Нейроэндокринный контроль процессов пубертации у человека и приматов

Первоначальное определение П. (Вебстер) включает в себя период становление, в течение которого формируется сексуальная чувствительность, развиваются вторичные половые признаки и у женщин появляется менархе.

П. происходит в период роста и заканчивается после полной дифференциации. Отличительная особенность приматов - поздно. Явление временное.

Длительность П. несколько лет - каскад морфологических, физиологических, поведенческих процессов, повышение овариальной и тестикулярной активности.

Гонады

У мужчин - суточный уровень тестостерона увеличивается к 14-15 лет, достигая уровня взрослых- 6 нг/мл.

У женщин - рост гонад в отличие от М. равномерно с момента рождения.

Препубертатные фолликулы обладают стероидогенной активностью.

В 8-10 лет концентрация Э утром увеличивается и достигает значений взрослой Ж в период ранней фолликулярной фазы м. цикла. В этом возрасте первые клинические признаки П. В 12-13 лет менархе. Овуляция через 6 мес. после, регулярный цикл через несколько лет.

Гипофиз

ФСГ раньше ЛГ. Они главная причина активации гонад. Задержка пубертации - низкая концентрация гонадотропов и гипогонадизм. У больных с задержкой развития - хроническая стимуляция секреции ГТ приводит к пубертатноподобной активации гонад и к оплодотворению, и наоборот при преждевременном созревании - блокада секреции ГТ – овариальная и тестикулярная стабилизация.

До пубертатного периода - относительный покой гипофиза. Стимуляция (приматы) в препубертат экзо или эндогенными гормогами вызывает быструю овуляцию и начало сперматогенеза.

Периферические эффекты половых гормонов.

Гормональная регуляция процессов размножения

Половое развитие самцов и самок завершается способностью образовывать гаметы, становлением всех вторичных половых признаков и готовностью организма к размножению.

Биология размножения имеет качественно отличный от всех остальных вид гомеостаза. Поскольку имеет дело не с отдельными особями.

Наименьшая репродуктивная единица включает мужскую и женскую особи, а также их потомство. Биология полового размножения отличается от биологии особи тем, что у каждого члена репродуктивной единицы регулируются функции комплиментарные функциям другого члена (членов). Эндокринная система размножения обеспечивает продолжения рода и гомеостатическое регулирование популяции - изменение численности при неблагоприятных условиях, изменение соотношения самцы и самки и др.

Определяющую роль в процессах размножении принимает ГГГ (рилизинги, ЛГ, ФСГ, стероиды), а также пролактин (ТРГ и ПИФ),окситоцин, мелатонин, ингибин, релаксин.

Кроме прямой регуляции собственно процессов размножения (включая половое поведение) почти для всех них показано влияние на неполовые формы поведения.

Время наступления половозрелости и угасание ее находится в прямой зависимости от продолжительности жизни (крыса -8 нед. - 18 мес., собака 1 год 12 лет, кролик-6 мес. 6 лет.

У самцов и самок наблюдается различный тип регуляции половой активности. Для самцов характерен ациклический характер деятельности ГГГ системы, для самок циклический. 

У самцов (кроме рыб и некоторых амфибий) секреция половых гормонов идет непрерывно, а вот гаметогенез только в брачный период.

Половая активность может изменяться и суточно и сезонно.

Сезонное повышение активности

                     Лето-весна (птицы, лошади, куньи, еноты)

                     Зима-осень (козы, овцы, олени, лисы, барсуки)

В общем виде – внешние факторы возбуждают ЦНС и, тормозя эпифиз через зрительную систему, стимулируют синтез ЛГ РФ и ФСГ РФ и тормозят ПИФ.

Соответственно усиливается синтез ЛГ и ФСГ и пролактина.

ЛГ и ФСГ стимулируют Э, Пр, А.

ФСГ у многих усиливает сперматогенез.

Пролактин повышает чувствительность гонад к действию гонадотропинов (увеличивая концентрацию рецепторов).

ЛГ повышает чувствительность периферических тканей к А. Э.

Повышение секреции ЛГ и ФСГ и пролактина, а затем А и Э включает сезонные половые циклы у самок, а у самцов активируют половую функцию в целом.

Что касается суточных ритмов, то здесь основную роль играет эпифиз.

(У самцов максимум тестостерона в предутренние часы во время парадоксального сна.)

Овариальные циклы.

Эструс является внешним и видимым проявлением невидимого внутреннего процесса – овуляции. Он представляет собой поведенческую реакцию самок, направленную на то, чтобы обеспечить ее оплодотворение в период овуляции.

В это время она становиться не только чрезвычайно привлекательной для самца (рецептивной), но и восприимчивой к его ухаживаниям и более того, сама активно его разыскивает (процептивность). Напр. Привязанный баран будет найден овцой в течке и подвергнется ее домогательствам.

У всех млекопитающих в момент овуляции наблюдается «эструсное» поведение, единственное исключение – человек. Тот факт, что половое поведение женщины в значительной мере перестало подчиняться действию гормонов, должно иметь колоссальное значение для эволюции.

Отсутствие Эструса с его внешними проявлениями обеспечивает менее стрессовый характер общественной жизни, чем это могло бы быть в противном случае. Нет повышенной рецептивности и процептивности (или очень слабо)

Поэтому, раз эструс у женщин отсутствует нельзя говорить об эстральных циклах у человека. Единственным внешним признаком наличия половых циклов (но не поведенческим) является менструация, в отличие от эструса это только физиологическое явление.

М изучали при пересадке эндометрия в глаз макаки. Сначала сужение извитых артериол у основания эндометрия, нарушение кровоснабжения, некроз эндометрия, повреждение эпителия кровеносных сосудов, далее артериолы расширяются, и наступает кровотечение. Местное высвобождение гистамина, брадикинина, простогландинов – расширение сосудов, усиление кровотечения. Такие извитые артериолы есть только у человека и приматов Старого Света.

Первые убедительные данные, о том, что овуляция имеет место между М, были получены в 30-е годы японцами при проведении лапароскопии у женщин.

Различия, существующие между М и Э циклами менее резки, когда изучают приматов Старого Света - шимпанзе, макаки. В лаборатории исследователи говорят о М при близком наблюдении, в природных условиях при наблюдении в бинокль, не может уловить наступление М, но наблюдают поведенческие признаки Э и анатомические изменения наружных половых органов. Для описания используют термины Э цикла.

Ановуляторные циклы бывают у женщин, шимпанзе и макак после менархе. В течение 1-2 –х лет после него не закончилось формирование механизма положительной обратной связи, через который в норме повышение секреции Э яичниками приводит к выбросу ЛГ.

 В результате в яичнике развивается фолликул, который секретирует Э, Э стимулирует развитие эндометрия, не может вызвать выброс ЛГ, без ЛГ нет овуляции. Фолликул подвергается атрезии и перестает секретировать Э.

 Отсутствие Э вызывает М. В результате, циклы более длительны и менее регулярны. У первобытного человека и приматов ановуляторные постпубертатные циклы могли иметь адаптивное значение, так как позволяли самке выбирать более подходящего самца методом проб и ошибок, что избавляло ее от генетической платы за совокупление с первым попавшимся самцом.

Иногда овуляция у животных происходит без признаков течки «тихая половая охота», «тихая овуляция». Овцы. Осенью первая овуляция без течки, так как чтобы Э вызвал полную течку необходимо предварительное воздействие Пр на матку. Эта тихая овуляция сигнал для баранов о приближении сезона спаривания.

Является ли М и Э циклы нормальной чертой процесса размножения? Рак молочных желез. Риск тем больше, чем раньше менархе и позже менопауза. Первая беременность – защитная функция. Чем раньше, тем больше ее защитное значение. Чаще у монахинь.

Классификации циклов.

1.Деление на проэструс, эструс, метэструс, диэструс анэструс. Удобна для лабораторных животных.

2. Спонтанная или рефлекторная.

Спонтанная – спаривание не обязательно для разрыва фолликула. Так у большинства. У некоторых видов со спонтанной овуляцией спаривание может ускорять ее появление. Предполагают, что и у женщин тоже самое. При отсутствии половой жизни циклы удлиняются.

Рефлекторная – спаривание приводит к выбросу гонадотропин рилизинг фактора, далее высвобождение ЛГ, под действием которого и происходит овуляция (верблюд, кролик, хорек, норка, кошка)

У лабораторных животных (крысы, хомячки) промежуточное положение. Овуляция может быть и без спаривания, но спаривание необходимо для развития желтого тела. (Иначе желтое тело функционирует в Д 2-3 дня и регрессирует).

Вероятно, спаривание приводит к высвобождению из гипофиза пролактин, необходимого для поддержания активности желтого тела.

3.По продолжительности жизни желтого тела.

У некоторых видов (кенгуру, собака) время существование желтого тела вне и во время беременности одинаковы.

У большинства (приматы, копытные, грызуны) при беременности желтое тело живет дольше, в связи с гормональной активностью плаценты. У человека до месяцев.

У мелких сумчатых наоборот желтое тело цикла живет много дольше, чем во время беременности.

У лабораторных животных выделяют три типа желтого тела: 1. ж.т. диэструса (без спаривания) короткоживущее, малоактивное, 2. ж.т. псевдобеременности активнее и живет подольше (после стерильного спаривания), 3.ж.т. беременности.

4. Сезонно моноэстральные (лиса, косуля) – течка 1 раз в год. Сезонно полиэтральные(лошади, овцы, макаки-резусы, благородный олень) – несколько течек за сезон. Полиэстральные (крысы, шимпанзе, коровы, свиньи)

Овуляция в определенное время суток. У человека предовулятоный выброс ЛГ утром, овуляция через 30 часов.

Самки. Основное содержание женских половых циклов по сути дела сводится к гормонзависимой ритмической сменой 2 альтернативных процессов, обеспечивающих оптимальные условия для размножения. У млекопитающих – три.

1. готовность организма самки к половому акту и оплодотворению

2. обеспечение развития оплодотворенной яйцеклетки (у млекопитающих – беременность), отрицающая как правило возможность дополнительного спаривания

3. У млекопитающих период лактации. Спаривание в большинстве случаев невозможно.

Циклический характер репродуктивных процессов у самок в значительной мере определяется половой дифференцировкой гипоталамуса по женскому типу.

В мужском мозге только тонический центр в аркуатном ядре. Он поддерживает базальный уровень гипофизарных гормонов, кот. обеспечивает развитие как половых клеток, так и эндокринные функции гонад. У самок есть еще и циклический в преоптической области. Их совместное действие и определяет циклический выброс гонадотропинов аденогипофизом. (У некоторых гомосексуалистов циклический включается при введении Э).

Гипоталамус определяет лишь потенциальную возможность циклических процессов. Реализация этой возможности осуществляется в результате волнообразного характера роста и созревания фолликулов и желтых тел в яичнике, в которых образуются Э, Пр и А, под регулирующим влиянием гипофиз гонадной системы.

Периодичность их продукции, зависящая от волнообразно меняющегося функционального состояния яичников, оказывают прямое влияние не только на половой тракт и гениталии самок, но и на функционирование гипоталамуса.

Самцы

Все организовано более просто. Зависимость функций семенников от гипофиза показано еще в 20-30 годы. Уменьшение размера семенников после гипофизэктомии (и семенные канальцы, где образуются сперматозоиды, и клетки Лейдига, где образуются стероиды). ФСГ действует на семенные канальцы.сперматогенез.

ЛГ (через 1-2 часа – быстро) на клетки Лейдига повышение уровня А и Э (особенно у лошади и свиньи).После кастрации уровни ЛГ и ФСГ повышаются. Для того, чтобы Т осуществлял торможение ЛГ, он должен ароматизироваться до Э либо на периферии, либо в гипоталамусе или гипофизе.

Э снижает амплитуду, но не частоту импульсного выделения ЛГ, а Т увеличивает амплитуду. Но снижает частоту. Э действует на гипофиз, а Т на гипоталамус. И Э и Т подавляют секрецию ФСГ. Ингибин снижает секрецию ФСГ. ГРФ – может выступать в качестве медиатора при регуляции полового поведения.