Уменьшение количества жировой ткани из-за недоедания или физической нагрузки может приводить у женщин к бесплодию
Скачать 163.09 Kb.
|
|
Полнота и плодовитость Уменьшение количества жировой ткани из-за недоедания или физической нагрузки может приводить у женщин к бесплодию. Этот эффект обратим: плодовитость возвращается вместе с восстановлением массы жира. Возможно, жировая ткань оказывает регулирующее влияние на детородную функцию полнота И ПЛОДОВИТОСТЬ СИМВОЛ ПЛОДОРОДИЯ в каменном веке — «Венера Виллендорфская» — служит утрированной иллюстрацией того недавно установленного факта, что для нормального выполнения детородной функции в организме женщины должно быть запасено достаточно жира. Добиться, чтобы количество жира достигло «порогового» значения, можно путем увеличения веса: у взрослых людей, не занимающихся интенсивно спортом, прирост массы тела происходит за счет отложения жира. Эта статуэтка была найдена в Австрии; ее высота около 10 см. ЕЩЕ в каменном веке женская плодовитость ассоциировалась с полнотой, особенно с отложением жира в области молочных желез, бедер и ягодиц. Именно в этих участках женские половые гормоны эстрогены стимулируют запасание жира. По-видимому, традиционная связь между полнотой и плодовитостью имеет биологический смысл. Я предполагаю, что жировая ткань организма участвует в регуляции детородной функции. За последние 15 лет получены весомые аргументы в пользу такого предположения. Показано, что для того чтобы у женщины могли возникнуть и установиться нормальные менструальные циклы — а следовательно, и способность к деторождению, — в ее организме должно накопиться некоторое «пороговое», минимальное, количество жира. И если в результате, скажем, строгой диеты или интенсивной физической нагрузки масса жира становится ниже пороговой, то наступление менархе (первой менструации) может задерживаться вплоть до 20 лет. Такое похудание может приводить также к тому, что при внешне нормальных месячных не происходит овуляции (выхода яйцеклетки из яичников в середине менструального цикла). Возможна и полная аменорея (прекращение менструаций). Следствием этого является бесплодие. Но оно обратимо: если количество жировой ткани восполняется (например, в результате уменьшения физической нагрузки), то детородная функция восстанавливается. Для нарушения менструального цикла вовсе не обязательна катастрофическая потеря веса, какая бывает при нервной анорек-сии — психически обусловленной утрате аппетита, при которой вес тела может уменьшаться в 1,5 раза. Вполне достаточно сравнительно умеренного похудания (а похудание — это прежде всего потеря жира) — на 10— 15^0 от нормальной массы тела. Недавно было обнаружено, что на- роза э. фриш рушения менструального цикла, связанные с чрезмерной худобой, обусловлены расстройствами деятельности гипоталамуса — области мозга, регулирующей размножение, потребление пищи и другие основные аспекты жизнедеятельности. Известно, что к гипоталамусу поступают сигналы от вышележащих отделов мозга. Значит, внешние факторы, например изменения температуры или стрессовые воздействия, могут влиять на процессы размножения через гипоталамус. Сейчас уже доказано, что к таким факторам относятся питание и физическая нагрузка. Неудивительно, что, когда женщина чрезмерно худеет, у нее расстраивается гипоталамическая регуляция размножения. Такая реакция организма когда-то была, вероятно, выгодна в ситуации естественного отбора: зачатие происходило лишь у тех женщин, организм которых мог успешно справиться с беременностью. Ведь для размножения требуется энергия: для вынашивания жизнеспособного плода необходимо 50 тыс. — 80 тыс. ккал, а для вскармливания грудного ребенка молоком — 500 — 1000 ккал в день, что значительно больше, чем для других жизненных процессов. На заре развития человечества пища добывалась с трудом, количество ее сильно зависело от времени года, и грудное молоко было единственным источником питания новорожденного. Поэтому если женщина беременела, не имея достаточных запасов жира — основного быстро мобилизуемого энергетического ресурса организма, — то она ставила под угрозу как свою собственную жизнь, так и существование плода или новорожденного. Можно предположить, что женщины, у которых овуляция происходила несмотря на малую упитанность, либо рожали недостаточно жизнеспособных детей, либо погибали сами. В любом случае они не оставляли, потомства. Вероятно, в результате та- кого естественного отбора у современных женщин по достижении зрелого возраста, как правило, более четверти массы тела (около 16 кг, что соответствует примерно 144 тыс. ккал) составляет жир. Возможно, главная роль этого жирового запаса заключается в том, чтобы обеспечить энергией беременность и вскармливание грудным молоком в течение примерно трех месяцев. У мужчин же в зрелом возрасте на долю жира приходится 12 — 14°7о массы тела. Надо сказать, что у женщин (а также самок животных) при чрезмерном ожирении тоже наблюдаются аменорея и бесплодие, однако механизмы этого явления неизвестны. СВЯЗЬ между полнотой и плодовитостью была обнаружена косвенным путем едва ли не случайно. В начале 70-х годов мы с Р. Ревеллом, работавшим тогда в Гарвардском университете, собирали данные о калорийности питания, росте и весе в популяциях Латинской Америки и Азии с целью оценить потребности населения мира в продуктах питания. При анализе показателей развития я обратила внимание на то,' что при недостаточном питании у девочек-подростков позже наступает период быстрого увеличения массы тела, который предшествует первой менструации. Напротив, при хорошем питании он начинается раньше. Сам по себе этот факт не был неожиданным, однако удивительным оказалось другое: во всех популяциях период быстрого увеличения массы тела у девочек независимо от времени его наступления начинался лишь после того, как сама масса достигала некоего среднего значения. Иными словами, создавалось впечатление, что решающим фактором в данном случае служит масса тела. Для того чтобы проверить наше предположение о связи массы тела с наступлением первой менструации, мы проанализировали данные о весе и росте девочек, полученные в трех со- поставимых обследованиях, проведенных в США. Для 181 девочки было прослежено развитие от рождения до 18 лет (т. е. до завершения созревания). Оказалось, что независимо от того, рано или поздно начиналось половое созревание, средняя масса тела в момент наступления первой менструации была одинаковой — 47 кг. Средний рост при этом был существенно больше у тех девочек, половое созревание у которых началось поздно. То, что масса тела, возможно, имеет значение для наступления менархе, помогло объяснить многие загадочные наблюдения. Так, на протяжении последних 100 лет в США и Европе менархе наступает во все более и более раннем возрасте. Сегодня у американских девочек первая менструация происходит в среднем в 12,6 лет, тогда как 100 лет назад — в 15,5 лет. Ревелл и я предположили, что более раннее менархе обусловлено тем, что дети «быстрее растут», так как лучше питаются и меньше болеют. Связь между средней массой тела к моменту менархе и средним возрастом начала менструаций в популяции позволяла также объяснить и другие факты: почему при плохом питании месячные начинаются позже, почему задерживается менархе у близнецов по сравнению с «одиночками» той же популяции (близнецы во время внутриутробного развития и в период новорож-денности растут медленнее и потому позже достигают «пороговой» массы), почему у жительниц высокогорных районов менструации начинаются позже (в высокогорье развитие происходит медленнее). ХОТЯ мы установили, что к моменту наступления менархе девочки имеют определенную среднюю массу, это не позволяло предсказывать, когда начнутся менструации у той или иной конкретной девочки, так как индивидуальная масса на момент менархе значительно варьирует. Я задалась вопросом, не существует ли какого-либо показателя, связанного с массой тела, с помощью которого можно было бы строить подобные прогнозы. Ключом к ответу послужили результаты изящных экспериментов на животных, проведенных ныне покойным Г. Кеннеди из Кембриджского университета. Этот исследователь обнаружил, что половое созревание у самок крыс более тесно связано с массой тела, чем с возрастом. Кроме того, оказалось, что крысы, получавшие различные рационы, влияющие на скорость роста, ко времени первой течки (аналог менструации у животных) потребляли в итоге одина- ковое количество пищи на единицу массы тела. Кеннеди предположил, что количеством жира в организме регулируется как потребление пищи, так и наступление половой зрелости. На основании данных Кеннеди и его сотрудников Э. Уиддоусон и П. Мак-канса, а также результатов исследований по составу тела человека, проведенных Ф. Муром с коллегами в Медицинской школе Гарвардского университета, у меня начало складывать- В МИРЕ НАУКИ-1988/№ 5 ся впечатление, что какие-то показатели состава тела — в частности, количество жировой ткани — могут влиять на наступление менархе. В связи с этим мы с коллегами изучили изменения состава тела у девочек в момент менархе и в предшествующий ему период быстрого увеличения массы тела. Особенно нас интересовало количество жира и так называемая безжировая масса тела; в сумме эти две величины составляют массу тела. 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 56.1%« 22% S 0 1- 0 т < ^ 59.8% « 17% ^ 1= О 0 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 РОСТ. CM НОМОГРАММА, применяемая во врачебной практике, показывает, какой должна быть у женщины при данном росте «пороговая» (минимальная) масса тела, для того чтобы у нее нормально протекали менструальные циклы. «Дополнительная» масса (свыше пороговой) у каждого индивида своя, и рассчитать ее заранее нельзя. Красная линия отмечает пороговую массу для менархе (первой менструации); голубая линия — минимальную массу для восстановления прекратившихся менструаций у зрелых женщин. Например, чтобы у женщины ростом 165 см, страдающей аменореей, восстановились менструации, она должна увеличить свой вес по меньшей мере до 49 кг. Верхние пять линий — процен-тильные прямые содержания воды, выраженного в процентах от массы тела (эта величина служит показателем содержания жира) для зрелых здоровых женщин. Голубая линия соответствует 10-процентильной прямой. Красная линия соответствует 10-процентильной прямой для здоровых девочек на момент менархе. 50-процентильная прямая показывает должную (для данного роста) массу тепа для зрелых женщин в возрасте от 18 до 25 лет. ПОЛНОТА И ПЛОДОВИТОСТЬ \ ^-\ / \ / \J •^^ ---^^ РОЖДЕНИЕ "^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ )ЗРАСТ, МЕС________________ВОЗРАСТ. ЛЕТ____________ ДОЛЯ ЖИРА в общей массе тела начинает увеличиваться у женщин после 10 лет, а у мужчин — значительно позже (слева). Этому соответствует снижение содержания воды (справа). Жировая ткань содержит очень мало воды по сравнению с мышечной и другими тканями, и поэтому доля воды может служить показателем содержания жира в ор- ганизме. К 18 годам на долю жира у женщин обычно приходится около 28% массы тепа, а у мужчин — около 13%. Предполагается, что большие жировые запасы у женщин необходимы для беременности и вскармливания. Графики построены по данным Б. Фрииш-Хансена из Копенгагенского университета. Под безжировой массой тела понимают общую массу таких структур, как мышцы, кожа (без подкожно-жировой клетчатки), внутренности (сердце, почки, прочие органы) и скелет. Те 181 девочки, о которых говорилось выше,'давно повзрослели, однако у нас сохранились данные об их весе и росте во время менархе и предшествующего периода быстрого увеличения массы тела. По этим данным мы рассчитали состав тела при помощи стандартных уравнений для оценки общего количества воды в организме — по такому показателю можно судить об относительном вкладе жира и безжировой массы в общую массу тела человека. Уравнения для расчета количества воды в организме были получены с помощью прямых измерений содержания воды у здоровых девочек и женщин. Правомерен вопрос: как можно судить о составе тела по содержанию в нем воды? Дело в том, что у человека, вышедшего из детского возраста, на долю воды приходится 72Vo безжировой массы тела. Значит, рассчитав общее количество воды в организме, можно вычислить безжировую массу тела, разделив полученную величину на 0,72. Если же вычесть безжировую массу тела из общей массы, то получится масса жира. Таким образом, содержание воды в организме может служить показателем количества жира: в жировой ткани воды мало (5 — lOVo), и потому чем этой ткани больше, тем меньше будет общее содержание воды. Мы обнаружили, что самое существенное изменение состава тела в период быстрого увеличения массы тела перед менар^е — это значительное возрастание количества жира. В среднем у девочек как при раннем, так и при позднем половом созревании количество жира увеличивается на 120"7о (от 5 до 11 кг), тогда как безжировая масса тела прибавляется лишь на 44^0. Иными словами, если в начале этого периода соотношение между безжировой массой тела и количеством жира составляет 5:1, то ко времени менархе оно равно уже 3:1. И хотя у разных девочек вес к моменту менархе оказывался различным, соотношение между безжировой массой тела и количеством жира, а также относительное содержание воды в организме у них было одинаковым; в среднем на долю воды приходилось 55 "7о массы тела, а это означает, что содержание жира составляло 24%. ВСЕ ЭТИ данные достаточно убедительно свидетельствовали: для того чтобы у девочки начались менструации, соотношение между безжи- ровой массой тела и жиром (отражающее полноту, т. е. содержание жира в организме) должно достигать порогового уровня. Однако средняя величина этого соотношения для популяции в целом еще не позволяет предсказывать «критическое» значение для наступления менархе в каждом конкретном случае. Мы с Дж. Макартур из Массачусетской больницы общего типа попробовали подойти к решению этой проблемы путем сравнения роста, веса и вычисленного состава тела у молодых девушек и женщин с расстройствами менструального цикла и у здоровых индивидов, обследованных нами, во время менархе и в 18 лет. Для того чтобы сравнить эти две группы, мы пользовались номограммами, показывающими значения массы тела и роста, соответствующие относительному содержанию жира у обследованных нами 181 нормальной девочки во время менархе и по завершению полового развития (см. рисунок на с. 58). Относительное содержание жира отображалось процентиль-ными линиями «индекса содержания жира» — процентного отношения общего количества воды в организме к массе тела, которым мы пользовались как показателем полноты. В результате получилась несколько неожиданная картина. Оказалось, что в случаях аменореи или позднего наступления менархе относительное содержание жира было ниже порогового. Так, выяснилось, что у девочек, достигших (или почти достигших) окончательного для себя роста, менструации не начинались до тех пор, пока они не набирали соответст- вующую росту массу тела, чтобы процентное содержание воды в организме снизилось до 59,8%. При таком содержании воды на долю жира приходится по меньшей мере 17% массы тела (чем ниже содержание воды, тем выше — жира). Значения порогового процентного содержания воды отвечали 10-процентильной линии для нормальных девочек на момент менархе, т. е. в обследованной выборке у 90% индивидов во время менархе содержание воды было меньше, а жира соответственно больше. Таким образом, можно было предсказать, что 15-летняя девочка, достигнув своего окончательного роста 165 см, должна весить не меньше 44 кг для того, чтобы у нее начались месячные. Выяснилось также, что если у женщины из-за похудания прекратились менструации, то для восстановления и поддержания нормальных овуляци-онных циклов она должна набрать вес примерно на 10% больше, чем «пороговое» значение для наступления менархе. Иными словами, процентное содержание воды в организме должно быть не более 56,1%, что соответствует содержанию жира около 22% от массы тела. Такое значение отвечало 10-процентильной линии содержания воды у нормальных 18-летних девушек по завершении созревания. Начиная с этого возраста женщина ростом 165 см должна весить не менее 49 кг для того, чтобы у нее происходили регулярные менструации и овуляции. И если вес тела падает ниже этого порогового уровня, то месячные циклы могут прекращаться. Казался удивительным тот факт, что у зрелых женщин для регулярных овуляционных циклов масса тела и содержание жира должны быть выше, чем для наступления менархе. Почему, собственно, женщине в 18 лет для нормальных менструаций требуется больше жировой ткани, чем необходимо для первых месячных? Ответ на этот вопрос мы получили, проанализировав данные о здоровых обследованных: выяснилось, что в норме за период от первой менструации до 18 лет количество жира у женщины увеличивается. К 18 годам обычно заканчивается стадия подросткового становления репродуктивной функции. (На этой стадии яичники, матка и маточные трубы продолжают расти, а многие менструальные циклы происходят без овуляции.) Оказалось, что, как при раннем, так и при позднем половом созревании за время от менархе до 18 лет прибавляется в среднем 4—5кг жира и к 18 годам у здоровых девуше^ масса жира составляет 28% общей массы тела. Сначала представлялось невероятным, что в организме женщины, готовой к деторождению, запасается так много жира, однако имеющиеся в литературе данные, основанные на результатах посмертных вскрытий, подтвердили наши результаты . В настоящее время многие врачи, руководствуясь номограммами, чрезмерно худым женщинам с аменореей или с менструациями без'овуляций рекомендуют прибавить в весе (разумеется, сначала следует убедиться, что нет другой патологии). Часто бывает достаточно «поправиться» всего на 1,5—2кг сверх порогового для данного роста веса, чтобы восстановились менструальные циклы. Однако ПОЛНОТА И ПЛОДОВИТОСТЬ В МИРЕ НАУКИ-1988/№5 пока невозможно точно предсказывать, насколько в каждом конкретном случае масса тела должна превосходить пороговую. Даже при весе, близком к необходимому минимуму, могут отсутствовать овуляции, хотя менструации происходят (это нарушение можно обнаружить путем ультразвукового исследования яичников или измерения уровней гормонов). В такой ситуации для восстановления регулярных овуляционных циклов нужно еще увеличить вес — до значения, соответствующего 25-процен-тильной линии содержания воды. «Диапазон» пороговой массы удивительно узок: многие обследованные нами спортсменки могли произволь- СЕКРЕЦИЯ ГОРМОНОВ {красные стрелки), отвечающих за овуляцию и регулярные менструальные циклы, управляется гипоталамусом. Из гипоталамуса порциями выбрасывается в кровь гонадотропин-рилизинг-фактор, и под его влиянием из гипофиза выделяется фолликулостимулирующий гормон, определяющий рост фолликулов (образованных особыми клетками пузырьков, в которых созревают яйцеклетки) в яичниках, и лютеинизирующий гормон, отвечающий за овуляцию (выход яйцеклетки из яичника в середине менструального цикла). В первой половине менструального цикла растущий фолликул вырабатывает эстрогены. Под влиянием этих гормоноЁТизменяется активность гипофиза и, возможно, гипоталамуса {пунктирная стрелка)', кроме того, он стимулирует рост молочных желез и эндометрия (слизистой оболочки матки). После выхода яйцеклетки фолликулы превращаются в желтые тела, которые вырабатывают прогестерон; этот гормон стимулирует рост сосудистой сети в эндометрии. Если оплодотворение не происходит, содержание эстрогенов и прогестерона падает и внутренний слой эндометрия отторгается: наступает менструация. На гипоталамус влияют вышележащие отделы головного мозга {черные стрелки). нормальный СОСТАВ ТЕЛА «НЕЗРЕЛЫЙ» СОСТАВ ТЕЛА • ЗАПУСК-——-- ГИПОТАЛАМУС ГИПОФИЗ ВЕС: 57 КГ СОДЕРЖАНИЕ ВОДЫ: 52% ОТНОШЕНИЕ БЕЗЖИРОВОЙ МАССЫ ТЕЛА К МАССЕ ЖИРА: 2,5:1 БЕЗЖИРОВАЯ МАССА ТЕЛА: 41 КГ МАССА ЖИРА: 16 КГ
НОРМАЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЭСТРОГЕНОВ ВЫСОКОАКТИВНЫЕ ЭСТРОГЕНЫ НОРМАЛЬНЫЕ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ И МЕТАБОЛИЗМ
НОРМАЛЬНЫЕ ОВУЛЯЦИИ И МЕНСТРУАЦИИ 18 ЛЕТ, РОСТ 165 СМ ЯИЧНИК МАТКА ЖЕНЩИНА нормального веса (слева), потеряв около 15% массы тела {справа), не обязательно будет выглядеть ужасающе худой, однако менструации у нее могут прекратиться. Такая потеря веса, происходящая преимущественно за счет уменьшения количества жира, сказывается на деятельности гипоталамуса, и поэтому нарушается менстру- альный цикл. Механизм реакции гипоталамуса на потерю жира неизвестен. По мнению автора статьи, причиной нарушения гипоталамического контроля детородной функции являются снижение общего содержания и активности циркулирующих в крови эстрогенов, а также изменения в терморегуляции и метаболизме. при снижении уровня ГРФ вследствие того, что при этом уменьшается выработка фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов. В норме растущий фолликул выделяет эстрогены и они влияют на эндокринную функцию гипофиза таким обра-юм, что в середине менструального цикла происходит выброс лютеини-«ирующего гормона и в результате наступает овуляция. Кроме того, эстрогены стимулируют рост молочных ^слез и эндометрия (слизистой обо-почки матки). После овуляции фолли- кул превращается в так называемое желтое тело и начинает вырабатывать прогестерон; этот гормон способствует развитию сети кровеносных сосудов в эндометрии и тем самым готовит его к имплантации — внедрению оплодотворенной яйцеклетки. Если имплантация не происходит, то уровни прогестерона и эстрогенов падают и наступает менструация. Пока не известно, какие именно сигналы, поступающие в гипоталамус при уменьшении массы тела, приво- дят к нарушению менструального цикла. Возможно, эту роль играют сигналы об изменениях терморегуляции или метаболизма, происходящих при уменьшении количества жира — будь то из-за недостаточного питания или из-за высоких энергозатрат. Возможно также, что гипоталамус реагирует на изменения уровней эстрогенов, обусловленные снижением содержания жира. Как же количество жира влияет на содержание эстрогенов? Когда-то считалось, что жировая ткань в био- но вызывать или прекращать менструальные циклы, изменяя свой вес всего на 1,5 кг. Здесь следует сделать несколько оговорок. Во-первых, на возникновение и регулярность менструаций влияет не только масса тела, но и другие факторы, например эмоциональный стресс. В связи с этим если месячные прекратились в результате поху-дания, то они могут и не возобновиться даже в том случае, когда масса тела достигнет порогового для данного роста значения. Существенно также, что после восстановления должного веса до возобновления регулярных нормальных месячных проходит какое-то время, которое зависит от того, как долго не было менструаций. Во-вторых, составленные нами номограммы касаются только американских и европейских женщин. Кроме того, они не подходят для женщин с очень сильно развитой мускулатурой: в мышцах содержится много воды (80*Уо), которая имеет сравнительно большой удельный вес, поэтому, даже если мускулистая женщина обладает нормальным по номограмме для своего роста весом, доля жира у нее недостаточна по отношению к безжировой массе тела. КАКИМ ЖЕ образом количество жировой ткани может влиять на плодовитось? Измерения содержания одного из гормонов гипоталамуса — так называемого гонадотропин-рили-зинг-фактора (ГРФ) — выявили ключевую роль этого центра в регуляции детородной функции. ГРФ, который выбрасывается в кровь порциями, управляет всей последовательностью событий, ведущей к овуляции. У чрезмерно худых женщин аномальны как количественные, так и временные характеристики секреции ГРФ; они по существу такие же, как у девочек до периода полового созревания. В результате нарушается весь каскад гормональных процессов, в норме приводящий к овуляции и подготавливающий матку к беременности. В зрелом женском организме выброс порции ГРФ вызывает выделение из гипофиза двух других гормонов — фолликулостимулирующего гормона, регулирующего в яичниках рост фолликулов (образованных особыми клетками пузырьков, в которых созревают яйцеклетки), и лютеинизиру-ющего гормона, управляющего циклом выхода яйцеклеток из фолликулов. При низком уровне этих гормонов овуляция наступить не может. Для овуляции и менструации необходимы также эстрогены и прогестерон, образующиеся в яичниках. Содержание этих гормонов тоже падает
В МИРЕ НАУКИ-1988/№5 ПОЛНОТА И ПЛОДОВИТОСТЬ КУЛЬТУРИСТКИ характеризуются г ) меньшим содержанием жира и имеют гораздо более развитую мускулатуру, чем обычные женщины такого же веса. У этой молодой женщины менструации обычно прекращаются, когда она находится в хорошей форме для соревнований (как на этой фотографии). Измерения уровней гормонов показали, что содержание эстрогенов, фолликулостиму-пирующего и лютеинизирующего гормонов у нее при этом низкое, как и следовало ожидать, исходя из низкого отношения количества жира к безжировой массе тела. У женщин, интенсивно занимающихся другими видами спорта, мускулатура не так развита, как у культуристок, однако у них тоже бывает аменорея из-за прироста количества мышечной ткани и уменьшения доли жира. эту в общем тривиальную мысль на основании ряда наблюдений: домашние животные, питающиеся регулярно и обильно, более плодовиты, чем их дикие собратья; тяжелые условия существования приводят к задержке периода способности к зачатию; у одного и того же животного плодовитость изменяется в зависимости от количества пищи; добиться увеличения количества жира у кормящей коровы бывает трудно. Я показала, что положения, высказанные Дарвином, справедливы и для человека и что на протяжении жизни женщины харак- тер питания может влиять на ее плодовитость. Например, данные о развитии и деторождении у английских женщин середины прошлого века говорят о том, что плохо питавшиеся женщины, сравнительно поздно достигавшие половой зрелости (в результате чего у них было низкое отношение количества жира к безжировой массе тела), по всем характеристикам детородного периода отличались от женщин, получавших достаточное питание. Первая менструация у них наступала позже, период подросткового становле- логическом отношении инертна и служит лишь для теплоизоляции и механической защиты тела. Однако сегодня ясно, что эта ткань принимает весьма активное участие в энергетическом обмене. Кроме того, в ней накапливаются стероиды (в том числе половые гормоны), и поэтому она может влиять на количество и активность циркулирующих в крови эстро-генов. Связь между количеством жировой ткани и содержанием эстрогенов была выявлена в ряде исследований. Так, П. Сиитери из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Франциско и П. Макдональд из Научно-исследовательского центра Иды Грин биологии размножения в Далласе обнаружили, что в жировой ткани андрогены (мужские половые гормоны) превращаются в эстроге-ны. Именно таким путем образуется примерно треть всех циркулирующих в крови эстрогенов у женщин в докли-мактерический период, и большая часть эстрогенов — после климакса (интересно, что у мужчин в жировой клетчатке также происходит превращение андрогенов в эстрогены). Этот процесс происходит в жировой ткани в области молочных желез, брюшной стенки, сальника (особенного образования брюшины, содержащего жир) и, по нашим данным, костного мозга длинных костей. Дж. Фишман, Л. Бредлоу и их коллеги из Рокфеллеровского университета показали, что от содержания жира в организме зависит, будут ли андрогены превращаться в активную или неактивную форму эстрогенов. Так, у худых девушек, страдающих анорексией, повышено содержание относительно малоактивных форм эстрогенов, тогда как у более полных женщин этих форм меньше и существенно выше уровень высокоактивных форм. По данным Сиитери и его сотрудников, у полных женщин сравнительно низок уровень белка, известного под названием «глобулин, связывающий половые гормоны» (в том числе он связывает эстрогены). Если уровень этого белка низок, то концентрация свободных эстрогенов в крови велика. Чем меньше у девочек масса тела к моменту менархе, тем больше в крови глобулина, связывающего половые гормоны, и соответственно меньше свободных эстрогенов. В нескольких последних работах, и в том числе в наших исследованиях, обнаружено, что у женщин причиной аномального функционирования гипоталамуса и нарушений менструального цикла может быть не только чрезмерная потеря веса в результате недоедания. К задержке менархе, нерегулярным менструальным циклам и аменорее могут приводить интенсивные занятия любыми видами физической деятельности — плаванием, бегом, хореографией и т. д. Значит, физическая нагрузка сама по себе чревата подобными нарушениями; возможно, это обусловлено увеличением массы мышечной ткани и уменьшением жировой, т. е. повышением отношения безжировой массы тела к массе жира. Обследования, проведенные нами среди школьниц и студенток показали, что интенсивная физическая нагрузка действительно может играть такую роль. Как выяснилось, у девочек, начавших занятия плаванием и бегом в возрасте еще до полового созревания, менархе наступает в среднем в 15 лет. У тех же, кто с^ал заниматься спортом в более позднем возрасте, первая менструация происходит в среднем в 12,7 лет — т. е. так же, как в контрольной группе «неспортсменок» и среди населения в целом. По нашим данным, каждый год спортивных тренировок в возрасте до менархе сдвигает срок первой менструации на 5 месяцев. Мы обнаружили также, что интенсивная тренировка до менархе коррелирует с высокой частотой нарушений менструального цикла. Среди обследованных нами девушек-спортсменок, начавших тренироваться до менархе, лишь у 17Vo месячные были регулярными, у 61 °7о менструальные циклы были неправильными, а у 22^0 не было менструаций вообще. Когда же занятия спортом начинались после менархе, в 60°7о случаев устанавливались регулярные циклы, в 40% — нерегулярные, а аменореи не зарегистрировано. Во время интенсивных тренировок нарушения менструального цикла и аменорея наблюдались чаше в обеих группах, коррелируя с уменьшением массы тела и содержания жира. Измерения содержания гормонов подтвердили, что в нарушениях менструаций у спортсменок играет роль потеря жира. У худых спортсменок с нарушениями менструального цикла или поздним менархе уровни эстрогенов и лютеинизирующего гормона оказались низкими. В тех случаях, когда тренировки из-за травм прекращались, содержание гормонов возвращалось к нормальному уровню и восстанавливались нормальные менструальные циклы. Недавно другими исследователями было обнаружено, что у спортсменок высокого класса с нерегулярными менструальными циклами или аменореей нарушена функция гипоталамуса: уровень гонадотропин-рилизинг-фактора в крови у них такой же низкий, как и у чрезмерно худых женщин. Это согласуется с предположением, что причи- ной нарушений менструального цикла являются потеря жира и увеличение мышечной массы. Мы наблюдали также женщину-культуристку, которая не занималась ни бегом, ни танцами, а только наращивала мышечную массу путем упражнений на специальных снарядах. Оказалось, что когда она достигала хорошей для соревнований формы, месячные у нее прекращались. Уровни эстрогенов, фолликулостиму-лирующего и лютеинизирующего гормонов в крови у нее оказались такими же низкими, как и у женщин, худых вследствие недостаточного питания, или у спортсменок. Новые данные, полученные при обследовании женщин, занимавшихся в юные годы спортом, с несколько иной стороны подтвердили важность количества жировой ткани для функционирования репродуктивной системы. Наша исследовательская группа изучала 5398 женщин, окончивших колледжи Бостона, в возрасте от 20 до 80 лет. Половина из них в прошлом занималась спортом, а другая половина — нет. Выяснилось, что у бывших спортсменок значительно реже встречается рак молочных желез и половых органов, чем у женщин, не занимавшихся спортом (такие факторы, как возраст, семейная предрасположенность к раковым заболеваниям, курение, учитывались). Вероятнее всего, этот факт объясняется тем, что у бывших спортсменок (а в каждой возрастной группе у спортсменок масса тела меньше, чем у женщин, не занимавшихся спортом) ниже уровень эстрогенов и выше относительное содержание малоактивных форм этих гормонов. По-видимому, те же факторы, которые в случае чрезмерной выраженности приводят к бесплодию у женщин при излишней худобе или интенсивной физической нагрузке, оказывают защитное действие против злокачественных опухолей, чувствительных к половым гормонам. ДЛЯ ТОГО чтобы получить прямые данные о связи между составом тела и плодовитостью, необходимы исследования на животных, так как их можно вскрывать и прямо определять безжировую массу тела и содержание жира. Все существующие на сегодняшний день методы измерения количества жира у человека, включая взвешивание под водой, являются непрямыми. Д. Хегстед, К. Йосинага, которые работали в Гарвардском университете, и я установили, что у крыс при высоком содержании жира в пище первая течка наступает значительно раньше, чем при равноценном по калорийности питании с меньшей долей жира. Прямой .шализ состава тканей умертвленных /м111отных показал, что на момент 11<рной течки в обеих группах было чшнаковое процентное содержание полы и, следовательно, одинаковое соотношение между безжировой мас-<.oii тела и массой жира (хотя абсо-л ютные значения массы тела различались). Сведения о других животных дают более косвенную, но не менее ценную информацию. Например, коров «сверхмускулистой» породы шароле, которая ценится за исключительно постное мясо, разводить, к сожалению, довольно трудно, так как у них поздно наступает половая зрелость и они плохо размножаются. Кстати, быки этой породы тоже сравнительно малоплодовиты. О влиянии питания на плодовитость говорит и такое своеобразное явление: если овец в течение короткого времени (около недели) перед случкой усиленно кормить, то частота многоплодия значительно увеличивается. В овцеводстве это явление используют для увеличения помета. Оно настолько ярко выражено, что число ягнят в помете у здоровой овцы можно рассчитать по калорийности ее питания. К счастью, у женщин высококалорийная пища не вызывает (по крайней мере, насколько нам известно) суперовуляции. Тем не менее есть некоторые указания на стимулирующее влияние питания перед оплодотворением у человека. Во время второй мировой войны, когда снабжение продовольствием ухудшилось, частота рождения разнояйцевых близнецов в Голландии уменьшилась, тогда как частота рождения однояйцевых близнецов не изменилась. После того как питание населения снова улучшилось, частота рождения разнояйцевых близнецов стала прежней. ДАННЫЕ, полученные в исследованиях животных и человека, позволяют высказать гипотезу о том, почему плодовитость человеческих популяций варьирует, изменяясь как во времени, так и в зависимости от географической принадлежности. Общее число живых детей, родившихся в семьях, не пользующихся мерами предохранения от беременности, колеблется от 4 (у кочевых бушменов, обитающих в пустыне Калахари в Африке, где суровые условия) до 11 (у хаттеритов — богатой религиозной секты в США, члены которой хорошо питаются и отрицают предохранение о» беременности). Я объясняю эти различия прямым влиянием питания на плодовитость. 11адо сказать, что моя идея не вполне нова. Еще Чарлз Дарвин высказал В МИРЕ НАУКИ-1988/№5 В настоящее время в большинстве бедных семей развивающихся стран обычно бывает примерно столько же детей. Может показаться, что 6-7 человек — довольно большое потомство, однако на самом деле это число значительно ниже средней нормальной плодовитости человека. Низкая способность женщин к деторождению может быть обусловлена плохим питанием и тяжелой физической работой. Однако, если у женщин, недостаточно питающихся, плодовитость понижена по сравнению с теми, кто получает нормальный рацион и не предохраняется от беременности, то почему же в развивающихся странах сегодня так быстро растет население? Это противоречие, возможно, объясняется тем, что благодаря мерам здравоохранения в этих странах снизилась смертность, а рождаемость осталось прежней. Женщины — независимо от того, живут ли они в развивающихся или в развитых странах, — должны иметь в виду, что возможно забеременеть даже в период кормления ребенка грудью. В развивающихся странах у кормящих женщин, получающих недостаточное питание, овуляции и менструации возобновляются не ранее чем через год после родов. Однако при хорошем питании овуляционные циклы могут возобновиться уже через 3 месяца после родов, даже если кормление грудью продолжается. Слишком короткий интервал между родами опасен, поскольку беременность требует от женщины больших энергетических затрат, и потому следующий ребенок может при рождении иметь недостаточный вес, а это сказывается на его жизнеспособности и ведет к неврологическим и другим осложнениям. Кроме того, гормональные сдвиги, сопутствующие беременности, уменьшают количество вырабатываемого молока. В развиваю- щихся странах это в особенности чревато опасностью для жизни грудного ребенка: важно, чтобы мать кормила ребенка своим молоком как можно дольше, так как рацион, на который он переходит после отнятия от груди, часто беден белками. Некоторые специалисты считают, что длительность «лактационной аменореи» зависит от режима кормления ребенка*. Однако исследования, проведенные в Африке П. Лунном и Р. Уайтхедом из Кембриджского университета, показали, что на срок восстановления регулярных менструально-овуляционных циклов явно влияют характер питания и физическая нагрузка. БЭТОЙ СТАТЬЕ речь шла только о женщинах, однако недостаточное питание и потеря веса могут влиять на плодовитость и у мужчин. В классическом исследовании, проведенном А. Кейсом, Дж. Брозеком и их коллегами в Университете шт. Миннесота, было обнаружено, что у мужчин снижение калорийности рациона и происходящая вследствие этого потеря веса прежде всего приводят к уменьшению полового влечения. Дальнейшая потеря веса влечет за собой снижение количества жидкости предстательной железы и уменьшение подвижности и жизнеспособ- * См. статью: Р. Шорт. Грудное вскармливание, «В мире науки», 1984, № 8. — Прим. ред.
В ЯСНЫЙ день при температуре 0°С даже самая лучшая солнечная батарея превращает падающую на нее радиацию в тепло с эффектив- ности сперматозоидов. Когда масса тела становится на 25*70 меньше нормальной для данного роста, выработка спермы угнетается. Восполнение веса приводит, в обратном порядке, к восстановлению половой функции. Недавно при исследовании мужчин, занимающихся марафонским бегом, и других спортсменов высокого класса, отличающихся большой худобой, было обнаружено, что у них так же, как и у спортсменок-женщин, нарушена деятельность гипоталамуса. Во многих случаях гипоталамус либо вырабатывал недостаточно гонадотропин-ри-лизинг-фактора, либо его секреция происходила ненормально, вследствие чего уровень тестостерона (мужского полового гормона) был пониженным. Пока не известно, ослаблена ли у таких мужчин плодовитость илТн нет. Вопрос о связи между количеством жира и плодовитостью у мужчин еще мало исследован. Напротив, «преходящее бесплодие» у чрезмерно худых женщин было известно еще в прошлом веке. В 1884 г., когда часты были случаи аменореи из-за плохого питания, врач Дж. Дункан рекомендовал Королевскому обществу врачей лечить таких бесплодных женщин хорошей пищей, например ростбифом и французским вином. По его словам, «даже если очень худая женщина и могла бы забеременеть, то вероятность родить живого ребенка или выжить самой во время родов была бы чрезвычайно мала».
В МИРЕ НАУКИ-1988/№5 ПОЛНОТА И ПЛОДОВИТОСТЬ menstrual cycles: fatness as a determinant oF minimum weight FOR height necessary FOR their maintenance or onset. Rose E. Frisch and Janet W. McArthur in Science, Vol. 185, No. 4155, pages 949-951; September 13,1974. hypothalamic dysfunction in secondary amenorrhea associated with simple weight Loss. Robert A.Vigersky, Arnold E.Andersen, Ronald H.Thompson and D.Lynn Loriaux in The New England Journal of Medicine, Vol. 297, No. 21, pages 1141-1145; November 24,1977. population, food intake, aND fertility. Rose E. Frisch in Science, Vol. 199, No. 4324, pages 22-30, January 6, 1978. effects oF physical activity oN reproductive function aND development in males. stephen R.Wall and David C. Gumming in Seminars in Reproductive Endocrinology, Vol. 3, No. I, pages 65-80; 1985. fatness, menarche, aND female fertility. Rose E.Frich in Perspectives in Biology and Medicine, Vol. 28, No. 4, pages 611-633; Summer, 1985. НА ПОРОГЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОВ Rose E. Frisch (РОЗА Э.ФРИШ «Полнота и плодовитость») — доцент в Школе здравоохранения Гарвардского университета. Степень бакалавра получила в 1939 г. в Смит-Колледже, степень магистра в области зоологии в 1940 г. в Колумбийском университете, степень доктора философии в области генетики — в 1943 г. в Вискон-синском университете. В 1965 г. стала сотрудницей Гарвардского центра по изучению народонаселения; в период работы там заинтересовалась биологией размножения. В последнее время занимается проблемой долгосрочного влияния физических упражнений на детородную функцию и общее состояние здоровья у женщин. Каталог: VIVOVOCO Скачать 163.09 Kb. Поделитесь с Вашими друзьями:
|