Как вырабатывается тестостерон у мужчин?

Андрогены — это стероидные гормоны, которые отвечают за мужское начало: рост и функционирование репродуктивной мужской системы, поддержание нормального уровня сперматозоидов и отличительные мужские особенности во внешности.

Секреция тестостерона и ее регуляция

Где вырабатывается тестостерон?

Основным источником тестостерона в организме являются яички. В этом органе вырабатывается непосредственно тестостерон (5-12 мг/сут.) и небольшое количество дегидроэпиандростерона (ДГА), андростендиона и эстрогены.

Хоть все ткани тестикул способны к выработке тестостерона, основным продуцентом являются клетки Лейдига. К выработке этого гормона также способны канальцевый эпителий яичка и надпочечники. Они вырабатывают ДГА, который путем цепочки реакций превращается в тестостерон. Но эта доля вносит очень маленький вклад в основной пул андрогенов (см. подробнее «Роль надпочечниковых андрогенов в мужском организме»).

Любой гормон, любой фермент и секрет синтезируется из определенного вещества, которое поступает к нам в организм с пищей. Основой тестостерона служит холестерин. Клетки Лейдига берут холестерин из крови в качестве ацетата или липопротеидов низкой плотности. Происходит определенная последовательность реакций с превращением веществ: холестерин → прегненолон → 17-гидроксипрегненолон → андростендиол. После прохождения химических реакций 2 молекулы андростендиола соединяются между собой и выходит конечный продукт → тестостерон.

Гипоталамо-гипофизарная система

Нормальное постоянное содержание гормона в крови контролируется гипоталамо-гипофизарной системой. Работает это по принципу обратной отрицательной связи. Гипоталамус вырабатывает гонадотропин-рилизинг гормон, который, в свою очередь, контролирует постоянную секрецию гипофизом гонадотропинов (фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны).

Лютеинизирующий гормон (ЛГ) контролирует созревание клеток Лейдига и дальнейшую выработку ими стероидных гормонов. То есть он играет главную роль в запуске синтеза тестостерона яичками. Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) следит за полным созреванием сперматогенного эпителия и усиливает сродство к ЛГ (путем увеличения количества рецепторов к ЛГ).

Принцип обратной связи заключается в том, что клетки яичек подают сигнал гипоталамусу о количестве выработанных гормонов. Оповещение осуществляется с помощью рецепторов, сродных к тестостерону на гипоталамусе. Если гормоны в нормальном количестве, то гипофиз продолжает вырабатывать такое же количество гонадотропинов, как и раньше. Если тестостерона больше чем нужно — в кровь поступает меньше последних, если меньше чем нужно — соответственно больше.

Циркадные ритмы тестостерона

Выработка тестостерона не происходит круглосуточно на одном уровне. Гормон имеет циркадные ритмы (см. рисунок 2). Он синтезируется круглосуточно в малых количествах. Наибольшие дозы выбрасываются в кровь с 6 до 8 утра, когда минимальную секрецию наблюдают в вечерние часы (с 20 до 22 часов вечера).

Рис. 2 — Циркадные и годичные ритмы тестостерона:
график 1 — циркадный ритм тестостерона в зависимости от времени суток;
график 2 — циркадный ритм тестостерона в зависимости от времени года.

Метаболизм тестостерона в организме мужчины

Формы (фракции) тестостерона

Поступивший в кровь тестостерон может быть в 2 состояниях:

1. Связанный;
2. Свободный.

Связывается тестостерон в крови с различными белками. Он может связаться с глобулином, связывающим половые стероиды (ГСПС), и с альбумином. Этот глобулин сроден со всеми половыми стероидами, поэтому его контакту подвержен не только тестостерон, но и эстрогены, эстрадиолы и другие половые гормоны. Связанный с ГСПС андроген составляет в количественном соотношении около 57%. Он уже не считается активным, а только циркулирует в крови.

Остальные 43% циркулирующего гормона обладают биологической активностью. 40% активного тестостерона связаны с альбумином, а 3% находятся в свободном не связанном виде. Связь с альбумином, в отличие от глобулина, очень слаба, и при любом воздействии она может ослабиться, и тестостерон оторвется от белка.

Роль ГСПГ в гормональном фоне

Содержание ГСПС контролируется многими факторами. Он может увеличиваться, и тогда активного гормона становится еще меньше. Увеличение ГСПГ может негативно сказаться на общем состоянии организма.

Концентрация ГСПС может увеличиться в крови при различных состояниях:

• прием глюкокортикоидов внутрь или парентерально;
• дефицит белка;
• гипотиреоз;
• ожирение.

Если концентрация ГСПС увеличится, то соотношение активного тестостерона к эстрогенам будет меньше. В таком случае главными станут эстрогены у мужчины, что негативно скажется на прямых функциях тестостерона.

Физиологически ГСПС увеличивается с возрастом. Перераспределение после 40 лет может привести к 2 противоположным состояниям:

1. Либо начнет преобладать эстроген, что на общем состоянии организма скажется гинекомастией, ожирением по женскому типу (откладывание жира на бедрах, ногах и животе), переменой настроения на более плаксивое.
2. Если организм пойдет по другому пути, то повышение концентрации ГСПС обеспечит нормальное содержание общего тестостерона в крови и длительное поддержание его уровня при снижении количественных показателей свободного тестостерона.

3 пути метаболизма тестостерона

Выделяют 3 пути метаболизма по отношению к биологически активному тестостерону:

1. Усиление биологической активности — после соединения с 5α-редуктазой, тестостерон превращается в более активную гормональную единицу — дигидротестостерон (это происходит в предстательной железе, коже, придатках яичка, семенных пузырьках);
2. Изменение биологической активности — под действием ароматазы гормон превращается в эстрадиол (это происходит в головном мозге, мышцах, жировой ткани, молочной железе);
3. Снижение биологической активности — при попадании тестостерона в печень, 5β-редуктаза превращает гормон в неактивный 5β-дигидротестостерон и его производные сульфаты и глюкурониды.

Рис. 3 — Изменение активности тестостерона в результате метаболических превращений (в скобках указана андрогенная активность каждого из стероидов; активность тестостерона принята за 100).

Период полувыведения гормона

Циркуляция гормона непродолжительна, и период полувыведения происходит в 2 этапа.

• 1 этап — протекает за 20 минут. За это время утилизируется из крови почти все количество активного тестостерона. Он поглощается тканями, метаболизм которых осуществляется с помощью полового стероида.
• 2 этап — длится до 3 часов. Большое количество гормона поглощается жировой тканью, где расположено своеобразное депо половых гормонов. Оставшееся количество гормона в крови утилизируется различными метаболитами через почки и печень.

Практически половина секретируемого тестостерона выводится с мочой метаболитами: андростерон, этиохоланолон. Эти метаболиты представляют отдельную группу 17-кетостероидов. Также тестостерон выводится в виде инактивированного тестостерона — глюкуронида.

Эффекты тестостерона

Не зря тестостерон называют «гормон королей — король гормонов». Ведь он контролирует почти все функции в мужском организме. Гормон может это делать прямо — непосредственно проникая в клеточное ядро, или опосредованно — контролируя работу других гормонов.

Тестостерон в мужском организме выполняет основные классические функции:

• Андрогенная функция — тестостерон обеспечивает проявление вторичных половых признаков мужчины. Благодаря высокому содержанию тестостерона, преобладающим над эстрогенами происходит рост волос по мужскому типу (оволосение на лице, груди, ягодицах и половых органах). Обеспечивается рост и развитие мужских половых гонад и наружных половых органов, телосложение по мужскому типу (распределение жировой ткани). Залысины и облысение также контролирует тестостерон. Интересно, что жировые отложения тоже контролируются тестостероном. Если у женщин ожирение поверхностное, за счет подкожной жировой клетчатки, то у мужчин жир откладывается в паренхиматозных органах и на большом сальнике.
• Анаболическая функция — половой стероид обеспечивает рост мышечных волокон, необходимую плотность костной ткани, берет участие в продуцировании необходимых органоспецифических белков в почках, печени, потовых и сальных железах.
• Антигонадотропная функция — высокое содержание тестостерона угнетает гонадотропины. Выполняются общие принципы неявной обратной связи между гонадами и гипоталамо-гипофизарной системой.
• Репродуктивная функция — без необходимого количества тестостерона образование сперматозоидов невозможно. Гормон является «двигательным рычагом» сперматогенеза. Также он обеспечивает эректильную функцию и половое влечение.
• Психофизиологическая функция — благодаря мужскому половому стероиду формируется стереотипное поведение, некоторые черты характера. Именно тестостерон обеспечивает нужное либидо, повышенную агрессию в поведении, желание бороться, затухание чувства страха. Гормон обладает психостимулирующим эффектом.
• Кроветворная функция — опосредованно влияет на гемопоэз. Тестостерон может воздействовать на эритропоэз в красном костном мозге, усиливая его. Также имеет влияние на выработку эритропоэтина в почках. Отношение эритропоэтина к тестостерону работает по принципу прямой положительной связи — чем больше тестостерона, тем больше вырабатывается эритропоэтин.

Источник:

И.И. Дедов, С. Ю. Калинченко, «Возрастной андрогенный дефицит у мужчин», Москва, 2006.