Фізіологія людини - Вільям Ф. Ґанонґ 2002

Ендокринна система, метаболізм і репродуктивна функція
Гіпофіз
Фізіологія росту

Ріст - це комплексний феномен, який залежить від впливу не тільки гормону росту і соматомединів, а й тиреоїдних гормонів, андрогенів, естрогенів, глюкокортикоїдів та інсуліну. Крім того, ріст, звичайно, залежить від генетичних факторів та відповідного харчування. У нормі він передбачає послідовність змін під час дозрівання; зумовлює наростання білкової маси та збільшення лінійних розмірів, маси, що можна трактувати як наслідок утворення жирової клітковини чи затримки солі й води.

Роль харчування

Їжа - це найважливіший зовнішній фактор, який впливає на ріст. Харчування повинне бути збалансованим не тільки за вмістом білка, а й потрібних вітамінів, мінералів (див. Розділ 17) та кількістю калорій, оскільки білок, який споживають, не витрачається для отримання енергії. Важливе значення має також вік, коли виникає дефіцит харчування. Наприклад, у пубертатному періоді триває інтенсивний ріст у висоту, навіть якщо надходження калорій зменшене. Травми і хвороби затримують ріст, оскільки підвищують активність катаболізму білків.

Періоди росту

Процес росту відрізняється у різних видів. Щурі ростуть упродовж усього життя, хоча темпи росту сповільнюються. У людини виділяють два періоди швидкого росту (рис. 22- 12): перший у ранньому дитячому віці і другий у період досягнення статевої зрілості, саме перед припиненням росту. Перший період є продовженням внутрішньоутробного росту, а другий припадає на час статевого дозрівання і зумовлений дією гормону росту, андрогенів та естрогенів, а наступне припинення росту пов’язане переважно із закриттям епіфізів під впливом естрогенів (див. Розділ 23). Оскільки дівчата дозрівають швидше, ніж хлопці, то максимальний ріст виявляється раніше у них. Звичайно, в осіб обох статей швидкість росту окремих тканин різна (рис. 22-13).

Цікаво зазначити, що принаймні у ранньому дитячому віці ріст не є безперервним процесом, швидше епізодичним чи стрибкоподібним. У дітей збільшення висоти на 0,5-2,5 см за декілька днів розділене періодами у 2-63 дні, коли збільшення росту не відбувається. Причина цього невідома.

Гормональний вплив

Вплив гормонів на ріст після народження відображає діаграма на рис. 22-14. У лабораторних тварин та людини внутрішньоутробний ріст не залежить від ембріонального гормону росту. Щурі після гіпофізектомії в разі народження ростуть протягом 30 днів, а далі ріст припиняється. Цікаво, що мозок у цих щурів продовжує рости після припинення росту черепа, внаслідок чого настає стиснення мозку, що може призвести до смерті.

Рис. 22-12. Швидкість росту у хлопців і дівчат від народження до 20 років.

Рис. 22-13. Ріст окремих тканин у різному віці у відсотках до значення у 20-річному віці. Криві побудовані з урахуванням даних про хлопців і дівчат.

Рис. 22-14. Відносне значення гормонів у рості людини в різному віці (з дозволу DA Fisher).

У новонароджених рівень гормону росту у плазмі підвищений. Згодом його середня базова концентрація зменшується, однак стрибки виділення більші, особливо у період статевого дозрівання, так що рівень концентрації в плазмі протягом 24 год підвищений. У нормі в дорослих цей рівень становить 2-4 нг/мл, у дітей - 5-8 мг/мл. Гормон росту є одним з чинників, які стимулюють виділення ІФР-І, тому рівень ІФР-І у плазмі підвищений у дитинстві, досягаючи максимуму в 13-17 років. Водночас концентрація ІФР-ІІ незмінна протягом усього постнатального росту.

Стрибок росту, який простежується у період статевого дозрівання (див. рис. 22-12), частково зумовлений анаболітичною дією андрогенів щодо білків (виділення наднирковими залозами андрогенів у цей час збільшується в обох статей), а також взаємодією між статевими стероїдами, гормоном росту та ІФР-І. Лікування естрогенами та андрогенами підвищує відповідь гормону росту на дію таких стимуляторів, як інсулін і аргінін. Статеві стероїди підвищують також рівень ІФР-І у плазмі, однак не спроможні зумовити це підвищення в осіб із недостатністю гормону росту. Отже, статеві гормони призводять до збільшення амплітуди піків у виділенні гормону росту, що підвищує виділення ІФР-І, який, відповідно, спричинює ріст.

Хоча естрогени та андрогени первинно стимулюють ріст, однак естрогени його остаточно припиняють, зумовлюючи закриття епіфізів трубчастих кісток (див. Розділ 21). З огляду на це пацієнти із передчасним статевим дозріванням схильні до затримки розвитку. З іншого боку, чоловіки, кастровані до настання статевого розвитку, мають схильність до високого зросту, оскільки епіфізи відкриті і ріст відбувається після досягнення нормального віку статевого дозрівання.

У разі введення гормону росту після гіпофізектомії тварини росли не так швидко, як ті, яким давали гормон росту в поєднанні з тиреоїдними гормонами. Самі тиреоїдні гормони не впливали на ріст у цій ситуації, проте їхня дія сприяла впливу гормону росту, можливо шляхом потенціювання дії соматомединів. Тиреоїдні гормони також потрібні для повністю нормального стану секреції гормону росту: базальні рівні гормону росту нормальні у разі гіпотиреозу, однак реакція на гіпоглікемію у дітей з гіпотиреозом часто знижена. Крім того, тиреоїдні гормони впливають на окостеніння хряща, ріст зубів, форму обличчя, пропорції тіла. Тому у випадку кретинізму простежується затримка розвитку, виникають ознаки інфантилізму (рис. 22-15). Пацієнти із затримкою розвитку внаслідок пангіпопітуїтаризму мають вигляд, що відповідає їхньому віку до настання часу статевого дозрівання, та оскільки вони статево не розвиваються, то ювенільні риси залишаються у дорослому віці.

Вплив інсуліну на ріст розглянуто у Розділі 19. Тварини з діабетом не здатні рости, однак інсулін спричинює ріст у тварин після гіпофізектомії. Значний ріст простежується, коли разом з інсуліном надходить велика кількість вуглеводів і білків.

Адренокортикоїди, на відміну від андрогенів, сприяють росту в той спосіб, що тварини після видалення надниркових залоз не здатні рости без підтримки їхнього артеріального тиску і кровообігу замісною терапією. З іншого боку, глюкокортикоїди є сильними інгібіторами росту завдяки безпосередній дії на клітини. Якщо діти приймають фармакологічні дози стероїдів, то це сповільнює або припиняє їхній ріст на час, доки триває лікування.

Період «наздоганяння росту»

Після хвороби чи голодування у дітей простежується період «наздоганяння росту» (рис. 22-16), під час якого швидкість росту більша, ніж у нормі. Зростання триває доти, доки не досягне значення, що відповідає нормальній кривій росту. Механізми, що зумовлюють і контролюють процес «наздоганяння росту», невідомі.

Нанізм

Низькорослість може бути спричинена недостатністю соматотропін-рилізинг гормону (СТГ-РГ), гормону росту, зниженою секрецією ІФР-І чи іншими причинами. Недостатність гормону росту часто зумовлена недостатністю СТГ-РГ, у цьому випадку виділення гормону росту у відповідь на дію СТГ-РГ є нормальним. Проте у деяких пацієнтів з недостатністю гормону росту порушується діяльність клітин, які секретують цей гормон.

В іншої групи дітей з нанізмом концентрація гормону росту в плазмі нормальна чи підвищена, однак їхні рецептори гормону росту не діють унаслідок мутацій гена, що приводить до втрати функції. Стан, який виникає у цьому разі, відомий як нечутливість до гормону росту, чи нанізм Ларона. Рівень ІФР-І в плазмі помітно знижений, як ІФРЗБ-З (див. вище), що також залежний від гормону росту.

Африканські пігмеї мають нормальний рівень гормону росту у плазмі та незначне зниження рівня білка, який зв’язує цей гормон. Проте концентрація ІФР-І у їхній плазмі не збільшується у період статевого дозрівання, оскільки у них простежується сповільнений ріст порівняно з непігмеями (контрольна група) упродовж періоду статевого дозрівання, тож низькорослість пігмеїв досі пояснити не вдалося. Як уже зазначено, низькорослість характерна для кретинізму і буває у пацієнтів із передчасним статевим дозріванням. Вона також є частиною синдрому дисгенезії гонад у пацієнтів з ХО хромосомним набором замість XX чи XY (див. Розділ 23). Затримку росту можуть спричинити різні кісткові та метаболічні захворювання, у багатьох випадках причина невідома (конституційна затримка росту). Соціальні негаразди теж можуть зумовити нанізм у дітей. Цей стан відомий як психосоціальний нанізм, чи синдром Каспера Гаузера (названо іменем пацієнта, у якого вперше його описано).

Рис. 22-15. Нормальний і патологічний ріст. Гіпотиреоїдні карлики (кретини) зберігають інфантильну будову тіла, тоді як карлики конститутивного та, менше, гіпопітуїтарного типів мають будову тіла, відповідну до хронологічного віку (відтворено за дозволом з Wilkins L: The Diagnosis and Treatment of Endocrine Disorders in Childhood and Adolescence, 3rd ed/ Thomas, 1966).

Найпоширенішою формою нанізму у людини є ахондроплазія. Її ознака - вкорочені кінцівки за нормального тулуба. Це аутосомно-домінантне захворювання зумовлене мутацією гена, який кодує рецептор 3 фібробластичного фактора росту (ФФРЗ). Рецептор 3 належить до родини фібробластних рецепторів росту і в нормі виявляється у хрящовій тканині та головному мозку.