Регуляция роста и развития ребенка

Рост и развитие ребенка подчинены видоспецифической и индивидуальной генетической программе онтогенеза, которая реализуется под воздействием регуляторного влияния нейроэндокринной системы. Эмбриональный и фетальный рост регулируется и стимулируется белками, относящимися к семейству факторов роста (ФР), которые появляются уже среди первых продуктов эмбрионального генома. Они непосредственно управляют процессами роста и дифференциации органов и тканей до и после рождения ребенка. Только в конце антенатального периода координатором и в некоторых случаях активатором ФР становится эндокринная система. К наиболее важным регуляторам морфогенеза относят инсулиноподобные факторы роста (ИФР-1 и ИФР-И). Во внутриутробном периоде больше секретируется ИФР-П, в постнатальном – ИФР-1. У плода практически все ткани продуцируют ИФР, после рождения ИФР синтезируется главным образом в печени. Являясь как паракринным, так и аутокринным медиатором, ИФР стимулирует клеточную пролиферацию, играет роль в индукции синтеза молекул межклеточного матрикса, а в постнатальной жизни становится синергистом некоторых гормонов. Совместно с ТТГ ИФР-1 стимулирует синтез тироксина, синергизм ИФР и ФСГ обеспечивает продукцию яичниками половых стероидов.

Процесс эндокринной регуляции роста в постнатальный период можно условно разделить на три фазы, не имеющие четких границ и плавно переходящие из одной в другую. Первая длится от рождения до 2–3 лет, вторая – от 2–3 лет до начала пубертатного периода и третья – от начала пубертата до достижения дефинитивного роста.

В первую фазу основную роль в стимуляции процессов роста играют ФР, продолжающие работать по программе, обеспечившей внутриутробное развитие плода. В этот период регули-рующее значение гормона роста несущественно, наибольший ростовой эффект обусловлен тиреоидными гормонами, модифицирующими продукцию и активность ИФР.

Во вторую и третью фазы основным регулятором роста становится соматотропный гормон. Кластер из пяти очень схожих генов, ответственных за выработку соматотропного гормона (СТГ) и его аналогов картирован на 17-й хромосоме. СТГ начинает вырабатываться в заметных концентрациях в III семестре внутриутробного периода, однако на рост плода и ребенка в период новорожденности он существенно не влияет. Только после 2 лет СТГ становится определяющим в стимуляции роста. СТГ оказывает многостороннее воздействие на метаболизм – усиливает липолиз, ускоряет обмен углеводов, синтез белков, но главная его функция состоит в регуляции роста скелета. Он стимулирует процессы пролиферации и созревания остеобластов, синтез коллагенов костной ткани, особенно в эпифизарных зонах роста длинных трубчатых костей и позвоночника. Суточная вариабельность секреции соматотропного гормона начинает определяться с 1-го года жизни. Физиологические максимальные концентрации гормона отмечают в ночное время суток, считается, что СТГ принимает участие в становлении цикла сон – бодрствование. Основными регуляторами синтеза СТГ являются пептиды, продуцируемые в гипоталамусе, – сомагостатин и соматотропин-рилизинг фактор. В свою очередь, СТГ по принципу отрицательной обратной связи влияет на синтез своих гипоталамических регуляторов.

Ростовые эффекты соматотропного гормона опосредуются ИФР. Большая часть этих ростовых факторов продуцируется в печени и костной ткани, но при воздействии СТГ самые разно-образные ткани могут синтезировать ИФР в небольших количествах. ИФР, в свою очередь, подавляет секрецию СТГ, но его ингибирующее действие гораздо слабее, чем у соматостатина.

Щитовидная железа также принимает участие в регуляции процесса роста во второй фазе. Тиреоидные гормоны способны оказывать прямое, независимое от ИФР влияние на рост хрящевой ткани, однако, по-видимому, основной стимулирующий эффект все же обусловлен тем, что тироксин является мощным активатором экспрессии гена СТГ.

Пубертат – это сложный физиологический процесс перехода от детства к взрослой жизни. Наиболее важными событиями этого периода являются развитие вторичных половых признаков и пубертатный ростовой спурт, во время которого скорость роста увеличивается до 10–15 см ежегодно.

Начало половой зрелости вызвано объединенным действием соматотропной (СТГ – ИФР-I) и гонадотропной (гонадотро-пинрилизинг фактор – ЛГ/ФСГ – половые стероиды) гормональных осей, причем гонадотропные гормоны стимулируют соматотропные, а СТГ, в свою очередь, стимулирует продукцию гонадотропных гормонов. В определенное время продукция гонадотропин-рилизинг факторов достигает критического уровня, что вызывает каскад событий, включающих резкое увеличение секреции ФСГ и ЛГ, а это сопровождается существенным увеличением продукции половых стероидов. Установлено, что клетки яичников и семенников экспрессируют рецепторы к СТГ, стимуляция этих рецепторов еще больше усиливает синтез половых стероидов, а также созревание фолликулов и сперматогенез. В эксперименте было показано, что снижение синтеза СТГ препятствует достижению фертильности.

Увеличение продукции половых стероидов сопровождается возрастанием амплитуды выбросов гормона роста, который усиливает синтез ИФР-I. Считается, что половые стероиды в небольших концентрациях «запрещают» обратную связь в пределах оси гипоталамус – гипофиз – СТГ – ИФР и тем самым способствуют синтезу ИФР-I, который является главным стимулятором линейного роста кости. Адекватная продукция и со-отношение гормона роста и половых стероидов необходимы для достижения нормальной пубертатной скорости роста.

В процессе пубертата формируется половой диморфизм, проявляющийся в темпах линейного роста, особенностях про-порций тела мальчиков и девочек. Это обусловлено тем, какой стероид преобладает в гормональном фоне подростка. Взаимодействие между СТГ и андрогенами дает более выраженный анаболический эффект (по сравнению с эстрогенами), стимулируя нарастание мышечной массы, всасывание и усвоение кальция, формирование пропорций тела, характерных для мужчин. С другой стороны, пубертат раньше наступает у девочек, так как они имеют более высокий уровень эстрогенов. С этим связаны и различия в линейном росте мальчиков и девочек. Низкие уровни эстрогенов стимулируют рост костей, высокие уровни эстрогенов – появление вторичных половых признаков и закрытие эпифизов.

Наиболее выражено отрицательное воздействие на процесс роста в периоды, когда размеры тела увеличиваются с наибольшей скоростью. Способны модифицировать рост и развитие ребенка такие факторы, как климат, высота над уровнем моря, степень урбанизации, социальные условия, инфекции, хронические заболевания, высокий уровень экологического загрязнения, но наибольшее значение имеет характер питания. Вследствие этого было показано, что самый информативный параметр для оценки пищевого статуса населения региона в целом – темпы роста детей, в нем проживающих. Недостаточное поступление пищи, низкая физическая активность и плохое общее состояние здоровья в период полового созревания подавляют продукцию половых стероидов, вследствие чего тормозится пубертатный спурт, и генетический потенциал роста может оказаться нереализованным.