Современный взгляд на причины нарушения репродуктивной системы у спортсменок

Аннотация. В данной обзорной статье предпринимается попытка раскрыть основные причины нарушения репродуктивной системы спортсменок, такие как стрессовое воздействие тренировок, гиперандрогения, повышенный кортизол, низкая масса тела, недостаточное питание. Анализируются слабые стороны данных концепций.

     Введение. В медицинской литературе существуют тревожные результаты исследований о высокой частоте нарушений в детородной функции спортсменок (С.А. Левенец, 1980, В.В. Сологуб,1980, В.В. Абрамов,1992, Т.С. Соболева,1997). С учетом данного аспекта женскому спорту предьявлены серьезные обвинения, причем со стороны не только спортивных врачей, но и популярной печати. Однако в настоящее время толкования полученных медицинских результатов противоречивы и до сих пор не дали однозначных ответов на вопрос о причинах столь высокой репродуктивной патологии у спортсменок [4]. Общепризнанные механизмы развития гинекологической патологии, такие, как высокий уровень андрогенов яичникового или надпочечного генеза, либо сбой цирхорального выброса нейрогормонов гипоталамусом и соответствующий сбой контроля гипоталамуса за функцией гипофиза, по данным медицинской и специальной литературы, в спортивной практике, в профессиональной деятельности и в быту по настоящее время не имеют однозначной интерпретации и отличаются противоречивостью [5]. В связи с этим выяснение причин и особенностей нарушений репродуктивной системы женщин-спортсменок является актуальной проблемой на сегодняшний день.

     Нарушения в репродуктивной функции могут быть связаны с повреждением различных уровней системы гипоталамус-гипофиз-яичники от ЦНС и гипоталамо-гипофизарных центров до яичников и органов-мишеней [7]. На сегодняшний день одной из основных причин нарушения репродуктивной системы считается изменение деятельности надпочечников под воздействием физических нагрузок [4, 5, 6, 9]. Солодков А.С. и Сологуб Е.Б отмечают, что большие нагрузки вызывают увеличение выброса надпочечниками андрогенов. Это тормозит гонадотропную функцию гипофиза и в результате нарушается функция яичников [9].

     Проблема гиперандрогении у спортсменок является очень важной в женском спорте. Вопрос о ее причинах и появлении различных признаков, в первую очередь мужского соматотипа, до сих пор дискутируется. Считается, что маскулинизация - одна из самых частых патологий репродуктивной системы у спортсменок и причина этому - постнагрузочная гиперандрогения. По данным акушер-гинекологов А.С. Гаспарова (1985), Е.А. Ляшко (1984), А.Т. Раисовой (1990) в фертильном возрасте (весь период деторождения) гиперандрогения является главной причиной патoлогии беременности и родов: бесплодие, угроза выкидышей и прерывание в поздних сроках, токсикозы второй половины (нефропатия, эклампсия) [4]. Избыток аденокортикотропного гормона (АКТГ) и андрогенов угнетает гонадотропную функцию гипофиза, уменьшает выработку фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и лютеинизирущего гормона (ЛГ). В результате снижается функция яичников, если они уже функционировали, проявляющаяся в отсутствии (аменорея) или нарушении цикла (дисменорея, олигоменорея) менструации, или происходит задержка полового созревания (если яичники еще не начали функционировать), что выражается в отсутствии вторичных половых признаков (Адамская Е.И.,1981, Розен В.Б.,1981, Anderson J.N.,1975, Cramer O.M.,1979) [2].

     Однако, известные спортивные эндокринологи А.А. Виру и П.А. Кырге (1983) констатируют, что постнагрузочная гиперандрогения длится всего 2-3 часа. Отсюда ставится под сомнение (при кратковременности гиперандрогении) возможность формирования таких стойких морфологических изменений, как распространенный у спортсменок мужской соматотип. Кроме того, важен факт, на который указывают другие эндокринологи (В.Б. Розен,1991). Они свидетельствуют, что пренатально для маскулинизации полового центра у мальчиков необходима высокая (равная взрослым мужчинам!) концентрация тестостерона и длительный контакт(несколько недель!) организма с такой концентрацией андрогенов. Проводя аналогию, Соболева Т.С. ставит под сомнение возможность формирования стойких признаков маскулинизации у женщины, как морфологических (мужской соматотип), так и функциональных (задержка полового созревания, нарушение менструальной функции, бесплодие). С ее точки зрения, при условиях кратковременности постнагрузочной гиперандрогении их формирование сводится к нулю. Нет ни высоких доз андрогенов, ни длительного контакта с ними.

     По мнению Т.С. Соболевой, Н.А. Калининой (2004) значительная частота признаков маскулинизации у спортсменок - результат не постнагрузочной гиперандрогении (как считает большинство), а длительного селективного отбора женщин мужского соматотипа, которые встречаются в популяции нетренированных женщин. Основную же причину маскулинизации спортсменок Т.С. Соболева видит в широко распространенном в популяции заболевании - адреногенитальном синдроме (АГС). Оно характеризуется блокированием синтеза кортизола в надпочечниках, в результате чего резко повышается ненарушенный синтез андрогенов. Его распространенность очень высока:1 больной на 500 человек здоровых (Е.С. Ляшко,1984). Частота гетерозиготного носительства еще значительнее - 1:35. Причем подчеркивается высокая распространенность “неклассических”, ”стертых”, ”мягких” форм данного заболевания. В популяции не занимающихся спортом девушек и женщин его прогрессирование обычно начинается после первой менструации (менархе) или в детородном возрасте при воздействии какого-либо фактора, служащего запускающим толчком патологического механизма гиперандрогении (половое развитие, беременность и роды или любой стресс). Это неизбежно вовлекает в процесс гипофиз и гипоталамус с последующим вовлечением коры надпочечников. Для спорсменок во всех возрастах таким толчком является физическая нагрузка. Стимул надпочечников ведет к вышеприведенному механизму гиперандрогении (через дефицит кортизола), которая и является причиной маскулинизации спортсменок. Такие данные получили С.А. Левенец и соавт.(1985), констатируя у спортсменок с задержкой полового развития уменьшение кортизола и эстрогенов на фоне повышения андрогенов,у которых преобладала фракция с большой активностью [8].

     Последние достижения нейроэндокринологии стресса (J. Anton et al.,1987, D.C. Gummihg et al.,1987, R.S. Gaillard, 1987) указывают на наличие еще одного механизма возникновения гиперандрогении - центрального. Так, стресс освобождает кортикотропин-рилизинг-фактор (вещество, воздействующее на гипофиз, который стимулирует функцию надпочечников). Данная”цепочка” приводит к стимуляции выработки прогормона - проопиомеланокортина. Проопиомеланокортин (ПОМК) - прогормон, дающий начало множеству нейроактивных пептидов, таких как адренокортикотропный гормон (АКТГ) - основной регулятор секреции глюкокортикоидов и андрогенов, а также эндорфин [8]. Известно, что повышение уровня опиоидных гормонов вызывает увеличение выброса пролактина, т.е. гиперпролактинемию [5] и повышенный пролактин может являться патологической основой гиперандрогении.

     H.Seley (1950) ведущую роль в ответной реакции на стрессор отводил глюкокортикоидам (кортизолу), а не андрогенам (тестостерону), т.к. при любом стрессе именно надпочечники играют главную роль в адаптации организма к стрессовой ситуации (холод, голод, боль, травма или физическая нагрузка) [8]. Более того, еще в пионерских экспериментах H. Seley (1939) показал, что внезапное принуждение крыс к интенсивному бегу на протяжении продолжительного времени приводит к анэструсу и атрофии яичников. Другие исследователи вызывали анэструс у крыс, вынуждая их к плаванию (Asahina et al.,1959, Axelson, 1987), бегу (Chatterton et al.,1990) [11]. Повышение уровня кортизола в этих исследованиях интерпретировали как признак стресса, негативно влияющего на репродуктивную функцию и снижающего пульсирующий ритм ЛГ. Тем не менее, в экспериментах на животных вызывали чрезвычайную активацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, что сопровождалось повышением кортизола в несколько сотен раз. Для сравнения, у спортсменок с аменореей (Loucks et al., 1989; Laughlin, Yen, 1996) и пациенток с гипоталамической аменореей (Berga et al., 1989) уровень кортизола повышен только на 20-40%. Таким образом, рассуждения о воздействии таких незначительных изменений уровня кортизола на работу гипоталамуса носит исключительно предположительный характер.

     В исследовании S. J. Judd  и соавт. (1995) у пациенток с нервной анорексией после лечения антагонистом кортикотропин-рилизинг-гормона алпразоламом было отмечено понижение кортизола на 24%, повышение частоты пульсации ЛГ на 35% и амплитуды пульсации ЛГ на 85%. Данное исследование также не доказывает роль стресса, как основного фактора в активизации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, как это предполагали исследователи. Повышенный кортизол мог быть следствием пониженного уровня доступной энергии и глюкозы крови.

     Следует особо отметить, что потребление глюкозы во время выполнения физических упражнений в лабораторных условиях предотвращает повышения уровня кортизола в ответ на физическую нагрузку как у крыс (Slentz et al., 1990), так и у человека (Tabata et al., 1991). Эти данные позднее были подтверждены исследованиями в естественных условиях, где повышение уровня кортизола в ответ на требующую усилий продолжительную ходьбу по пересеченной местности предотвращалось потреблением большого количества пищи (Ainslie et al., 2003).

     В целом, физиологический механизм торможения гипоталамо-гипофизарной системы, с участием опиоидных пептидов или по механизму отрицательной обратной связи кортизола, по-прежнему носит спекулятивный характер [12].

     Причиной развития спортивной аменореи считают также небольшую массу тела и незначительное содержание жира в организме [10]. В ряде работ показано, что снижение веса и процента жировой ткани ниже определенных значений ассоциируется с такими нарушениями, как гипогонадотропная недостаточность яичников, различные менструальные дисфункции, бесплодие и невынашивание беременности (De Souze M. J., 2003, Frisch R. E., 1980, 1990, Zacharias L., 1969) [3]. Любое уменьшение содержания жировой ткани влияет на хранение и метаболизм эстрогенов. Значительная часть эстрогенов продуцируется путем периферической ароматизации андрогенов в желтом теле, в жировых клетках, корой надпочечников, печени, коже и других тканях, где обнаружена повышенная ароматазная активность [1]. Иными словами, жир – важный источник эстрогенов, необходимых для нормальной менструальной функции [10].

     Frisch R.E. (1974, 1990) отмечал, что у женщин и девочек процентное содержание жира имеет положительную корреляцию с овуляторной цикличностью, и менархе наступает только по достижению определенного уровня жировых отложений. Подтверждением данному заявлению является тот факт, что очень худощавые женщины демонстрируют высокую распространенность аменореи. Это послужило основанием для установления причинно-следственной связи между этими двумя переменными, и было сделано заключение о необходимости наличия определенного критического количества содержания жира в организме для поддержания цикличности овуляторных циклов.

     Но несмотря на то, что в ранних работах сообщалось о взаимосвязи менархе и аменореи с составом тела (Frisch, McArthur, 1974), в дальнейших исследованиях не только не удалось подтвердить эти результаты (например, Laughlin, Yen, 1996), но и обнаружить соответствующую временную взаимосвязь между изменениями состава тела и менструальной функцией (Scott, 1982; Loucks, 1985; Sinning, 1987; Bronson, 1991).

     Недавние исследования показывают, что причина кроется скорее в недостаточности питания, не компенсирующего расходы энергии, а не в стрессовых нагрузках (Loucks, Verdun, 1998). На данный момент в литературе существует мнение, которое берет свое начало в концепции пищевого поведения. Функция поглощения пищи очень чувствительна к краткосрочным изменениям в доступности питательных веществ и степени их окисления. Использование в экспериментах фармакологических ингибиторов окисления глюкозы (2-диоксиглюкоза, 2DG) и жирных кислот (метилмеркаптоацетат) вызывает быстрое увеличение потребления пищи у мышей, что не может быть связано с какими-либо значимыми изменениями в составе тела, вследствие слишком короткого отрезка времени. Введение 2DG в четвертый желудочек мозга вызывает быстрое снижение содержания ЛГ в крови овец и мышей (Murahashi, 1996; Nagatani, 1996; Ohkura, 2000) [13].

     Недостаточное питание нарушает ритм овуляции, подавляя гипоталамическую секрецию гонадотропин-рилизинг-гормона (Гн-РГ) (Bronson, 1989; Berriman, 1992; I’Anson, 1997), что в свою очередь замедляет ритмичное выделение лютеинизирующего гормона и в конечном счете угнетает преовуляторный выброс ЛГ. Хотя и хроническое недоедание и чрезмерный расход калорий влияют на репродуктивную функцию – ни абсолютное количество потребляемой пищи, ни количество затрачиваемой энергии, как таковой, не имеют первостепенного значения. Скорее необходим баланс между потреблением и расходом энергии [13].

     Более того, в случае прекращения роста и полового созревания молодых животных, обусловленного ограничением рациона питания, нормальный пульсирующий характер секреции ЛГ восстанавливался всего через несколько часов после полноценного питания до насыщения, задолго до каких-либо изменений массы или состава тела (Bronson, 1986). Дополнительным подтверждением того, что состав тела не имеет решающей роли в механизме возникновения нарушения менструального цикла, стали данные исследования женщин, страдающих сильным ожирением (масса тела – 130 кг, ИМТ – 47) (Di Carlo et al., 1999). Уменьшение объема их желудка путем хирургической операции привело к ограничению количества потребляемой ими пищи, к стремительному снижению массы тела и возникновению аменореи, хотя масса тела этих пациенток по-прежнему оставалась избыточной (масса тела – 97 кг, ИМТ – 35). Таким образом, в гипотезе состава тела корреляционная связь принимается за причинную, поскольку у спортсменок как пониженное содержание жировой ткани в составе тела, так и нарушения менструального цикла являются последствиями недостаточного энергопотребления [11].

     Обширные лабораторные исследования показали, что активность нейронов, вырабатывающих Гн-РГ, и пульсирующий характер секреции регулируются доступностью глюкозы в мозге с помощью двух независимых механизмов, включающих блуждающий нерв и самое заднее поле (area posterma) (Knobil, 1990; Minami et al., 1995; Levin et al., 1999; Muroya et al., 1999; Wade, Jones, 2003) [11]. Посредством блуждающего нерва информацию в мозг о наличии глюкозы в крови могут посылать такие периферические детекторы энергетического статуса, как печень (Friedman, 1998), рецепторы желудка, реагирующие на растяжение (Phillips, 1998). Но наибольший интерес в настоящее время вызывает нейтральный детектор с синаптической проекцией в передний мозг – это область четвертого желудочка заднего мозга, а именно, самое заднее поле (area posterma). Эта область имеет проницаемый гематоэнцефалический барьер и, таким образом, находится в идеальном положении для контроля химического состава крови и спинномозговой жидкости (Ritter, 1990). Метаболическая информация передается из заднего мозга в передний посредством проекций, содержащих норадреналин (НА) (Cunningham E.T., 1998), адреналин (Tucker D.C., 1987) или комбинацию одного из этих нейромедиаторов с нейропептидом Y (НПY) (Chronwall B.M., 1985). Отрицательный энергетический баланс увеличивает высвобождение нейропептида  и НА в переднем мозге (Adam C.L., 1997, Kalra S.P., 1991, Morris M.J., 2004). Эти нейромедиаторы могут передавать информацию о пищевом статусе в нейроны, секретирующие Гн-РГ как прямо, через синапсы, так и косвенно, посредством кортикотропин-рилизинг-гормона (КРГ). Нейроны КРГ переднего мозга получают нейропептид Y и катехоламинергические импульсы из заднего мозга (Sahu A., 1998), и введение НПY или катехоламинов увеличивает выброс КРГ (Plotsky, 1987). Кроме того, терминали КРГ располагаются на нейронах Гн-РГ (MacLusky N.J., 1988) и КРГ является мощным ингибитором высвобождения Гн-РГ (Petraglia F., 1987). Это дает основание предполагать, что повышение нейропептида Y и НА, вызванное недостаточностью питания, снижает ритмичный выброс ЛГ за счет отрицательного влияния КРГ на секрецию Гн-РГ, что подтверждается исследованиями Tsukamuura H. (1994), Maeda K.I. (1994), Tsukahara S. (1999) [13].

     Суммируя все выше сказанное, детекторы энергетического статуса лежат в области заднего мозга и передают информацию в передний мозг через НПY/катехоламинергические проекции, которые могут подавлять секрецию ЛГ непосредственно через синапсы нейронов Гн-РГ, либо косвенно, через КРГ проекции.

Выводы:

1.      Причины высокой частоты гиперандрогенной патологии у спортсменок и связанные с этим нарушения МЦ обусловлены жестким отбором девочек, а основная причина их маскулинизации – широко распространенное заболевание адреногенитальный синдром.

2.      Повышение уровней кортизола и эндорфина, как показателей стресса, может быть вызвано снижением уровня глюкозы, а не нагрузкой, как таковой.

3.      Критические значения веса и жировой ткани достаточно индивидуальные показатели. Развитие различных менструальных дисфункций зависит скорее от скорости снижения процентного содержания жира, нежели от его общего количества.

4.      Основной причиной нарушения функции репродуктивной системы при занятиях спортом является невосполнение энергии, затраченной на физическую активность, т.к недостаточная энергетическая ценность рациона питания ограничивает выделение гонадотропин-релизинг-гормона гипоталамусом и таким образом блокирует секрецию ЛГ гипофизом.

5.      Интенсивные физические тренировки не приводят к существенным нарушениям репродуктивной функции у здоровых спортсменок. Этот вывод неправомерен в ситуациях, когда физические тренировки сочетаются с недостаточной энергетической ценностью рациона питания, не покрывающей затраты на физическую активность, сопутствующими заболеваниями, высоким риском развития наследственных заболеваний репродуктивной системы. Чрезмерным психологическим стрессом и лекарственными или гормональными препаратами.

      Литература:

1.      Биохимия : учебник / под ред. Е.С. Северина. – 5-е изд., испр. и доп. – М. : ГЭОТАР – Медиа, 2014. – 768 с.

2.      Горулев П.С. Женская тяжелая атлетика : Проблемы и перспективы : учеб. Пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. 032101 (022300) : доп. Гос. ком. РФ по физ. культуре и спорту / П.С. Горулев, Э.Р. Румянцева. – М.: Сов. спорт, 2006. – 162 с.: табл.

3.      Зырянова Е.А. Особенности построения рационального питания женщин-спортсменок : (энергетическое голодание как причина нарушений женской репродуктивной системы при физических нагрузках) / Е.А. Зырянова, А.В Смоленский, И.А. Григорянц // Теория и практика физ. культуры. – 2007. – N8. – С. 66-68.

4.      Коцан И.Я. Психофизиологические аспекты полового диморфизма в спорте = Psychological and biological aspects sexual dimorphism in sports // Физическое воспитание студентов творческих специальностей / ХГАДИ (ХХПИ). – Харьков, 2002. – N2. – С. 27-35.

5.      Панков Г.А. Влияние скоростно-силовых нагрузок на физическое здоровье женщины / Г.А. Панков // Адаптивная физическая культура. – 2007. – N3 (31). – С. 26-30.

6.      Румянцева Э.Р. Взаимосвязи между гормональной и иммунной системой при долговременной адаптации организма женщин к скоростно-силовым воздействиям в тяжелой атлетике (системно-синергетический и функциональный подход): Автореф. докт. дис. / Э.Р. Румянцева. – Челябинск, 2005. – 50 с.

7.      Серов В.Н. Гинекологическая эндокринология / В.Н. Серов, В.Н. Прилепская, Т.В. Овсянникова. М.: Медпресс-информ, 2004. – 532 с.

8.      Соболева Т.С. О проблемах женского спорта / Т.С. Соболева // Теория и практика физ. культуры. – 1999. – N6. – С. 56-63.

9.      Солодков А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная : Учебник для вузов физ. культуры / А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб. – М.: Терра-спорт: Олимпия пресс, 2001. – 519 с.: ил.

10. Уилмор Д. Физиология спорта : пер. с англ. / Д. Уилмор, Д. Костилл. – Киев: Олимп. лит., 2001. – 503 с.

11. Эндокринная система, спорт и двигательная активность / ред. У.Дж. Кремер, А.Д. Рогол;  пер. с англ. И. Андреев. – К. : Олимпийская литература, 2008. – 600 с.

12. Loucks A.B. Low energy availability, not stress of exercise, alters LH pulsatility in exercising women / A.B. Loucks, M. Verdun, E.M. Heath // Journal of Applied Physiology. – 1998. – N1. – Р. 37-46.

13. Wade G.N. Neuroendocrinology of nutritional infertility / G.N. Wade, J.E. Jonees // American Journal of Physiology – Regulatory,  Integrative and Comparitive Physiology. – 2004. – N6. P. 277-296.