Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. Физиология полового развития у мальчиков 14
1.2. Конституциональная задержка пубертата в структуре задержки полового развития у мальчиков 18
1.3. Влияние избыточной массы тела на конституциональную задержку пубертата .20
1.4. Дифференциальная диагностика конституциональной задержки пубертата и гипогонадотропного гипогонадизма 24
1.5. Прогноз конституциональной задержки пубертата у мальчиков 31
Глава 2. Материалы и методы исследования 33
2.1. Материалы исследования 33
2.2. Методы исследования 36
2.3. Статистический анализ полученных данных 38
Глава 3. Результаты собственных исследований 39
3.1. Фенотипы мальчиков с конституциональной задержкой пубертата .39
3.2. Клинико-гормональная характеристика конституциональной задержки пубертата у мальчиков в зависимости от фенотипа .41
3.3. Клинико-гормональные предикторы старта полового развития у мальчиков с конституциональной задержкой пубертата .52
3.4. Дифференциально-диагностические критерии конституциональной задержки пубертата и гипогонадотропного гипогонадизма у мальчиков 69
3.5. Оценка экономической эффективности использования различных дифференциально-диагностических критериев конституциональной задержки пубертата и гипогонадотропного гипогонадизма у мальчиков 91
Заключение 94
Выводы 106
Практические рекомендации 107
Список сокращений 108
Список литературы 109
- Физиология полового развития у мальчиков
- Клинико-гормональная характеристика конституциональной задержки пубертата у мальчиков в зависимости от фенотипа
- Дифференциально-диагностические критерии конституциональной задержки пубертата и гипогонадотропного гипогонадизма у мальчиков
- Оценка экономической эффективности использования различных дифференциально-диагностических критериев конституциональной задержки пубертата и гипогонадотропного гипогонадизма у мальчиков
Физиология полового развития у мальчиков
Половое развитие это сложный процесс формирования человека, который начинается в период внутриутробной жизни и продолжается до приобретения репродуктивной функции человека [11, 32, 128]. Этот процесс реализуется благодаря активации гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы [10, 23, 32, 57]. Уникальной особенностью функционирования гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы является волнообразный характер ее активности. Пик активации гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы отмечается во внутриутробном, раннем постнатальном и пубертатном периодах [10,11, 23].
Во внутриутробном периоде у плода формируются гипоталамо-гипофизарно гонадные взаимосвязи. При этом отмечается постепенное нарастание концентрации гонадотропных гормонов (лютеинизирующего гормона/ЛГ и фолликулостимулирующего гормона/ФСГ) и тестостерона в сыворотке крови, которое достигает максимальной концентрации к концу второго триместра беременности. К моменту родов отмечается снижение концентрации гонадотропинов в сыворотке крови плода. Активация гипоталамо-гипофизарной системы во внутриутробном периоде способствует развитию гениталий, регулирует процесс опускания яичек в мошонку [11, 110].
Следующим важным этапом полового развития у мальчиков является период «мини-пубертата». Данный период начинается с 1 недели жизни и характеризуется увеличением гонадотропных гормонов (ЛГ, ФСГ) и тестостерона в сыворотке крови, достигая пика концентрации к 3-му месяцу жизни, с постепенным снижением до препубертатных значений к 6-му месяцу жизни [10, 110]. Данный период характеризуется морфологическим изменением тестикул в виде пролиферации и созревания клеток Сертоли и специфических изменений клеток Лейдига. Кроме того, отмечается повышение маркеров активности клеток Сертоли, таких как ингибин В, антимюллеров гормон [11, 38, 114, 118]. Данный период крайне важен для дальнейшего становления репродуктивной системы. Гормональное обследование мальчиков в возрасте 1-6 месяцев после рождения позволяет прогнозировать репродуктивную функцию ребенка. Кроме того, получены данные об эффективности терапии препаратами рекомбинантных гонадотропинов в данный период жизни у пациентов с врожденным гипогонадотропным гипогонадизмом [11, 38].
В последующем наступает «ювенильная пауза» период физиологического покоя половых желез. В этот период концентрация гонадотропинов, тестостерона резко снижается и имеет допубертатные значения до наступление половой зрелости. При этом данный период характеризуется небольшим снижением концентрации ингибина В в сыворотке крови, при сохранении высокой концентрации антимюллерова гормона в течение всего допубертатного периода.
Таким образом, достаточная концентрация ингибина В и высокая концентрация антимюллерова гормона в сыворотке крови у мальчиков в допубертатном периоде являются маркерами функционального созревания клеток Сертоли и, соответственно, могут быть использованы в диагностике гипогонадизма [11, 38, 52]. Данный период сменяется последним, завершающим периодом активации гипоталамо-гипофизарной системы пубертатом. Пубертат транзиторный период между детством и половой зрелостью, контролируется комплексом нейроэндокринных факторов, обеспечивающих ряд физических и психических изменений, приводящих к физической, психической и репродуктивной зрелости организма [10, 13, 32, 64].
Начало пубертатного периода у мальчиков определяется способностью центральной нервной системы индуцировать импульсную секрецию гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ). Результатом секреции ГнРГ является секреция гипофизом гонадотропных гормонов ЛГ, ФСГ. Повышение концентрации ФСГ приводит к созреванию клеток Сертоли, что стимулирует продукцию ингибина В. Последующее воздействие ЛГ приводит к терминальному созреванию клеток Сертоли и к стимуляции клеток Лейдига для выработки тестостерона. Под действием тестостерона происходит развитие вторичных половых признаков и формирование мужского фенотипа. Согласованная стимуляция клеток Сертоли с помощью ФСГ и внутригонадного тестостерона приводит к инициации сперматогенеза. При этом по мере прогрессирования полового развития концентрация ингибина В постепенно увеличивается, тогда как концентрация антимюллерова гормона снижается по мере того, как клетки Сертоли дифференцируются и концентрация интратестикулярного тестостерона увеличивается [37, 38, 40, 52, 53, 79, 92, 97, 109] (Рисунок 1).
Пубертатный период характеризуется становлением гипоталамо гипофизарно-гонадных взаимосвязей. Так, гипоталамо-гипофизарная регуляция половой функции осуществляется по классической схеме, в основе которой лежит принцип прямой и обратной связи между основными участниками процесса: гипоталамический рилизинг-гормон (ГнРГ) тропные гормоны гипофиза (ЛГ, ФСГ) периферические эндокринные железы (тестикулы) [13,32, 127].
Механизмы, инициирующие активацию гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы и определяющие возраст начала пубертата, остаются предметом активного исследовательского интереса [23, 128]. Были получены данные о роли инсулина, глюкозы, лептина, грелина, мелатонина, пролактина, ИФР-1 в активации гипоталамо-гипофизарной системы [11, 33, 83, 102]. Однако, учитывая малочисленность и противоречивость полученных результатов, данный вопрос требует дальнейшего изучения.
На сегодняшний день изучена роль генетических факторов в пубертатной реактивации гонадной оси, расшифрована схема иерархической генетической регуляции и вклада эпигенетических процессов в пластичные изменения свойств генов, при этом ключевая роль принадлежит системе кисспептинов как предполагаемому модулятору гонадотропной оси. В основу данной концепции легли результаты большого числа исследований в области молекулярно генетической, эпигенетической и нейроэндокринной регуляции ГнРГ секретирующей функции гипоталамуса [17, 22, 23, 57, 69, 70, 77, 94, 134]. Однако большинство ключевых аспектов требуют дальнейшего изучения.
Возраст начала пубертатного периода у мальчиков широко варьируется среди населения в целом. Однако обычно половое развитие у мальчиков начинается в интервале с 9 до 14 лет, в среднем 11,5-12 лет [10, 23, 33]. Результаты последних исследований свидетельствуют о снижении возраста старта пубертата в большей степени у девочек, в меньшей – у мальчиков. Однако большинство исследований, проведенных с участием мальчиков, не носило популяционного характера и результаты многих из них оказались противоречивы и сложны для интерпретации в связи с отсутствием стандартизированных подходов. В связи с чем полученные данные не позволили изменить референсный диапазон физиологического старта пубертата [23, 143].
Средняя продолжительность пубертата от первых его проявлений до полной половой зрелости у мальчиков составляет 3,5 года (2-4,5 года) [11, 110]. Традиционно динамика изменений вторичных половых признаков у детей в течение пубертата ранжируется по шкале Tanner, при которой для 1 стадии характерно препубертатное состояние и отсутствие вторичных половых признаков, для 2 стадии старт полового развития, для 3 стадии – последующее прогрессирование полового развития и для 4-5 стадии соответствие полового развития половозрелому состоянию [8, 10] (Таблица 1).
Клинико-гормональная характеристика конституциональной задержки пубертата у мальчиков в зависимости от фенотипа
Проведена оценка клинико-гормональных показателей у мальчиков с КЗПР в зависимости от массы тела. Определено влияние как дефицита массы тела, так и избыточной массы тела/ожирения на течение позднего пубертата у мальчиков.
Клинико-гормональная характеристика конституциональной задержки пубертата у мальчиков с дефицитом массы тела
Проведено сравнение клинико-гормональных показателей мальчиков с КЗПР с дефицитом массы тела (n=9) с мальчиками с КЗПР с нормальной массой тела (n= 38).
При оценке антропометрических показателей как в группе мальчиков с КЗПР с дефицитом массы тела, так и в группе мальчиков с нормальной массой тела были выявлены низкие сопоставимые показатели роста и костного возраста (Таблица 3).
Следует отметить, что низкие показатели роста и костного возраста являются характерными признаками КЗПР, которые отмечаются с первых лет жизни с последующим формированием патологической задержки роста и костного созревания в препубертатном возрасте [11, 12].
Как в группе мальчиков с КЗПР с дефицитом массы тела, так и в группе мальчиков с КЗПР с нормальной массой тела не было выявлено статистических различий по объему гонад и длине кавернозных тел. В обеих группах микропении выявлено не было (Таблица 4).
Проведен анализ гормональных показателей в группе мальчиков с КЗПР с дефицитом массы тела и с КЗПР с нормальной массой тела. Обе группы юношей были сопоставимы по содержанию в сыворотке крови гормонов щитовидной железы (ТТГ, свТ4), гормонов надпочечников (кортизол, ДГЭА-с), пролактина, ИФР-1, инсулина, а также половых гормонов (ЛГ, ФСГ, эстрадиол, тестостерон, индекс свободного тестостерона, ингибин В, антимюллеров гормон). При проведении стимуляционных тестов получены сопоставимые значения max ЛГ, коэффициента max ЛГ/max ФСГ на тесте с аналогом ГнРГ и тестостерона на тесте с хорионическим гонадотропином.
Однако мальчики с КЗПР с дефицитом массы тела имели значимо больше концентрацию ГСПГ в сыворотке крови, в отличие от мальчиков с КЗПР с нормальной массой тела (Ме 127,4 vs 93,8 нмоль/л, p=0,03) (Таблица 5).
Клинико-гормональная характеристика конституциональной задержки пубертата у мальчиков с избыточной массой тела/ожирением
Проведено сравнение клинико-гормональных показателей мальчиков с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением (n=25) и мальчиков с КЗПР с нормальной массой тела (n=38).
В первую очередь проведена оценка антропометрических показателей в данных группах пациентов. Оказалось, что мальчики с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением, в отличие от мальчиков с КЗПР с нормальной массой тела, были значимо выше (МеSDS роста -0,5 vs -1,6, р=0,0002) и значимо меньше отличались от своего целевого роста (МеSDS отставание от целевого роста -1 vs -1,8, р=0,0002) (Таблица 6).
При оценке костного возраста выявлено, что пациенты с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением имели значимо меньше отставание костного возраста от паспортного возраста, в отличие от мальчиков с КЗПР с нормальной массой тела (МеSDSкостного возраста -1,2 vs -3,0, р=0,00007) (Таблица 7).
При этом у мальчиков с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением в абсолютном большинстве случаев отмечались нормальные показатели роста (SDS роста -2, 92 %) и костного возраста (SDS костного возраста -2, 84 %), в отличие от мальчиков с КЗПР с нормальной массой тела, которые чаще имели патологическую задержку роста (SDS роста -2, 39,5 %) и костного возраста (SDS костного возраста -2, 65,8 %).
Мальчики с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением не отличались по объему гонад и длине кавернозных тел от мальчиков с КЗПР с нормальной массой тела (Таблица 8).
Мальчики с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением и мальчики с КЗПР с нормальной массой тела были сопоставимы по содержанию в сыворотке крови ТТГ, свТ4, пролактина, ИФР-1, кортизола.
Однако у юношей с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением, по сравнению с юношами с КЗПР с нормальной массой тела, отмечалась более высокая концентрация ДГЭА-с (Ме 4,4 vs 3,3 мкмоль/л, р=0,03) и инсулина (Ме 9,7 vs 4,0 мкЕд/мл, р=0,00003) в сыворотке крови (Таблица 9).
По результатам исследования половых гормонов не выявлено различий между мальчиками обеих групп по содержанию в сыворотке крови ЛГ, ФСГ, ингибина В, антимюллерова гормона, эстрадиола, тестостерона, индекса свободного тестостерона, кроме того, получены сопоставимые значения max ЛГ и коэффициента max ЛГ/ max ФСГ на тесте с аналогом ГнРГ. Однако выявлено, что у пациентов с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением, в отличие от мальчиков с КЗПР с нормальной массой тела, значимо меньше содержание в сыворотке крови ГСПГ (Ме 50,3 vs 93,8 нмоль/л, р=0,0006) и тестостерона на тесте с хорионическим гонадотропином (Ме 8,9 vs 15,1 нмоль/л, р=0,2) (Таблица 10).
Таким образом, изучено влияние массы тела на течение позднего пубертата у мальчиков. Мальчики с КЗПР с нормальной массой тела и с дефицитом массы тела имели характерную для позднего пубертата задержку роста и костного созревания [11, 12]. При этом мальчики с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением имели средние показатели роста и костного возраста. Хотя патофизиологические механизмы ускорения роста и костного возраста у мальчиков с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением остаются не определены, предполагается центральная роль ДГЭА-с, инсулина, ГСПГ в продвижении роста и костного возраста в данной группе пациентов.
При оценке андрогенного статуса у мальчиков с КЗПР с избыточной массой тела/ожирением, по сравнению с мальчиками с нормальной массой тела, выявлен более низкий ответ тестостерона на стимуляцию хорионическим гонадотропином, который коррелирует с эстрадиолом, что определяет необходимость дополнительного динамического наблюдения за репродуктивной функцией в данной группе пациентов.
Дифференциально-диагностические критерии конституциональной задержки пубертата и гипогонадотропного гипогонадизма у мальчиков
Проведена оценка объема гонад у 56 из 86 мальчиков с задержкой пубертата через 2 года наблюдения. Критерием гипогонадизма считали объем гонад 3 см3 по истечении двух лет наблюдения [80].
Через 2 года наблюдения группа пациентов с КЗПР составила 89,3 % (50/56) мальчиков с Ме объема гонад 6,4 [4,8;7,5], группа пациентов с гипогонадотропным гипогонадизмом составила 10,7 % (6/56) мальчиков с Ме объема гонад 0,5 [0,4;1,1]. Кроме того, пациенты второй группы имели дополнительные данные в пользу гипогонадотропного гипогонадизма, такие как дефект гена Prop-1 – 1 пациент (у данного пациента проведен анализ только половых гормонов, объема гонад, длины кавернозных тел), сочетание микропении с аносмией – 1 пациент, аносмию/гипосмию – 3 пациента (Рисунок 17).
Проведено определение нозологического варианта задержки полового развития у 14 мальчиков, у которых на первом этапе обследования не установлен диагноз, так как получен отрицательный результат теста с аналогом ГнРГ (max ЛГ 10 мМЕ/мл). Из них: у 42,9 % (6/14) мальчиков диагностирован гипогонадотропный гипогонадизм, у 57,1 % (8/14) мальчиков диагностирована конституциональная задержка пубертата.
Проведена оценка исходных (при первичном обращении) клинико-гормональных показателей в группе мальчиков с КЗПР (n=50) и группе мальчиков с гипогонадотропным гипогонадизмом (n=6).
Исходно группа мальчиков с КЗПР и группа мальчиков с гипогонадотропным гипогонадизмом были сопоставимы по возрасту 14,4 ±0,8 vs 15,3 ±1,9 лет, p=0,3.
При анализе антропометрических показателей выявлено, что обе группы пациентов имели сопоставимый целевой рост. Однако мальчики с КЗПР исходно значимо больше отличались от своего целевого роста, в отличие от мальчиков с гипогонадотропным гипогонадизмом (Ме SDS отставание от целевого роста -1,8 vs -0,4, p=0,02) (Таблица 18).
73 Группа мальчиков с КЗПР при первичном обследовании имела значимо больше объем гонад по сравнению с группой мальчиков с гипогонадотропным гипогонадизмом (Ме 1,9 vs 0,5 см, p=0,0003). При этом анализ полученных данных показал, что обе группы пациентов не отличались по размеру кавернозных тел (Таблица 21).
Однако, при оценке половых гормонов выявлено, что при первичном обследовании мальчики с КЗПР, по сравнению с мальчиками с гипогонадотропным гипогонадизмом, имели значимо больше базальную концентрацию ЛГ (Ме ЛГ 1,1 vs 0,1 мМЕ/мл, p=0,0002), ФСГ (Ме ФСГ 1,9 vs 0,2 МЕ/л, p=0,00007), ингибин В (Ме 142,3 vs 31,3 пг/мл, p=0,00009). При этом обе группы пациентов не отличались по содержанию тестостерона, антимюллерова гормона, ГСПГ, индекса свободного тестостерона, эстрадиола в сыворотке крови (Таблица 23).
Исходно у 56 юношей проведен диагностический тест с аналогом ГнРГ и у 45 юношей – однодневный или трехдневный тест с хорионическим гонадотропином. В группе мальчиков с КЗПР однодневный и трехдневный тесты проведены у 91,1 % (41/45) и 8,9 % (4/45) юношей соответственно, при этом получены сопоставимые результаты тестов (Ме тестостерона 14,4 vs 14,9 нмоль/л, p=0,8). В группе мальчиков с гипогонадотропным гипогонадизмом однодневный и трехдневные тесты составили по 50 % (3/6) случаев при сопоставимых результатах тестов (Ме тестостерона 2,3 vs 0,8 нмоль/л, p=0,3). Полученные данные позволили объединить группы мальчиков с однодневными и трехдневными тестами. Анализ результатов стимуляционных тестов показал, что мальчики с КЗПР, в отличие от мальчиков с гипогонадотропным гипогонадизмом, продемонстрировали значимо больше max ответ ЛГ (Ме max ЛГ 18,9 vs 0,6 мМЕ/мл, p=0,00007), коэффициент max ЛГ/max ФСГ на тесте с аналогом ГнРГ (Ме max ЛГ/max ФСГ 2,3 vs 0,4, p=0,0002) и тестостерона на тесте с хорионическим гонадотропином (Ме 14,4 vs 1,1 нмоль/л, p=0,0001) (Таблица 24).
Проведена оценка традиционной интерпретации диагностических тестов с аналогом ГнНГ (max ЛГ 10 мМЕ/мл) и хорионическим гонадотропином ( тестостерона 3,5 нмоль/л) [8] и поиск новых высокоточных дифференциально-диагностических критериев КЗПР и гипогонадотропного гипогонадизма с определением их точек отсечения (cut off) и расчетом чувствительности и специфичности с помощью ROC- анализа.
Анализ традиционного критерия диагностики КЗПР – max ответ ЛГ10 мМЕ/мл на тесте с аналогом ГнРГ продемонстрировал AUC 0,920 ± 0,037 (95 % ДИ 0,847–0,993), чувствительность 100 %, специфичность 84 % (Рисунок 18).
Определение SDS отставание от целевого роста, SDS костного возраста в дифференциальной диагностике КЗПР и гипогонадотропного гипогонадизма имели «низкую» дискриминационную способность дифференциальной диагностики КЗПР и гипогонадотропного гипогонадизма.
Определение объема гонад методом эховолюметрии продемонстрировало «хорошую» дискриминационную способность дифференциальной диагностики КЗПР и гипогонадотропного гипогонадизма, AUC 0,904 ± 0,058 (95 % ДИ 0,79 - 1). Точка отсечения (cut off) объема гонад составила 1,1 см3 с чувствительностью 88,9 %, специфичностью 83,3 % в диагностике КЗПР у мальчиков (Рисунок 20).
Определение коэффициента max ЛГ/max ФСГ на тесте с аналогом ГнРГ продемонстрировало «отличную» дискриминационную способность дифференциальной диагностики КЗПР и гипогонадотропного гипогонадизма, AUC 0,960 ± 0,025 (95 % ДИ 0,91-1). Точка отсечения (cut off) коэффициента max ЛГ/max ФСГ на тесте с аналогом ГнРГ составила 1 с чувствительностью 92 %, специфичностью 100 % в диагностике КЗПР у мальчиков (Рисунок 22).
Определение базального ФСГ в сыворотке крови продемонстрировало «отличную» дискриминационную способность дифференциальной диагностики КЗПР и гипогонадотропного гипогонадизма AUC 1 ± 0 (95 % ДИ 1–1). Точка отсечения (cut off) базальной концентрации ФСГ в сыворотке крови составила 0,5 МЕ/л с чувствительностью 100 %, специфичностью 100 % в диагностике КЗПР у мальчиков (Рисунок 23).
Оценка экономической эффективности использования различных дифференциально-диагностических критериев конституциональной задержки пубертата и гипогонадотропного гипогонадизма у мальчиков
С целью дифференциальной диагностики КЗПР и гипогонадотропного гипогонадизма предложено два варианта обследования. Так, согласно первому – исследование базальных концентраций ФСГ, ЛГ и ингибина В в сыворотке крови, согласно второму проведение стимуляционных тестов с аналогом ГнРГ или с хорионическим гонадотропином. Проведена оценка экономической целесообразности каждого варианта обследования. Первый вариант обследования включал стоимость однократного амбулаторного исследования концентрации ФСГ, ЛГ, ингибина В в сыворотке крови. Стоимость обследования составила 2800 рублей.
Второй вариант обследования включал стоимость одного из трех стимуляционных тестов: с аналогом ГнРГ, однодневный с хорионическим гонадотропином, трехдневный с хорионическим гонадотропином.
Проведение стимуляционного теста с аналогом ГнРГ включало стоимость двух дней пребывания в стационаре дневного пребывания, подкожное введение Трипторелина, четырехкратное исследование ЛГ, ФСГ (исходно, через 1 час, через 4 часа, через 24 часа). Стоимость обследования составила 9060 рублей.
Проведение стимуляционного однодневного теста с хорионическим гонадотропином включало стоимость четырех дней пребывания в стационаре дневного пребывания, внутримышечное введение Гонадотропина хорионического, четырехкратное исследование тестостерона (исходно, через 24 часа, через 48 часов, через 72 часа). Стоимость обследования составила 9120 рублей.
Проведение стимуляционного трехдневного теста с хорионическим гонадотропином включало стоимость четырех дней пребывания в стационаре дневного пребывания, трехкратное внутримышечное введение Гонадотропина хорионического, двукратное исследование тестостерона (исходно, через 24 часа после последней инъекции). Стоимость обследования составила 8364 рублей.
Экономия средств при определении базальной концентрации гормонов, в отличие от проведения стимуляционных тестов составила 9060-2800=6260, 9120-2800=6320, 8364-2800=5564 рублей на одного пациента, что позволило снизить в 3,2; 3,3; 3 (в среднем 3,2) раза финансовые затраты на обследование пациентов данной группы (Рисунок 29).