Тестостерон является стероидным гормоном группы андрогенов. У млекопитающих тестостерон прежде всего вырабатывается в яичках, хотя небольшие количества его так же вырабатываются надпочечниками. Тестостерон- главный мужской половой гормон и анаболический стероид.

И у мужчин и у женщин тестостерон играет важную роль в общем состоянии здоровья и в сексуальной функции. Например, он улучшает либидо, делает человека более энергичным, увеличивает выработку эритроцитов и защищает от остеопороза.

В среднем у здорового мужчины тестостерона вырабатывается в сорок-шестьдесят раз больше тестостерона, чем у женщины.

История

Действие тестостерона связанно с эффектом фракции, циркулирующей в крови, которые воздействуют на андрогенные рецепторы. Исследование в области эффектов тестостерона получило известность в 1889 г, когда преподаватель Гарварда Шарль- Эдуард Браун Секурд предложил «омолаживающий эликсир», состоящий из экстракта яичек собаки и морской свинки. Он сообщил в журнале «Ланцет», что ощутил заметный прилив сил при употреблении данного средства), вероятно здесь играл роль «эффект плацебо». Насмешки коллег над работами об эффекте воздействия андрогенов Броун Секара прекратили научный поиск биохимиков в этом направлении почки на 40 лет.

Научные исследования продолжились, когда профессор Чикагского университета Физической химии, Фред К. Кох не научился извлекать тестостерон из бычьих яичек, хотя процесс этот был в значительной мере трудоемким. В 1927 г.

Кох и его студент Лемуэль Макги получили 20 мг вещества из 40 фунтов бычьих яичек. Группа Эрнста Лакера в университете Амстердама выделила тестостерон из бычьих яичек подобным образом в 1934, но выделить такое количество гормона, которое позволило бы провести серьезное исследование, до трех фармацевтических компаний

Schering (Берлин, Германия), Oss (Нидерланды) и Ciba (Базель, Швейцария). Было положено начало полномасштабных исследований в 1930-х годах.

Группа в Нидерландах была первой, кто получил этот гормон. В мае 1935 г Кэрол Дэвид, Динджемэйсон. Дж. Фрейд и Эрнст Лакер опубликовали статью об идентификации гормона яичек. Они назвали гормон «тестостероном», от основы «яичко» и суффикса «кенон». Структура была составлена Адольфом Бутендтом. Химический синтез тестостерона – в августе того же года, когда Butenandt and G. Hanisch опубликовали работу, описывающую метод выделения тестостерона из холестерина, Неделю спустя группа в Цюрихе Леопольда Рузиха и А. Ветштайн, объявила о заявке на патент в статье « о искусственном изготовлении гормона яичек тестостерона». Эти независимые синтезы тестостерона на основе холестерина заслужили нобелевскую премию в 1939 г. в области химии. Тестостерон был идентифицирован как 17 β-hydroxandrost-4-en-3-one (C19H28O2). Это так же сделало очевидным, что модификации при синтезе тестостерона могут быть выполнены путем эстерификации и алкилирования. Частичный синтез в 1930 х высокоактивного тестостерона помог создать характеристику этого гормона. Kochakian и Murlin в 1936г смогли показать, что тестостерон задерживает азот по центральному механизму у собак. Затем группа Чарльза Кениона в 1940 г смогла продемонстрировать анаболические и андрогенные эффекты пропионата тестостерона у мужчин-евнухов, мальчиков и женщин.

Период 1930-1950 гг назвали « золотым веком химии стероидов», работа в течении этого периода времени прогрессировала быстро. Исследоваиня этого времени показали, что синтезированный тестостерон скорее всего является семейством веществ, которые оказываю мощное анаболическое действие на мышечную ткань, силу.

Синтез тестостерона

Как и другие стероидные гормоны, тестостерон получают из холестерина.

Самое большое количество тестостерона у мужчин синтезируется яичками, так же у женщин он синтезируется в яичниках, у обоих полов он синтезируется корой надпочечников.

В яичках тестостерон вырабатывают клетки Лейдига. В сперматогенном эпителии так же содержатся клетки Сертолли, которые необходимы для сперматогенеза. Как и большинство гормонов, тестостерон доставляется к клеткам и тканям, куда он транспортируется в связанном с белками плазмы состоянии (секс связанный глобулин).

Синтез

Тестостерон может синтезироваться практически в неограниченных количествах. Существуют так же две возможные модификации. Этерификация, дальнейший эффект- при введении в организм. Во вторых- алкилирование, при этом возможен пероральный прием вместо иньекции.

Эффекты воздействия тестостерона на организм человека

В целом андрогены способствуют синтезу белка и росту тканей с рецепторами к андрогенам. Анаболические эффекты включают в себя рост мышечной массы и силы, увеличение плотности костной ткани.

Так же к эффектам тестостерона относятся созревание половых органов, особенно полового члена, формирование мошонки, формирование оволосения Т.о. под действием этого гормона формируются вторичные половые признаки.

Эффекты тестостерона могут так же варьировать с возрастом. Главным образом они зависят от уровня свободного циркулирующего тестостерона.

Дородовые эффекты андрогенов

Большинство дородовых эффектов андрогенов происходят между 7 и 12 неделями беременности. Они обеспечивают формирование уретры, мошонки, полового члена, хотя влияние тестостерона намного меньше, чем дегидротестостерона.

Развитие простаты и семенных пузырьков.

Эффекты андрогенов в раннем детском возрасте.

В первые недели жизни у младенцев уровень тестостерона повышается. Уровень тестостерона остается на этом уровне в течение нескольких месяцев.

Ранние послеродовые эффекты

Возникают у мальчиков и девочек в период половой зрелости.

Эффекты оволосения

Созревание костной ткани

Продленные послеродовые эффекты

Начинают происходить, когда уровень андрогенов выше, чем нормальные его уровни . У мужчин и у женщин эффект гормонов проявляется так же в развитии клитора и полового члена. Так же тестостерон способствует повышению либидо, частоте эрекций, чувствительности клитора, оволосению по мужскому типу, идущему к пупку.

Оволосение на лице (бакенбарды, борода, усы). Уменьшение жирового слоя.

Повышение мышечной силы и массы

Низкий голос

Строение гортани (кадык)

Рост сперматогенного эпителия в яичках

Рост челюсти, подбородка, носа, изменение контуров лица

Плечи и грудная клетка становятся шире.

Созревание костной ткани и завершение роста. Это происходит косвенно через метаболиты эстрадиола и следовательно более медленно у мужчин, чем у женщин.

Эффекты тестостерона у взрослых

Эти эффекты проще доказать у мужчин, чем у женщин, хотя они одинаково важны для обоих полов. Некоторые эффекты могут угасать в зависимости от уменьшения уровня тестостерона.

Либидо и эрекции

Умственная и физическая энергия.

В новых исследованиях было установлено, что тестостерон не вызывает рака предстательной железы, но может ускорить прогрессирование уже существующего рака.

Недавние исследования так же показали, что тестостерон влияет на здоровье сердечно-сосудистой системы.

Действие на мозг

Поскольку тестостерон влияет на все органы и ткани, то он так же оказывает влияние на деятельность мозга. Фермент ароматаза преобразует тестостерон в эстардиол, который отвечает за мускулинизацию мозга.

Есть некоторые различия в формировании мозга у мужчин и женщин. Четким различием является размер: мозг мужчины в среднем больше, однако у женщин (у которых уровень тестостерона обычно невысок) значительно больше мозолистое тело.

Это означает, что эффект тестостерона – увеличение объема мозга, но уменьшение связи между полушариями.

Исследование, проведенное в 1996 г. не обнаружило эффектов влияния на настроение или поведение при назначении супрафизиологических доз тестостерона в течение 10 недель здоровым мужчинам.

Предполагается, что внимание память, простанственное восприятие являются ключевыми познавательными функциями, на которые влияет тестостерон. Предварительные данные свидетельствуют, что низкие уровни тестостерона могут быть фактором риска для мнестических нарушений, слабоумия, болезни Альцгеймера.

Подтверждением этого является использование тестостерона в антивозрастном лечении. И у пониженного и у повышенного уровня тестостерона есть отрицательные эффекты в отношении познавательной деятельности.

Отмечено, что как правило агрессивное поведение не отмечалось у мужчин с повышенным уровнем тестостерона. Обычно агрессивное поведение было связанно с гипогонадизмом и низким уровнем тестостерона. Этот факт является важным в понимании умственного благополучия. Снижение уровня тестостерона происходит у стареющих мужчин. Одним из последствий этого является увеличенный риск болезни Альцгеймера.

Механизм

Эффекты тестостерона у людей и других позвоночных в основном реализуются посредством двух основных механизмов: активации андрогенных рецепторов и преобразованием эстрадиола и активацию рецепторов эстрадиола.

Свободный тестостерон транспортируется в цитоплзму ткани-мишени , где связывается с рецепторами или может трансформироваться в 5 α-dihydrotestosterone (DHT) с помощью цитоплазматического фермента 5 альфаредуктазы. Комплекс с рецептором подвергается структорному изменению, что позволяет перемещаться в ядро клетки и связываться непосредственно с оперделенными последовательностями нуклеотида. Области связывания вызывают гормональный ответ и влияют на транскипцию оперделенных генов, вызывая эффекты действия андрогенов. Важно отметить, что при недостаточности 5 альфа редуктазы, организм будет продолжать развиваться по женскому типу с яичками.

Рецепторы андрогенов располагаются в различных тканях, количество тестостерона различается пренатально, в период полового созревания и в течение последующей жизни, определяя долю биологических различий между мужчинами и женщинами.

Косная ткань и мозг являются основными мишенями при ароматизации эстардиола. В костях эстрадиол ускоряет созревание хряща в костную ткань, приводя к закрытию эпифизов и остановке роста. В центральной нервной системе тестостерон ароматизируется до эстрадиола. Именно эстрадиол, а не тестостерон служит самым важным сигналом обратной связи с гипоталамусом, особенно влияние на секрецию лютеинизирующего гормона.

Тестостерон продуцируется в большем количестве у мужчин, чем у женщин. Гормон эстроген продуцируется в большем количестве у женщин, чем у мужчин.

Тестостерон вызывает появление мужских черт (низкий голос, оволосение на лобке, волосы на лице, развитие мышечной ткани) И у мужчин и у женщин тестостерон поддерживает либидо, плотность костной ткани и мышечную массу в течение всей жизни. У мужчин с высоким уровнем эстрогенов уровень тестостерона снижен, меньше мышечная масса, может появляться гинекомастия, женский тип распределения жировой клетчатки, снижается чувствительность к раку предстательной железы, снижается либидо, возникает эректильная дисфункция, повышается потоотделение, возникают приливы.

Однако, мужчинам так же требуется определенное количество эстрогенов для обеспечения плотности костной ткани, либидо и эректильной функции.

Применение с лечебной целью

Пути введения

Есть много путей введения тестостерона. Зарегистрированные и разрешенные к применению формы в настоящий момент включают инъекционные формы ( тестостерона ципионат или тестостерона энантат)

Показания

В основном тестостерон используют для лечения мужчин, у которых снижен или отсутствует эндогенный синтез тестостерона – при гипогонадизме. Соответственно, с этой целью используется заместительная гормональная терапия, которая позволяет поддерживать уровень тестостерона сыворотки крови в диапазоне нормальных значений.

Однако, в последнее время данные гормоны применяются и с другими целями помимо заместительных с большим числом побочных эффектов и проблем. Например бесплодие, снижение либидо, эректильная дисфункция, остеопороз, активация костного мозга, подавление анемии, возбуждение аппетита. В конце 1940 х годов тестостерон рекламировали как лекарство против старения.

Снижение выработки тестостерона с возрастом приводит к повышению спроса на заместительную терапию андрогенами.

Эффекты тестостерона используются так же у трансмужчин как часть гормональнозаместительной терапии с целевым уровнем нормального тестостерона. Агналогично трансженщинам назначают антиандрогены, чтобы уменьшить уровень тестостерона в организме и усилить эффекты эстрогенов.

У женщин тестостерон используют при низком либидо, которое часто является результатом применения противозачаточных средств. Женщины так же могут принимать тестостерон для предотвращения потери плотности костной ткани, мышечной массы, лечения определенных видов депрессии и снижения энергии. При таких методах лечения у женщин увеличивается вес без увеличения жировой прослойки из-за повышения плотности костной и мышечной ткани. При лечении препаратами тестостерона женщины должны профилактировать потерю волос и угревую сыпь.

Существует мнение, что экзогенный тестостерон может использоваться для контроля за рождаемостью. Однако, большинство врачей считают, что прописать экзогенный тестостерон с этой целью невозможно.

Финастерид прекращает преобразование тестостерона в дегидротестостерон, который является более мощным метаболитом, чем тестостерон. Снижая уровень дегидротестостерона, финастерид может использоваться при различных ассоциированных с андрогенами заболеваниях, таких как доброкачественная гиперплазия предстательной железы, андрогенное облысение. Однако, некоторые мужчины жалуются на длительные и постоянные отрицательные воздействия, следующие из использования финастерида.

Побочные эффекты

Экзогенное введение тестостерона несет определенный риск для здоровья. Fluoxymesterone и methyltestosterone являются синтетическими аналогами тестостерона. В 2006 г сообщалось, что при употреблении женщинами препарата Estratest, таблетка которого является комбинацией эстрогена и methyltestosterone, значительно возрастал риск рака молочной железы.

Одним из побочных эффектов, на которые жалуются мужчины, является развитие гинекоматии ( рост молочных желез), но это можно предотвратить соответствующим подбором схемы лечения, использованием дополнительных препаратов.

Другим побочным эффектом являются трудности при мочеиспускании.

Использование в спорте

Спотрсмены используют тестостерон, чтобы улучшить свои результаты. Существует несколько методов введения тестостерона, включая внутирмышечные инъекции, трансдермальные гели и пластыри, имплантируемые капсулы.

Анаболические стероиды (одним из которых является тестостерон) применяются для улучшения мышечной силы и выносливости. Они делают это возможным, увеличивая синтез белков в мышечной ткани. В результате мышечные волокна становятся больше и восстанавливаются быстрее, чем у обычных людей. В 1980х г произошла серия скандалов на олимпийских играх в связи с улучшением результатов, использование анаболических стероидов было запрещено многими спортивными организациями. Тестостерон и другие анаболические стероиды были определены как запрещенный препарат. Уровень тестостерона, применяемый в спорте значительно превышает его дозы, используемые в медицинских целях при гипогонадизме.

Эти дозы являются супрафизиологическими, такой уровень тестостерона крайне высок, это вызывает множество нежелательных эффектов. Употребление данных препаратов является серьезной проблемой, т.к. профессиональные лиги пытаются скрыть употребление этих препаратов.

Недавно проблема злоупотребления стероидами попала в центр внимания из-за двойного самоубийства и убийства Криса Бенуа в 2007 г, однако не было доказано, что это произошло именно в результате воздействия стероидов как факторов риска.

Изменения при старении.

Изменения во время старения.

С возрастом уровень тестостерона у человека постепенно снижается. Клиническое значение этого явления в настоящий момент обсуждается ( андропауза). Существуют определенные разногласия том, когда необходимо лечение мужчин пожилого возраста с помощью заместительной терапии тестостероном. Американское андрологическое сообщество полагает, что терапию тестостероном необходимо назначать, когда присутствуют клинические признаки , свидетельствующие о недостатке тестостерона. Американская ассоциация эндокринологов считает, что гипогонадизм определяется как уровень свободного тестостерона, ниже минимальных значений у здоровых молодых субъектов.

Ранее считалось нормальным возрастное снижение тестостерона.

Нет единого мнения относительно пороговых значений тестостерона, ниже которого имеет место гипогонадизм.

Можно определить свободный тестостерон (т.е. биодоступный и не связанный) или общее количество (включая процент, который химически связывается и недоступен). В США уровень тестостерона у мужчин ниже 300-400 нг/дл утром обычно рассматривается как низкий уровень. Эти данные не зависели от возраста и включали пожилых мужчин с низким уровнем тестостерона. Поэтому значение 300нг/дл могло бы быть нормальным для мужчины 65 лет, но не нормальным для 30-летнего. Признаки недостаточности тестостерона являются неспецифическими и могут быть перепутаны с нормальными характеристиками старения, такими как потеря мышечной массы и костной плотности, уменьшение физической выносливости и потеря либидо.

Заместительная терапия может проводиться инъекционно, с помощью трансдермальных пластырей или гелей, подкожных имплантов или пероральных препаратов.

Побочные эффекты при терапии тестостероном включают жирность кожи. Акне, повышение гематокрита, что может потребовать венепункции, нарушение сна и прогрессирование ранее существовавшего рака простаты.

Экзогенный тестостерон способен подавлять сперматогенез и может привести к бесплодию. Всемирная организация здравоохранения рекомендует проводить исследование на рак простаты, пальцевое ректальное исследование и PSA (простатспецифический антиген) до начала терапии, а так же необходимо контролировать гематокрит и уровень РSА во время терапии.

Терапия тестостероном может предотвратить или уменьшить вероятность развития остеопороза, диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения, депрессии.

Низкий уровень тестостерона увеличивает риск развития болезни Альцгеймера.

Крупномасштабные исследования чтобы оценить эффективность и долгосрочную безопасность тестостерона еще не проведены. Одни предостерегают от возможных побочных эффектов в то время, как другие используют существующие преимущества.