Благодаря связыванию со стероидсвязывающим глобулином (ССГ) в семенниках создается более высокая концентрация тестостерона, чем в периферической крови, где около 97 – 98 % андрогенов также связаны с ССГ, вследствие чего они становятся биологически неактивными. В крови ДГТ также связывается главным образом с глобулином. Биологически активным является свободный (не связанный с ССГ) тестостерон, способный проникать в интерстициальную и внутриклеточную среду. Только в таком виде он способен связываться рецепторами тканей-мишеней и оказывать биологическое действие. ССГ обладает бóльшим сродством к тестостерону, чем к эстрогенам.
В препубертатном периоде концентрация глобулина, связывающая половые гормоны, одинакова у мальчиков и у девочек. В период полового созревания у лиц мужского пола его уровень значительно снижен. В крови женщин концентрация этого глобулина в два раза выше, чем в крови мужчин. Известно, что концентрация Т в крови мужчин в 20 раз выше по сравнению с его уровнем у женщин.
Однако уровень свободного Т у мужчин выше в 40 раз. У молодых мужчин и подростков скорость образования Т составляет 6 – 7 мг/сут, концентрация в крови – 8,5 – 27 нмоль/л.
ССГ образуется в печени и имеет молекулярную массу около 100 КД. При циррозе печени, гипертиреозе, гиперэстрогенемии и гипогонадизме у мужчин уровень глобулина, связывающего половые гормоны, в сыворотке крови повышен. Андрогены, глюкокортикоиды, состояния, связанные с потерей белка, гипотиреоз и ожирение понижают концентрацию ССГ в плазме. Если концентрация ССГ снижается, отношение свободного Т к свободному Е2 увеличивается, хотя при этом имеет место абсолютное повышение концентрации обоих гормонов. Если концентрация ССГ увеличивается, отношение свободного Т к свободному Е2 уменьшается. Таким образом, результатом увеличения содержания ССГ является усиление эффектов эстрогенов. С возрастом происходит повышение секреции ССГ, что может приводить, с одной стороны, к усилению эффекта эстрогенов (в клинической картине проявляется гинекомастией и перераспределением жировой ткани по женскому типу), а с другой стороны, к поддержанию уровня общего Т в пределах нормальных показателей при снижении свободного Т. Следовательно, для оценки содержания свободного Т необходимо определение ССГ. Факторы, влияющие на содержание ССГ, представлены в табл. 2.3.
Альбумин связывает андрогены слабее, чем эстрогены. У здорового человека в свободном состоянии находится примерно 2 % Т. Связь Т с альбумином достаточно слабая, благодаря чему Т может высвобождаться, поэтому биологически активными считают свободныйТиТ,связанный с альбумином.
Таблица 2.3
Факторы, влияющие на концентрацию в плазме крови ССГ (по: Маршалл В. Дж., 2000)
Продолжительность циркуляции половых гормонов в крови невелика и носит двухфазный характер. Период полувыведения на первом этапе составляет 5 – 20 мин, а затем замедляется до 2,5 – 3 ч. Значительное снижение концентрации половых гормонов в крови происходит за счет поглощения тканями, где происходит их интенсивный метаболизм. Большое количество гормонов диффундирует из крови в жировую ткань, которая служит своего рода депо для половых гормонов.
Метаболическим превращениям подвергается как свободный, так и связанный с альбумином (но не с ССГ) тестостерон. Разрушение тестостерона под влиянием 17â-дегидрогеназы происходит в основном в печени, где его метаболиты связываются с глюкуроновой и серной кислотами и экскретируются с мочой в виде 17-кетостероидов (17-КС), которые представлены андростероном, этиохоланолоном, дегидроандростероном и эпиандростероном.
Уровень этих 17-КС в моче не позволяет судить о продукции тестостерона, поскольку аналогичным метаболическим превращениям подвергаются и слабые андрогены надпочечников. Следовательно, определение 17-КС нельзя использовать для оценки содержания тестостерона. Другим экскретируемым метаболитом тестостерона является его глюкуронид, уровень которого в моче здорового человека хорошо коррелирует с продукцией тестостерона. Метаболизм тестостерона во многом зависит от функции печени, поскольку основные метаболические превращения происходят в гепатоцитах. При нарушении функции печени андрогенные препараты (производные тестостерона) не подвергаются полному превращению в неактивные соединения, а преобразуются в эстрогены. Поскольку эндогенный тестостерон также подвергается превращению в эстрогены в любых состояниях, сопровождающихся функциональной печеночной недостаточностью, возможно появления гинекомастии.
В клетках большинства андрогенчувствительных тканей тестостерон может превращаться в более или менее активные метаболиты, и тем самым локально создается необходимая концентрация гормона с особыми свойствами. Так, под влиянием фермента 5α-редуктазы в семенниках, половых органах и коже тестостерон превращается в 2 – 3 раза более активный метаболит 5α-ДГТ; в семенниках, жировой ткани и печени при участии фермента ароматазы из тестостерона образуется Е2, а под влиянием 5β-редуктазы образуются 5β-дигидротестостерон и этиохоланолон, не обладающие андрогенным эффектом, но стимулирующие эритропоэз.
Таким образом, можно выделить три основных пути метаболизма Т в организме.
1. Усиление биологической активности – превращение тестостерона в более активный метаболит 5α-ДГТ под действием 5α-редуктазы (в органах репродуктивной системы – предстательная железа, придаток яичка, семенные пузырьки, кожа).
2. Изменение биологической активности – превращение тестостерона под действием ароматазы в эстрадиол (молочная железа, головной мозг, мышечная ткань, жировая ткань).
3. Ослабление биологической активности – превращение тестостерона под действием 5β-редуктазы в 5β-ДГТ и этиохоланолон, а также образование неактивных сульфатов и глюкуронидов в печени. Тестостерон, как основной мужской половой гормон, играет жизненно важную роль в поддержании многих функций мужского организма, поскольку оказывает биологическое действие практически на все органы и ткани. В табл. 2.4 представлены основные эффекты тестостерона, его основного метаболита и эстрадиола. Необходимо отметить, что физиологические эффекты тестостерона – это результат сочетанного действия самого тестостерона и его андрогенных и эстрогенных метаболитов. Таким образом, тестостерон оказывает как прямое действие на органы-мишени, так и опосредованное – через активные метаболиты, которыми являются ДГТ и эстрогены.
Таблица 2.4
Основные эффекты тестостерона, эстрадиола и ДГТ в организме мужчины и подростка
Физиологическая роль тестостерона во внутриутробном периоде заключается в регуляции развития половых протоков и индукции дифференцировки первичных половых клеток в сперматогонии. Кроме того, тестостерон необходим для половой дифференцировки мозга. В постнатальном периоде тестостерон стимулирует развитие вторичных половых признаков, сперматогенез, рост мышечной и костной ткани, функцию сальных и потовых желез, перераспределение жировой клетчатки, во многом определяет половое поведение. ДГТ стимулирует внутриутробный рост и дифференцировку семенников, наружных половых органов, а в пубертатном возрасте – рост семенников, наружных и внутренних половых органов, развитие и сохранение вторичных и третичных половых признаков, сперматогенез.
Физиологическая роль Е2 заключается в подавлении секреции гонадотропин-релизинг гормона (ГнРГ) в гипоталамусе (отрицательная обратная связь); в семенниках Е2 принимает участие в регуляции сперматогенеза.
Регуляция эндокринной функции яичек осуществляется гипоталамо-гипофизарной системой (рис. 2.11).
ГнРГ синтезируется и секретируется в нейронах аркуатных ядер гипоталамуса. Эти нейроны формируются за пределами гипоталамуса в области назальной пластинки вместе с обонятельными нейронами и в процессе эмбриогенеза мигрируют сначала в передние отделы мозга, где формируются обонятельные луковицы, а затем достигают места их окончательной локализации – аркуатных ядер. Нейроны секретируют ГнРГ под стимулирующим влиянием дофамина; серотонин, выделяемый эпифизом, тормозит продукцию ГнРГ.
У мужчин функционирует постоянный тонический центр секреции ГнРГ, у женщин – циклический. Многочисленные биологически активные вещества ЦНС (нейропептиды, опиаты, моноамины, половые гормоны) могут менять амплитуду импульсов, но не их частоту.
ГнРГ стимулирует продукцию гонадотропных гормонов гипофиза – ЛГ и ФСГ. ЛГ, ФСГ, а также ТТГ и плацентарный хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) являются гликопротеидами, состоящими из общих для всех α-субъединиц и специфичеких â-субъединиц. Кроме того, ХГЧ и ЛГ имеют высокогомологичные â-субъединицы, что позволяет использовать для лечения больных более дешевые препараты ХГЧ. В первом триместре беременности секреция Т и АМГ осуществляется автономно, со второго триместра – под влиянием ХГЧ плаценты. В 13 недель начинается синтез ЛГ и ФСГ гипофизом и созревание нейросекреторных ГнРГ-секретирующих нейронов, а к третьему триместру беременности биосинтез и секрецию половых гормонов контролируют и плацентарный ХГЧ, и гонадотропные гормоны гипофиза. При этом концентрация Т в крови плода к 20-й неделе внутриутробного развития сопоставима с его уровнем у взрослых мужчин и постепенно уменьшается к концу беременности.