За последние 150 лет средний возраст наступления первой менструации у американских девочек уменьшился на 3 года. Сначала в 1969, а затем в 1999 годах нормы возраста полового созревания пересматривались в сторону уменьшения, при этом у мальчиков в последний раз нормы остались без изменений. 

В итоге в наше время нормальным считается появление первых признаков полового созревания у девочек в возрасте 10±3, а у мальчиков 11±2 года. По какой причине половое созревание «молодеет», и почему для девочек данный тренд более актуален?

В этой статье я развиваю гипотезу о механизме влияния высококалорийного питания на сроки полового созревания с преимущественным воздействием на женский пол. 

Также данная гипотеза отвечает на вопросы, почему у более упитанных детей половое созревание наблюдается раньше, а при карликовости — значительно задерживается.

Введение

Как у животных, так и у людей скорость наступления полового созревания положительно зависит от массы тела даже в большей степени, чем от возраста. То есть при достижении некой критической массы тела разблокируется биосинтез половых гормонов, в результате чего наступает половое созревание. Но каким образом организм рассчитывает собственную массу тела и определяет момент достижения критического значения, после которого запускается половое созревание?

В такой системе отсчета должна присутствовать некая константа, относительно которой растущая масса тела является переменным значением. Учитывая, что половое созревание в детском возрасте блокировано высоким уровнем гормона мелатонина, гипотетическую константу целесообразно искать в синтезирующей данный гормон железе — в эпифизе.

Мелатонин тормозит половое созревание

В раннем детстве высокая концентрация мелатонина блокирует гормоны гипофиза, стимулирующие половые железы (гипофизарно-гонадная система). С возрастом уровень мелатонина в организме ребенка снижается, что и обуславливает активацию гипофизарно-гонадной системы и запуск полового созревания. Данная роль мелатонина в половом созревании доказана в исследованиях более полувека назад. Подробнее о роли мелатонина в профилактике старения и рака я писал здесь, а сейчас актуален вопрос — как увеличение массы тела становится причиной снижения уровня мелатонина и наступления полового созревания.

Снижение концентрации мелатонина с возрастом обычно объясняется постепенной кальцификацией клеток эпифиза. Однако между увеличением массы тела и процессом кальцификации не обнаруживается причинно-следственная связь. Кроме того, в исследованиях снижение уровня мелатонина наблюдается задолго до наступления полового созревания, а развитие кальцификации чаще происходит позже. Поэтому вызванное кальцификацией эпифиза снижение уровня мелатонина не может рассматриваться в качестве причины полового созревания и актуально для более позднего возраста. Очевидно, что значительное снижение концентрации мелатонина перед половым созреванием опосредованно иным механизмом.

Гипотеза: эпифиз — константа массы в растущем организме

Эпифиз — единственная железа в организме, размеры которой остаются постоянными на протяжении практически всей жизни человека. Если быть точным, то объем железы увеличивается до 2 лет, а затем рост прекращается и остается постоянным до конца жизни, а также почти не различается у людей в зависимости от пола, роста и массы тела. 

То есть, объем эпифиза является своего рода константой относительно быстро растущего детского организма и общего разнообразия человечества. Следовательно, по мере роста организма отношение массы эпифиза к массе тела к 25 годам уменьшается почти в 10 раз, а это, в свою очередь, должно вести к пропорциональному снижению уровня мелатонина, который попросту растворяется в растущем объеме тканей. Результаты исследований подтверждают данное предположение:

Если на кривую массы тела на графике сделать проекцию среднего возраста полового созревания (9 — 11 лет), то искомая критическая масса тела будет примерно равна 35−40 кг. Рассчитанная таким образом величина подтверждается и в исследованиях, в которых первые признаки полового созревания у мальчиков наблюдались при достижении 40±9 кг. 

Сильные отклонения от среднего могут быть обусловлены разницей в количестве жира в организме. Так, например, в исследовании детей с избыточной массой тела и ожирениемнаблюдалось ускоренное наступление полового созревания. Эти результаты можно объяснить высокой растворимостью мелатонина в липидах (жировая ткань) и низкой растворимостью в воде (мышечная ткань). Таким образом, ключевое значение в сроках полового созревания имеет, скорее всего, не масса тела, а объем жировой ткани. Правда, критическое значение для данного параметра пока не определено.

Еще одним примером справедливости обсуждаемой здесь гипотезы является карликовость, при которой размеры эпифиза соответствует таковым размерам у здорового человека при меньшей массе тела. Например, при карликовости Ларона половое созревание задерживается до тех пор, пока свойственное для данных пациентов ожирение не увеличит объем жировой ткани до критического значения.

Итак! Растущее тело становится своеобразным буфером, который с каждым дополнительным килограммом жира связывает все больше мелатонина, секреция которого ограничена постоянным в течение жизни объемом эпифиза. 

В результате этого пиковая ночная концентрация мелатонина снижается. Днем, когда секреция мелатонина прекращается, гормон медленно выходит из жировой ткани в кровь и катаболизируется при прохождении через печень. Снижение суточной амплитуды концентрации мелатонина разблокирует гипофизарно-гонадную систему и запускает половое созревание. Таким образом увеличение качества и калорийности питания обуславливает не только акселерацию, но и вызванное ею более раннее половое созревание современных детей. Но почему данный тренд более актуален в отношении девочек, которые и так созревают раньше мальчиков?

Жировая ткань — источник эстрогенов

Дело в том, что жировая ткань способна перерабатывать андрогены в эстрогены. Данная реакция протекает в жировой ткани в том числе и до полового созревания, когда небольшое количество андрогенов производится в надпочечниках у обоих полов. Чем больше объем жировой ткани, тем больше мужских андрогенов будет превращаться в женские эстрогены. 

Соответственно, по мере роста и увеличения объема жировой ткани, у девочек, как правило, раньше мальчиков начинается половое развитие, которое, само по себе, еще больше ускоряет акселерацию. Таким образом, увеличение калорийности питания и следующая за этим акселерация ускоряют половое созревание обоих полов, но способность жировой ткани производить эстрогены дополнительно форсирует развитие девочек. Поэтому даже среди родившихся в один день разнополых двойняшек более быстрое развитие будет наблюдаться у девочки.

Заключение

Значение зависимости сроков наступления полового созревания от массы тела трудно переоценить, особенно для женщин. Вынашивание и вскармливание требует от организма значительных ресурсов, поэтому природа позаботилась, чтобы девочка прежде набрала минимально необходимую для репродукции массу тела. В дикой природе этот механизм имел значительную адаптивную роль — способность к размножению появлялась только при наличии пищевых ресурсов. Не случайно и у современных женщин значительное снижение массы тела в результате анорексии или «сушки» у спортсменок ведет к прекращению менструаций и снижению фертильности.

В противоположных условиях избыточного питания половое созревание закономерно наступает раньше. Однако всё более раннее созревание девочек теряет свою адаптивную роль на фоне увеличения продолжительности жизни и репродуктивного возраста, а также все более поздней репродуктивной активности современных женщин. 

Таким образом, в условиях современной жизни древние биологические механизмы продолжают действовать, но могут, как говорится, «выйти боком». С одной стороны преждевременное половое созревание ускоряет интеллектуальное развитие девочек, но в долгосрочной перспективе — негативно влияет на их психическое развитие и социальную адаптацию. Поэтому родителям остается посоветовать следить за питанием и весом своих детей, так как «всякое семя знает свое время».

Половое созревание — не единственный пример зависимости сроков развития человека от массы тела. Так, например, срок начала родов значительно зависит от соотношения массы тела материнского организма и плода. Механизм данной взаимосвязи очень интересен, но об этом поговорим как-нибудь в следующий раз.