ПССГ наблюдается при таких патологических состояниях, как гипогонадизм, тиреотоксикоз, цирроз печени, тестикулярная феминизация. Эстрогены разрушаются в печени. Основным путем инактивации является гидроксилирование с последовательным образованием эстрогена с меньшей активностью (последовательность: эстрадиол→эстрон→эстриол). Установлено, что эстриол является основным метаболитом эстрогенов, выделяющимся с мочой.
Взаимодействие с клетками органов-мишеней эстрогены осуществляют путем непосредственного проникновения в клетку, связываясь со специфическими цитоплазматическими рецепторами. Активный гормон-рецепторный комплекс проникает в ядро, взаимодействует с определенными локусами хроматина и обеспечивает реализацию необходимой информации посредством синтеза специфических белков.
Биологическое действие стероидных гормонов яичников. Влияние эстрогенов на женский организм чрезвычайно многообразно. Прежде всего эстрогены являются регулятором секреции гонадотропинов, взаимодействуя с рецепторами на уровне гипоталамуса и гипофиза по принципу отрицательных и положительных обратных связей. Стимулирующее или ингибирующее влияние эстрогенов на секрецию гонадотропинов зависит от количества эстрогенов и их взаимодействия с прогестероном. Модулирующий эффект эстрогенов в отношении гипоталамо-гипофизарной системы обеспечивает цикличность выделения гонадотропных гормонов в ходе нормального менструального цикла.
Эстрогены являются основными гормонами, обеспечивающими формирование женского фенотипа (женское строение скелета, типичное распределение подкожного жирового слоя, развитие молочных желез). Они стимулируют рост и развитие женских половых органов. Под влиянием эстрогенов улучшается кровоснабжение матки, влагалища, молочных желез. Эстрогены влияют на строение эндометрия, вызывая пролиферацию желез, изменяя ферментную активность их клеток. Эстрогены стимулируют ороговение многослойного плоского эпителия влагалища, на чем основан один из методов определения эстрогенной активности-кольпоцитология. Кроме того, эстрогены непосредственно воздействуют на рост и развитие самих яичников в плане формирования и кровоснабжения фолликулов, повышения чувствительности фолликулярного аппарата к воздействию гонадотропинов, пролактина. Эстрогены также стимулируют рост молочных желез. Под их влиянием повышается кровоснабжение желез, усиливается рост секреторного эпителия.
Кроме специфического воздействия на клетки органов-мишеней, эстрогены дают общий анаболический эффект, способствуя задержке в организме азота, натрия. В костной ткани они усиливают процессы окостенения эпифизарных хрящей, что прекращает рост костей в постпубертатном периоде.
Основное физиологическое действие прогестерона в женском организме проявляется только в половозрелом возрасте. По действию на многие органы и системы прогестерон является антагонистом, реже синергистом эстрогенов. Прогестерон тормозит синтез и секрецию ЛГ, обеспечивая таким образом нарастание активности ФСГ в течение менструального цикла. Под влиянием прогестерона тормозятся пролиферативные процессы в матке и влагалище, усиливается деятельность секреторных желез эндометрия. Действие прогестерона на молочную железу заключается в стимуляции роста альвеол, образовании долек и протоков железы.
Прогестерону свойствен слабый катаболический эффект, он вызывает выделение натрия и жидкости из организма. Хорошо известна способность прогестерона повышать температуру тела, воздействуя на ядра гипоталамуса. На этом термогенном эффекте основано определение двухфазности менструального цикла (измерение базальной температуры).
Андрогены в женском организме обусловливают вторичное оволосение. Обладая мощным анаболическим влиянием, андрогены в пубертатном возрасте совместно с эстрогенами приводят к значительному ускорению роста, созреванию костной ткани. Определенную биологическую роль играет в препубертатном периоде повышение секреции андрогенов надпочечниками. Предполагают, что адреналовые андрогены в этот период стимулируют гипоталамус и становятся пусковым моментом для пубертатной перестройки гипоталамо-гипофизарно-гонадных взаимоотношений (гонадостат).
Яички выполняют репродуктивную и гормонопродуцирующую функцию в мужском организме. Яички - парный железистый орган, имеющий дольчатое строение. Соединительнотканные прослойки разделяют паренхиму яичка на 200-400 долек. Долька состоит из извитых и прямых канальцев. Стенки канальцев выстланы клетками семяобразующего эпителия - сперматогониями. Внутри семенного канальца сперматогонии разделены крупными фолликулярными клетками Сертоли. Эти клетки выполняют защитную роль, предохраняя половые клетки от разрушающего влияния аутоиммунных процессов. Кроме того, клетки Сертоли непосредственно участвуют в сперматогенезе. У мальчиков младшего возраста (до 5 лет) семенные канальцы не имеют просвета, их стенки выстланы клетками - предшественниками сперматогониев - гоноцитами. Активация роста и дифференцировка яичка начинаются с 6-7 лет. К этому возрасту полностью исчезают гоноциты, начинается размножение сперматогоний до стадии сиерматоцитов, появляется просвет в семенных канальцах, происходит дифференцировка клеток полового эпителия в клетки Сертоли.
Полноценный сперматогенез у мальчиков начинается в пубертатном возрасте. Созревание половых клеток - сперматозоидов - проходит много этапов. Из первичных половых клеток - сперматогониев путем митотического деления образуется новая категория половых клеток - сперматоциты. Сперматоциты проходят ряд стадий митотического деления, образуя клетки с гаплоидным набором хромосом - сперматиды. Конечный этап созревания половых клеток - сперматогенез. Это сложный процесс, включающий ряд стадий, результатом которых становится образование сперматозоидов. Физиологическими регуляторами сперматогенеза являются ФСГ, тестостерон и пролактин.
Внутрисекреторная (гормональная) функция яичек обеспечивается клетками Лейдига - крупными клетками неправильной формы, расположенными в межуточной ткани, занимая 10% ?объема гонады. Клетки Лейдига обнаруживаются в интерстициальной ткани в незначительном количестве сразу после рождения. К концу первого года жизни ребенка они почти полностью дегенерируют. Их количество вновь начинает нарастать у мальчиков 8-10 лет, к началу пубертата.
Индукция стероидогенеза в клетках Лейдига обусловлена oстимулирующим воздействием ЛГ. Под влиянием ЛГ происходит активация фермента 20а-гидроксилазы, обеспечивающего переход холестерина в прегненолон. В дальнейшем биосинтез андрогенов может идти двумя путями: прегненолон→оксипрегненолон дегидроэпиандростерон андростендион→тестостерон (Δ5-путь) и прегненолон→прогестерон 17-оксипрогестерон→андростендион→тестостерон (Δ4-путь). В семенниках тестостерон синтезируется главным образом через Δ4-путь, а синтез андрогенов в надпочечниках осуществляется в основном по Δ5-пути (рис. 6).
Основным андрогеном в мужском организме является тестостерон. Он обладает наибольшей биологической активностью и обеспечивает основные андрогензависимые эффекты. Кроме тестостерона, в клетках Лейдига вырабатываются андрогены с меньшей биологической активностью: дегидроэпиандростерон и Δ4-андростендион. Однако основное количество этих слабых андрогенов образуется в сетчатой зоне надпочечников или служит продуктом периферического превращения тестостерона.
Кроме андрогенов, в яичках синтезируется и небольшое количество эстрогенов, хотя значительная часть эстрогенов в мужском организме образуется в результате периферического превращения андрогенов. Существует мнение об эстрогенпро- дуцирующей функции клеток Сертоли, особенно у мальчиков в препубертате и раннем пубертате. Возможность синтеза эстрогенов в клетках Сертоли обусловлена присутствием в них высокоактивной ароматазы. Секреторную активность клеток Сертоли стимулирует ФСГ.
В периферическом кровообращении тестостерон, так же как и эстрогены, оказывается связанным с белком из класса β-глобулинов (ПССГ). Связанные с белком андрогены неактивны. Такая форма транспорта и депонирования предохраняет андрогены от преждевременного разрушения в результате катаболических процессов в печени и других органах. В свободном состоянии оказывается около 2-4% андрогенов, которые и обеспечивают их основной биологический эффект. Инактивация тестостерона осуществляется в печени путем окисления группы ОН в положении 17 и восстановления кетогруппы в положении 3. При этом образуются неактивные соединения из группы 17-КС, выводящиеся с мочой.
Главными метаболитами тестикулярного тестостерона являются этиохоланолон, андростерон и эпиандростерон. Они составляют 1 / 3 общего количества выделяемых 17-КС. Основной метаболит андрогенов надпочечникового происхождения - дегидроэпиандростерон составляет около 2 / 3 общего количества выделенных 17-КС
Биологическое действие андрогенов. Механизм действия андрогенов на клетку органов-мишеней связан с образованием активного метаболита тестостерона - дигидро-тестостерона. Тестостерон превращается в активную фракцию непосредственно в клетке под воздействием фермента 5α-редуктазы. Дигидроформа способна связываться с белками-рецепторами в цитоплазме. Гормон-рецепторный комплекс проникает в ядро клетки, стимулируя в нем процессы транскрипции. Этим обеспечивается активация ферментных систем, биосинтез белков в клетке, что и обусловливает в конечном итоге влияние андрогенов на организм (рис. 7, 8).
Рис. 7. Механизм действия андрогенов в клетке [Мейнуоринг У., 1979]. Т - тестостерон, 5α-ДНТ - активный внутриклеточный метаболит - 5α -дигидротестостерев; Rc - цитоплазмятический рецептор к андрогенам; 5α-ДНТ~Rc андроген-рецепторный комплекс, 5α-ДНТ~Rn - активный андрогенрецепторный комплекс, в ядре
Передача биологического действия андрогенов через образование дигидроформы обязательна не для всех видов клеток органов-мишеней. Так, образование 5α-дигидротестостерона не обязательно для осуществления анаболического эффекта андрогенов в скелетных мышцах, в процессах дифференцировки придатка яичка, семяпровода и семенного пузырька. В то же время дифференцировка урогенитального синуса и наружных половых органов протекает при высокой клеточной активности фермента 5α-редуктазы. С возрастом активность 5α-редуктазы снижается, и многие эффекты андрогенов могут реализоваться без образования активных дигидроформ. Эти особенности действия андрогенов делают понятными многие нарушения половой дифференцировки у мальчиков, связанные с врожденной недостаточностью 5α-редуктазы.
Биологическая роль андрогенов в формировании мужского организма чрезвычайно многообразна. В эмбриогенезе андрогены обусловливают дифферендировку внутренних и наружных гениталий по мужскому типу, формируя из вольфова протока придаток яичка, семявыносящий проток, семенные пузырьки, из урогенитального синуса - предстательную железу, уретру и- из полового бугорка - наружные половые органы (половой член, мошонка, препуциальные железы). В период новорожденности андрогены, секретируемые в большом количестве в клетках Лейдига, возможно, продолжают начатый внутриутробно процесс половой дифференцировки гипоталамуса по мужскому типу, блокируя деятельность циклического центра.
В пубертате под влиянием андрогенов усиливаются рост и развитие половых органов, формируется вторичное оволосение по мужскому типу. Мощное анаболическое действие андрогенов. способствует развитию мускулатуры, скелета, дифференцировке костной ткани. Воздействуя на гипоталамо-гипофизарную систему, андрогены регулируют секрецию гонадотропных гормонов по принципу отрицательной обратной связи. В половозрелом возрасте тестостерон стимулирует сперматогенез, обусловливает мужской тип полового поведения.