Репродуктивные гормоны

Эстрадиол и прогестерон. Эстрадиол (Ej) и прогестерон (Р4) секретируются яичниками под влиянием изменений уровня фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и лютеинизирующего гормона (ЛГ), которые вырабатываются передней долей гипофиза. Уровень Е2 и Р4 остается неизменным при кратковременном (Bcidlcman et al., 1999; Reeves et al., 2001; Rock et al., 2001; Takase et al., 2002) и продолжительном (Reeves et al., 2001; Rock et al., 2001) пребывании в горных условиях, если только количественная оценка гормонов производится в одной и той же фазе менструального цикла. Как и в случае выполнения физических упражнений на уровне моря, физические нагрузки в горах приводят к повышению уровня Е2 и Р4 на 10—50 %, и степень наблюдаемых изменений зависит от интенсивности физических упражнений (Bcidlcman et al., 1999).

Тестостерон. Секреция тестостерона происходит и семенниках под влиянием изменений уровня ФСГ и ЛГ. В большинстве (Vaemcs et al., 1984; Sawhney et al., 1985; Friedl ct al., 1988), но не во всех (Vandcr et al., 1978), опубликованных работ сообщается о снижении уровня тестостерона при кратковременном и продолжительном пребывании в горных условиях. Подобным образом в большинстве исследований сообщается о снижении уровня ЛГ и ФСГ при кратком и длительном пребывании в горах (Humpclcr et al., 1980; Sawhney ct al., 1985; Fried et al., 1988). Причины такого уменьшения концентрации тестостерона неизвестны возможно, оно обусловлено прямым воздействием гипоксии на ткани семенников или отражает последствия снижения уровня ЛГ и ФСГ и повышения уровня Е. (Sawhney et al., 1985; Friedl ct al., 1988).

Интеграция физиологических функций и нейрогуморального ответа организма в горных условиях

Интегрированный ответ организма на физическую нагрузку и адаптационные реакции на горные условия имеют достаточно сложный характер. Для некоторых гормонов сразу же после подъема в горы наблюдается быстрое повышение концентрации в плазме крови (например, для эритропоэтина, адреналина, кортизола, трийодтиропина, тироксина), которое сопровождается снижением практически до значений, характерных для уровня моря, при увеличении длительности пребывания в горах. Концентрация других гормонов прогрессивно снижается (альдостерон, ренин, соматотропный гормон), не изменяется (антидиуретический гормон, инсулин, глюкагон) или медленно, но неуклонно повышается (норадреналин) с увеличением срока пребывания на высоте. Независимо от сложности реакции организма, важно понимать, каким образом нейрогуморальный ответ влияет на физиологические функции в горных условиях, поскольку нейрогуморальный ответ часто предшествует физиологическим адаптациям. В случае отсутствия нейрогуморального ответа неясно, будут ли вообще происходить описанные выше физиологические адаптации.

Симпатоадренальная система играет ключевую роль в эффективной адаптации к условиям гор. В частности, быстрое повышение уровня адреналина после подъема в горы способствует усилению транспорта кислорода за счет увеличения ЧСС, минутного объема крови и расширения периферических кровеносных сосудов путем β-адренергической стимуляции (Mazzeo, Reeves, 2003). Кроме того, повышение уровня адреналина усиливает гликолиз, что также повышает эффективность использования кислорода. Повышение уровня кортизола при краткосрочном пребывании в горах усиливает действие адреналина за счет стимуляции гликогенолиза в печени и мышцах. Стоимостью этих изменений является повышение интенсивности метаболизма и образования лактата (Mazzeo, Reeves, 2003). Благодаря акклиматизации дыхательной системы при увеличении срока пребывания в горах, происходит повышение содержания кислорода в артериальной крови и компенсация гипоксического стресса, уровень адреналина и кортизола снижается, а ЧСС, МОК и образование лактата возвращаются к исходным значениям, характерным для уровня моря. Прогрессивное увеличение активности периферических хеморецепторов, происходящее во время пребывания в горах, вносит свой вклад в повышение уровня норадреналина, сопровождающее увеличение времени нахождения на высоте. Быстрое увеличение активности СНС после подъема в горы компенсирует эффект расширения кровеносных сосудов, обусловленное гипоксией, и обеспечивает поддержание артериального давления крови (Wolfcl, Levine, 2001). Прогрессивное возрастание активности СНС происходящее при увеличении длительности пребывания в горах способствует повышению тонуса артериальных и венозных сосудов, а также общего сопротивления кровеносной системы, уменьшению объема плазмы и минутного объема крови (Grover et al., 1986; Wolfel, Levine, 2001). Стоимостью повышения активности СНС является уменьшение скорости кровообращения при длительном пребывании в горах. В то же время такие изменения обеспечивают более точное соответствие метаболического обеспечения и потребностей, а также повышение содержания кислорода в артериальной крови при акклиматизации.

Быстрое увеличение уровня эритропоэтина, которое стимулирует процессы кроветворения, также вносит свой вклад в эффективную адаптацию к горным условиям. Несмотря на значительную задержку во времени, предшествующую увеличению массы эритроцитов при пребывании в горах, это в результате способствует улучшению транспорта кислорода. Данные исследований на животных свидетельствуют о том, что быстрое увеличение уровня эритропоэтина может также защитить головной мозг от ишемической травмы и, возможно, от горной болезни (Brines et al., 2000). Усилению синтеза эритропоэтина после подъема в горы могут способствовать повышение концентрации кортизола и тиреоидных гормонов (Golde et al., 1977; Kelly ct al., 2000). Хотя снижение уровня эритропоэтина при длительном пребывании на высоте кажется лишенным логического смысла, увеличение количества эритроцитов в крови может привести к повышению вязкости крови и существенно затруднить кровообращение (Young AJL etal., 1996). Кроме того, непосредственное влияние на транскрипцию гена эритропоэтина оказывает транскрипционный фактор HIF-1a (Semenza et al., 1991), экспрессия которого подавляется при длительном воздействии гипоксических условий (D’Angelo et al., 2003), поэтому, если организм ощущает усиление транспорта кислорода при увеличении длительности пребывания в горах, гормональный ответ может быть подавлен соответствующим образом.

Важное место в процессе адаптации к горным условиям занимают гормоны, регулирующие водный баланс организма. Прогрессивное снижение активности ренина в плазме крови и уровня альдостерона способствуют уменьшению объема плазмы и внеклеточной жидкости во время пребывания в горах. Такие физиологические изменения не только усиливают транспорт кислорода, но также уменьшают отек мозга и, следовательно, снимают симптомы горной болезни. Действительно, во многих работах сообщается о том, что при повышении активности ренина в плазме и уровня альдостерона, обусловленном увеличением времени подъема в горы, наблюдается значительное удержание натрия и жидкости в организме, а также возрастание частоты возникновения острой горной болезни (Milledge et al., 1983b, 1989; Bartsch ct al., 1988, 1991a). На основании этих результатов можно рекомендовать, но возможности, избегать физических нагрузок в первые 24 ч пребывания в горных условиях (Roach ct al., 2000). Принимая во внимание отсутствие существенных изменений уровня антидиурстического гормона во время пребывания в горных условиях, можно предполагать, что он не играет существенной роли в изменениях водного баланса, вызванных подъемом в горы.

Метаболические гормоны в горных условиях, по-видимому, играют роль в регуляции использования энергетических субстратов, однако эта роль малопонятна вследствие противоречивости опубликованных экспериментальных данных. В некоторых работах сообщается об усилении утилизации углеводов при кратком и продолжительном пребывании в горах (Brooks et al., 1991; Roberts ct al., 1996b), тогда как в других сделан вывод о снижении использования углеводов при длительном пребывании на высоте (Young A.J. et al., 1982, 1991; Braun ct al., 2000). Быстрое увеличение уровня инсулина, небольшое снижение концентрации глюкагона и стимуляция экспрессии НIF-1 а после подъема в горы свидетельствуют в пользу усиления использования углеводов. Последующее подавление экспрессии HIF-1a и снижение уровня инсулина при длительном пребывании в горах должно было бы свидетельствовать о снижении использования углеводов, однако опубликованные данные не подтверждают подобных предположений (Brooks et а!., 1991; Roberts ct а!.. 1996b). Противоречия в результатах исследований применения субстратов могут быть обусловлены различиями в методике проведения экспериментов, используемой интенсивности упражнений, половыми отличиями, особенностями контроля диеты, уровнем гипоксемии и другими неизвестными факторами. Несмотря на очевидность изменений в соотношении используемых метаболических субстратов, происходящих в горных условиях, для выяснения времени и механизмов этих изменений необходимы дальнейшие исследования.

Репродуктивные гормоны, по-видимому, не играют существенной роли в эффективной адаптации организма к горным условиям. Вместе с тем их изменения могут неблагоприятно влиять на уровень фертильности — для нескольких высокогорных популяций сообщалось о снижении фертильности (Clegg, Harrison, 1971). В одном из исследований отмечался более низкий уровень прогестерона в лютсиновой фазе у лиц, проживающих на уровне моря, по сравнению с обитателями гор (Escudcro etal., 1996). Еще в одном исследовании говорилось о снижении уровня тестостерона и количества спермы после экспедиции в горы на высоту 5100 м, нормализация которых происходила только через 3 месяца пребывания па уровне моря (Okumara et al., 2003). Несмотря на то что репродуктивные гормоны могут оказывать влияние на вентиляцию легких, эритропоэз и метаболизм на уровне моря, их влияние на физиологические адаптации организма к горным условиям минимальны (Muza et al., 2001; Beidleman et al., 2002).

В заключение следует отмстить, что в горных условиях в состоянии покоя и при физической нагрузке происходят срочные и долговременные физиологические адаптации, которые позволяют здоровым людям, проживающим на уровне моря, переносить высотную гипоксемию. Основу этих адаптаций составляют разнообразные нейрогуморальные изменения. Обобщение данных многочисленных исследований нейрогуморальных реакций на пребывание в горах, которые проводились в определенных условиях, позволило уточнить, каким образом эти реакции влияют на физиологические адаптации организма человека в горах. Большое количество проанализированных данных позволяет с уверенностью сделать заключение о направленности гормональных изменений симпатоадренальной (адреналин, норадреналин, кортизол), кроветворной (эритропоэтин) и регулирующей водный баланс (ренин, альдостерон, предсердный натрийуретический пептид) систем, происходящих в горных условиях. В то же время для ответа на ряд нерешенных вопросов необходимо проведение дальнейших исследований, которые позволят охарактеризовать метаболические гормоны (инсулин, соматотропный гормон, глюкагон) и их изменения в горных условиях в состоянии покоя и при физической нагрузке.