Тестостерон: гормон, который разделяет и властвует: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

С другой стороны, есть мужчины, у которых яички не функционируют должным образом; другие принимают лекарства, подавляющие их функцию; у третьих яичек вообще нет{191}. У таких мужчин фиксируется низкий, иногда почти нулевой уровень тестостерона. Кроме того, встречаются люди, исходно начавшие развиваться по мужскому типу, яички которых обеспечивают нормальный мужской уровень тестостерона, но которые не вырастают типичными мужчинами. Случай Дженни с ее СПНкА – крайний пример подобного рода.

Помните Тамана, у которого был дефицит 5-альфа-редуктазы? Он выглядел девочкой и, соответственно, так и воспитывался, но в период полового созревания у него появился пенис, яички опустились в мошонку, и он начал жить как мужчина. В отличие от Дженни, у Тамана помимо семенников и тестостерона есть рабочие андрогенные рецепторы, но при этом отсутствует важный фермент, 5-альфа-редуктаза, необходимый для преобразования тестостерона в более мощный ДГТ (дигидротестостерон). Значительная часть людей с дефицитом 5-альфа-редуктазы в период полового созревания и после него продолжают жить как женщины (у некоторых яички так и не опускаются). А среди элитных спортсменов с особенностями полового развития, которые принимают участие в соревнованиях среди женщин, но в то же время имеют половые хромосомы XY и высокий уровень тестостерона, дефицит 5-альфа-редуктазы является обычным явлением{192}.

Метаанализ Хандельсмана, подтвердивший гендерную бинарность уровней тестостерона, был основан на результатах исследований большого числа типичных, здоровых взрослых мужчин и женщин. Но, возможно, бинарность исчезнет, если в метаанализ будут включены люди с особенностями полового развития или просто заболеваниями? Чтобы ответить на этот вопрос, другая научная группа во главе с Ричардом Кларком, членом совета директоров Антидопингового агентства США, провела аналогичный метаанализ литературы, в который вошли люди с СПКЯ, ВГКН и особенностями полового развития, такими как дефицит 5-альфа-редуктазы и СЧНкА (синдром частичной нечувствительности к андрогенам, при котором андрогенные рецепторы имеют пониженную способность реагировать на T).

Уровень Т в крови с учетом людей с атипичными состояниями

На приведенном здесь графике показаны диапазоны концентрации тестостерона у людей с половыми хромосомами XX и СПКЯ и у людей с половыми хромосомами XY и СПНкА/СЧНкА или дефицитом 5-альфа-редуктазы{193}. Кларк и его команда выяснили, что у людей с СПКЯ, имеющих яичники, уровни тестостерона были относительно высокими для женщин, но все же не доходили даже до нижней границы нормального мужского диапазона. Они также показали, что у людей с дефицитом 5-альфа-редуктазы и СЧНкА (которым не удалили семенники) уровень тестостерона в основном находится в пределах мужского диапазона.

Если у людей с хромосомами ХХ уровень T находится в пределах мужского диапазона или даже превышает его, это может быть вызвано опухолями яичников или надпочечников. Помимо таких серьезных заболеваний, уровень тестостерона может достигать значений, характерных для взрослых мужчин, только естественным путем – при наличии семенников и после полового созревания по мужскому типу.

Конечно, эти различия в уровнях T сами по себе не свидетельствуют о том, что T отвечает за различия в спортивных результатах. Так что вернемся к нашим вымышленным двойняшкам, Сэму и Софии: возможно, Сэм стал крупнее, сильнее и быстрее Софии, потому что у него есть «спортивные гены», уникальные для мужчин. Или, быть может, существует какое-то иное биологическое объяснение. Или просто родители заставляли его есть хлопья «Завтрак чемпионов». Но огромный массив эндокринологических данных свидетельствует, что преимущества Сэма в основном связаны с тестостероном. И это начинается в период полового созревания.

Из мальчиков в мужчин (и из девочек в женщин)

За свою жизнь Сэм испытал воздействие высоких уровней T четыре раза. Первый раз уровень тестостерона резко повысился в утробе матери, что привело к маскулинизации его репродуктивной системы и мозга. Значительное повышение уровня тестостерона наблюдалось также вскоре после рождения (цель этого мини-пубертата, как его иногда называют, до конца не выяснена). Вскоре его уровень Т упал до минимума, характерного для малышки Софии, и не менялся до следующего большого всплеска в период полового созревания. В этот критический для физического развития период уровень Т у Сэма увеличился в 20–30 раз, в то время как у Софии он изменился незначительно. На протяжении последующей жизни уровень тестостерона у Сэма достиг пика примерно в 20 лет, несколько лет оставался стабильным, а затем начал медленно снижаться{194}. В странах Запада у мужчин после 40 лет снижение в среднем составляет около 1,2 % в год. (Но это, судя по всему, в значительной степени необычно для мира мужского T. За пределами Запада, в менее промышленно развитых странах и небольших сообществах, для мужчин характерны в целом более низкие уровни Т и относительно небольшой спад на протяжении взрослой жизни.)

Гипоталамо-гипофизарно-гонадная ось

Половое созревание – критический период для развития качеств, способствующих успехам в спорте. И у Софии, и у Сэма этот процесс был запущен гипоталамусом, эволюционно древней структурой размером с миндальный орех, которая расположена в глубине мозга позвоночных и является своего рода мостиком между нервной и эндокринной системами. Гипоталамус начал посылать периодические сигналы в форме гонадотропин-рилизинг-гормона (ГнРГ) расположенному непосредственно под ним гипофизу (размером не больше горошины). В ответ гипофиз отправил вниз по кровотоку к яичникам Софии или семенникам Сэма собственные сигналы – лютеинизирующий гормон (ЛГ) и фолликулостимулирующий гормон (ФСГ). Эта изображенная выше система называется гипоталамо-гипофизарно-гонадной осью и в огромной мере обеспечивает контроль за выработкой половых гормонов, а также яйцеклеток и сперматозоидов.

У Софии половое созревание началось в типичном для девочек возрасте – около 11 лет. Вскоре после того, как ее яичники получили сигнал от гипофиза, у нее выросли лобковые волосы, появились зачатки груди и стали вылезать прыщи, а ее рост ускорился. Через год у нее случились первые месячные. У Сэма половое созревание началось в 12,5 лет (у мальчиков пубертат приходит на 1–2 года позже, чем у девочек): у него также появились волосы на лобке и активизировались кожные сальные железы. Кроме того, у него увеличился пенис и яички, начал ломаться голос, а 1,5 года спустя он испытал первую эякуляцию. Вскоре Сэм стал выше мамы. Хотя у Софии скачок роста начался раньше, чем у Сэма, он и закончился раньше{195}.

В течение последующих 3–4 лет близнецы стали подростками – уже не детьми, еще не мужчиной и женщиной, но с телами, способными создавать новую жизнь. Чтобы размножение было успешным, организмы Сэма и Софии должны развиваться совершенно по-разному. Прежде всего, им нужно создать гаметы – маленькие транспортные средства, которые смогут передать их гены следующему поколению. Итак, фабрики по производству гамет, семенники и яичники, вступают в строй, но без системы доставки сперма будет бесполезна, как будет пустой тратой денег любая фабрика, продукцию которой невозможно отправить клиентам. Аналогичным образом, яйцеклетки бессмысленны без места, где можно укрыть и выносить развивающегося ребенка. Повышение уровня половых гормонов синхронизирует появление сперматозоидов и яйцеклеток с возникновением тела, способного их использовать. Эволюция позаботилась о том, чтобы, когда спермы или яйцеклеток нет, энергия не тратилась и на все другие физиологические функции, способствующие размножению. В это время, например в детстве или в пожилом возрасте у женщин, уровень половых гормонов снижен.

Вторичные половые признаки, то есть телесные особенности, которые появляются в период полового созревания (например, женская грудь или низкий мужской голос) и помогают идентифицировать людей как мужчин или женщин, развиваются под воздействием половых гормонов. Нарастание жира на бедрах, ляжках, груди и ягодицах у Софии, а также ее более широкие бедра – другие примеры влияния гормонов. Широкие бедра понадобятся ей для выхода ребенка во время родов. Дополнительный жир запасает энергию для выращивания этого ребенка внутри ее собственного тела, а затем для его выкармливания молоком, которое ее тело будет производить, когда младенец появится на свет. Сэм, возможно, отделается одним лишь производством спермы, но дополнительные мускулы и крупные размеры тела помогут ему в борьбе за статус или ресурсы, что даст ему возможность привлекать партнерш и обеспечивать свое потомство. Таким образом, помимо развития репродуктивной системы, высокий уровень тестостерона помогает Сэму вырасти более крупным, чем София, включая более крепкие и длинные кости и увеличенную мышечную массу.

И у Сэма, и у Софии половые гормоны выступают в качестве прорабов целой бригады гормонов, включающей гормон роста (догадайтесь, за что он отвечает), инсулин, инсулиноподобный фактор роста 1 (ИФР-1), гормон щитовидной железы и некоторые другие. Все эти гормоны работают сообща, чтобы преобразить организмы Сэма и Софии с целью поддержания репродуктивной функции. Половые гормоны играют ведущую роль, но без помощи других членов бригады они не смогли бы выполнять свою работу.

Вскоре после наступления половой зрелости Сэм может уверенно побеждать сестру в армрестлинге. Наряду с гормоном роста и ИФР-1, тестостерон тоже способствует синтезу мышечного белка. T влияет на стволовые клетки – те, которые еще не определились, станут ли они клетками жировой или мышечной ткани, – заставляя их развиваться по мышечному пути и активно препятствуя их превращению в жировые клетки. Более высокий уровень T у Сэма также способствует утолщению мышечных волокон, в результате чего мускулы становятся более сильными и крупными{196}.

Более высокий уровень эстрогена и более низкий уровень тестостерона у Софии означают, что по сравнению с братом она по большей части преобразует потребляемую энергию в жир, а не в мышцы. В период полового созревания, когда и Сэм, и София набирают вес, скорость накопления жира у Софии в два раза выше, чем у Сэма! Когда в позднем подростковом возрасте их организмы прекращают половое развитие и стабилизируются во взрослом состоянии, сухая (без учета жира) масса тела Сэма примерно в 1,5 раза больше, чем у Софии. Хотя этот жир поможет ей вынашивать детей, в том, что касается спорта, он, как правило, означает лишь то, что у нее больше лишнего веса, чем у брата. Как будто мать-природа привязала к телу Софии несколько мешков муки, а Сэма оставила без ноши. В итоге у Софии нет шансов обойти Сэма при подтягивании на турнике{197}.

Здесь стоит подчеркнуть, что София не является «биологически обреченной» на проигрыш. Самые разные особенности образа жизни и даже просто поддержка со стороны родителей могли бы позволить ей добиться превосходства над братом в любых видах спорта. Если Сэм весь день сидит на диване, играет в видеоигры и лопает кексы, а София находит время для тренировок и придерживается правил здорового питания, ее перспективы значительно лучше. Нет никаких сомнений в том, что окружающая среда, воспитание, культура и личные привычки влияют на спортивные достижения. Но при прочих равных условиях Сэм, вероятно, будет иметь в спорте преимущество. И не только потому, что у него больше мускулов; различия в костях тоже имеют значение.

В костной ткани имеются рецепторы как к эстрогену, так и к тестостерону, и оба гормона принимают участие в росте трубчатых костей; но эстроген играет в этом процессе доминирующую роль как у мальчиков, так и у девочек{198}. Так почему же кости Сэма в период полового созревания выросли больше, чем у Софии? Не забывайте, что весь эстроген образуется из тестостерона с помощью фермента ароматазы. Важная роль эстрогена в процессе роста костей у мальчиков оставалась незамеченной до 1990-х гг., когда в поле зрения исследователей оказались несколько мальчиков с очень редким заболеванием – дефицитом ароматазы. Мутация в гене ароматазы означала, что у этих детей не вырабатывался эстроген: без ароматазы они не могли превращать в него тестостерон. Из-за дефицита эстрогена в детском, а затем и во взрослом возрасте у этих людей были такие же проблемы с костями, как у евнухов. Это были высокие мальчики с длинными конечностями и слабыми костями (наряду с некоторыми другими проблемами обмена веществ, показывающими важность эстрогена для развития и здоровья мужчин). Первоначально врачи пытались корректировать это нарушение с помощью инъекций тестостерона, но они не дали никакого эффекта (у мальчиков изначально было много тестостерона). Когда вместо этого им начали колоть эстроген, плотность костной ткани нормализовалась, а кости наконец перестали удлиняться – по сути, они вышли из затянувшегося периода детского роста{199}.

Повышенный уровень эстрогена (образующегося у мальчиков из тестостерона) способствует росту костей на протяжении большей части периода полового созревания, и тот же эстроген останавливает рост костей в конце пубертата (андрогены также способствуют росту костей, но, по сравнению с эстрогеном, их действие не настолько существенное). Девочки могут ненадолго обгонять мальчиков в росте, потому что половое созревание у них начинается на 1–2 года раньше и за это время они накапливают определенную фору{200}. Однако и заканчивается этот период у них раньше, примерно в 14–15 лет. Дополнительный год роста по детскому типу у мальчиков приводит к тому, что при вступлении в период полового созревания рост у них обычно выше, чем у девочек в той же стадии. Это в итоге и обеспечивает им более высокий окончательный рост, которого мальчики достигают к концу пубертата, примерно в 16–17 лет. У обоих полов скачок роста заканчивается, когда эстроген к концу полового созревания достигает высокого порогового значения и вызывает исчезновение зон роста в их трубчатых костях.

Более крупные и крепкие кости Сэма сформировались благодаря его увеличившимся мышцам и более высокому уровню Т. В период полового созревания костная ткань особенно чувствительна к механической нагрузке и развивается под ее воздействием. А у мальчиков в этот период мышцы оказывают бо́льшую нагрузку на развивающиеся кости, чем у девочек. Более сильные и крупные мышцы постоянно давили на кости Сэма, заставляя их наращивать минеральную плотность и диаметр. Все эти последствия – удлинение, увеличение и укрепление – по большей части носят постоянный характер. У Сэма сохранится преимущество перед Софией в прочности костей (не говоря уже о росте), даже если во взрослом возрасте концентрация тестостерона у него снизится до ее уровня.

Кроме того, повышение уровня тестостерона в период полового созревания увеличивает содержание гемоглобина в крови Сэма, и то же самое происходит почти у всех взрослых млекопитающих. (Уровень гемоглобина у мужчин примерно на 12 % выше, чем у женщин.) Гемоглобин – это содержащийся внутри красных кровяных телец белок, который переносит кислород из легких в работающие мышцы, обеспечивая их энергией и повышая выносливость, не говоря уже о других преимуществах. (Этот эффект Т не является постоянным – во взрослом возрасте и Сэм, и София могут манипулировать своим уровнем гемоглобина, меняя у себя уровень Т{201}.)

В дополнение к этим вызванным тестостероном пубертатным изменениям Сэм будет получать пользу от постоянно высокого уровня T на протяжении всей оставшейся жизни. Высокий уровень тестостерона будет поддерживать в рабочем состоянии первичные компоненты его половой системы – пенис, яички и внутренние репродуктивные органы. (Низкий уровень тестостерона у мужчин может вызвать эректильную дисфункцию, атрофию яичек и недостаточную выработку спермы.) Высокая концентрация Т также будет поддерживать вторичные половые признаки Сэма, в первую очередь прочность костей и увеличенную мышечную массу, а кроме того, обеспечивать повышенное содержание гемоглобина, тем самым расширяя аэробные возможности организма. И поскольку Т будет и дальше ограничивать ожирение, эти факторы, наряду с его интенсивными тренировками, станут гарантией спортивного превосходства Сэма над Софией.

Тестостерон, мышцы и Т-скептицизм

То, что тестостерон способствует наращиванию мышечной массы, может казаться очевидным – просто взгляните на таких спортсменов, как Барри Бондс и Марк Макгвайр, до и после употребления анаболических стероидов! Больше того, когда исследователи кастрируют животных, отключают их андрогенные рецепторы или снижают у них уровень тестостерона, в их мускулатуре происходят вполне предсказуемые изменения. Экспериментальное манипулирование уровнями тестостерона у людей выявляет ту же закономерность, независимо от того, являются ли подопытные пациентами, проходящими гормональную терапию, пожилыми людьми, принимающими дополнительный тестостерон, или пациентами с раком простаты, получающими блокаторы тестостерона.

Тем не менее некоторые Т-скептики находят хитроумные способы избежать этих очевидных выводов. Вот пример из книги Ребекки Джордан-Янг и Катрины Карказис «Тестостерон» (Testosterone). Они описывают одно из самых четких и авторитетных исследований влияния тестостерона на мышцы у мужчин, которое провел эндокринолог Шалендер Бхасин и его коллеги:

Вот только есть одна загвоздка: оба утверждения, выделенные курсивом (курсив мой), необоснованны. Лаборатория Бхасина провела несколько исследований влияния тестостерона на рост мышц, и то, которое авторы книги выбрали для обсуждения (1996 г.), имело целью оценить воздействие на рост мышц очень высоких доз тестостерона, а не определить уровень Т, необходимый для увеличения мышечной массы. Но даже в этом исследовании ученые установили, что тестостерон увеличивает мышечную массу и силу и у мужчин, которые не тренируются. Вот уж поистине сенсация: среди мужчин, которым кололи Т (а не плацебо), те, кто тренировался, наращивали больше мускулатуры, чем те, кто этого не делал. Разумеется, упражнения вкупе с тестостероном увеличивают мышечную массу. Но и «сам по себе Т» влиял весьма существенно.

Теперь давайте обратимся к исследованию Бхасина, которое было призвано ответить на вопрос, как разные дозы тестостерона – ниже нормального мужского диапазона, в его пределах и выше – влияют на мышечную силу и массу.