Pubertatea normala: consideratii asupra cresterii in pubertate

Rezumat:

Cresterea longitudinala este in primul rand asigurata de activitatea condrocitelor de la nivelul cartilajelor de crestere epifizare si este influentata de mai multi hormoni si factori de crestere intr-o maniera endocrina si paracrina. Influenta lor este chiar mai complexa in perioada saltului de crestere pubertar. Steroizii sexuali joaca un rol crucial in cresterea pubertara atat la nivel sistemic − interferand cu axul GH-IGF1, cat si la nivel local − in cartilajele de crestere epifizare. Este acceptat actual ca estrogenii sunt cei responsabili la ambele sexe de accelerarea cresterii si sudarea cartilajelor de crestere. Dinamica compozitiei corporale in timpul pubertatii este un marker important al modificarilor metabolice care apar in aceasta perioada de crestere si maturizare.

Abstract:

Longitudinal growth is primarily due to chondrocytic activity at the level of the epiphyseal growth plate, and is influenced by many hormones and growth factors in an endocrine and paracrine manner. Their influence is even more complex during the accelerated growth period of puberty. Sex steroids play a crucial role in pubertal growth both at the systemic level via the GH/IGF-1 axis and at the local level of the epiphyseal growth plate. In both sexes it is now accepted that estrogen is the critical hormone in controlling growth plate acceleration and fusion. Body composition during puberty is a marker of metabolic changes that occur during this period of growth and maturation.

Cresterea pubertara

In pubertate se accelereaza viteza de crestere, inregistrandu-se un pisc al acesteia la 22 luni de la initiere; cresterea in pubertate asigura 15-20% din talia finala. S-a demonstrat ca amplitudinea saltului de crestere pubertar si piscul vitezei de crestere coreleaza negativ cu varsta de debut pubertar.

Tempoul cresterii pubertare reflecta dimorfismul sexual astfel:

– la fete − piscul vitezei de crestere se inregistreaza la 40% dintre ele in etapa de dezvoltare a sanilor B2 Tanner; la 30% dintre ele – in etapa de dezvoltare a sanilor B3 Tanner; la 20% dintre ele, in etapa de dezvoltae a sanilor B4 Tanner si doar la 10% dintre ele in etapa de dezvoltare a sanilor B1 Tanner (aspect prepubertar);

– la baieti − piscul vitezei de crestere se inregistreaza la 60% dintre ei in etapa de dezvoltare a testiculelor G3 Tanner; 28% − in G4 ; 8% − in G2; 4% − in G5; patternul dimorfic (adica diferenta de timing intre piscul vitezei de crestere mai timpuriu la fete decat la baieti) este in legatura cu intarzierea atingerii concentratiilor de estrogeni necesare (din aromatizarea testosteronului) la baieti. (1)

Varsta piscului vitezei de crestere la pubertate este invers corelata cu magnitudinea acestuia la ambele sexe, respectiv copiii cu pisc al vitezei de crestere aparut mai devreme au un salt mai important de crestere la momentul piscului vitezei de crestere. Baietii care fac saltul de crestere mai tarziu vor avea o achizitie de masa slaba si masa minerala osoasa mai mare si vor fi mai inalti la momentul piscului vitezei de crestere, comparativ cu baietii ce fac saltul de crestere mai devreme (2); copiii care au o rata mai rapida de maturizare sexuala tind sa aiba un risc mai mare de obezitate in viata adulta. (2)

Cresterea pubertara este guvernata de cresterea steroizilor sexuali; la om, estrogenii sunt responsabili pentru initierea saltului de crestere pubertar si inchiderea cartilajelor decrestere la ambele sexe; de asemenea, cresterea pubertara este influentata de cantitatea de tesut gras, respectiv un plus ponderal de 1 kg ar scadea saltul de crestere cu 0,5 cm la fete si 0,9 cm la baieti; talia finala nu este afectata ca urmare a cresterii mai accelerate a copilului gras in copilarie.

In pubertate exista dimorfism sexual nu doar in ce priveste momentele evenimentelor pubertare, ci si in ce priveste compozitia corporala:

1. Masa slaba

Masa slaba este procentual mai crescuta la sexul masculin decat la cel feminin. Masuratorile prin rezonanta magnetica (IRM) efectuate pe adulti sanatosi au demonstrat ca masa musculara raportata la totalul masei slabe a fost 0,53 la barbati si 0,47 la femei, aceasta diferenta intre sexe fiind in scadere odata cu inaintarea in varsta. (3)

La nastere, aproximativ 40% din totalul masei musculare se gaseste in trenul superior al corpului (cap si trunchi), iar la varsta adulta, aceste segmente au doar 25-30% din totalul masei musculare; pe de alta parte, masa musculara de la nivelul trenului inferior creste de la 40% din totalul masei musculare la nastere pana la aproximativ 55% la adult.

Pana la varsta de 14-15 ani, fetele si baietii au aproximativ aceeasi grosime a musculaturii bratelor si gambelor (demonstrat prin studii radiologice), urmand ca, dupa aceasta varsta, baietii sa aiba masa musculara mai mare in special la nivelul bratelor. Conceptul de musculatura mai bine dezvoltata a partii superioare a corpului la barbati comparativ cu femeile reprezinta o caracteristica sexuala secundara. (4)

2. Osul

Continutul mineral osos la nivelul membrelor si trunchiului este similar intre sexe pana in jurul varstei de 16 ani. Dupa aceasta varsta, apar diferente semnificative intre cele 2 sexe in continutul mineral osos in toate regiunile corpului, si anume masa minerala este mai crescuta la baieti, in special la nivelul scheletului membrelor. La baieti, pubertatea stimuleaza apozitia periostala si nu expansiunea endocorticala si, prin urmare, creste diametrul osului, grosimea corticalei si diametrul medularei in special in extremitati. La fete, estrogenii inhiba apozitia periostala, dar stimuleaza formarea osului endocortical, prin urmare au loc: o crestere a grosimei corticalei, o scadere in diametru a medularei si o usoara crestere in diametrul periostal. Combinatia acestor efecte duce la diferente semnificative in rezistenta osoasa intre cele doua sexe incepand de la pubertate. Din cauza acestor contraste intre cele doua sexe la pubertate, efectele intarzierii pubertare difera, de asemenea, intre sexe si conduc la dimensiuni reduse ale oaselor la baieti si la dimensiuni normale sau mai mari la fete. (4)

3. Masa grasa

La fete, nivelurile de masa grasa totala (TBF) cresc cu o rata destul de constanta de la o medie de 5,5 kg la varsta de 8 ani la o medie de 15 kg la varsta de 16 ani, dupa care aceasta rata scade considerabil. La baieti, masa grasa totala creste de la o medie de 5 kg la varsta de 8 ani la 11 kg la varsta de 14 ani, apoi scade la aproximativ 9 kg la 16 ani, ramanand ulterior in platou. In ce priveste masas grasa libera (FFM), la fete creste pana in jurul varstei de 15 ani, dupa care ramane relativ neschimbata. La baieti, FFM creste in mod constant intre 8 si 18 ani, mai rapid intre 12 si 15 ani. Tesutul adipos contine receptori pentru estrogeni, androgeni si progesteron; exista diferente de expresie a acestor receptori intre tesutul gras visceral si cel subcutanat, astfel: receptorii estrogenci sunt mai redusi in tesutul gras visceral la adolescentii baieti fata de fete, iar receptorii androgeni sunt mai bine exprimati in tesutul gras visceral la ambele sexe; estrogenii sunt puternic implicati in cresterea cantitatii de tesut gras si in distributia grasimii tip ginoid. (3)

Un aspect important al compozitiei corporale in pubertate este faptul ca tesutul adipos actioneaza ca un organ endocrin. Adipocitokinele secretate de adipocit sunt produse ca raspuns la variatele schimbari ale statusului metabolic. Adipocitokinele includ: leptina, adiponectina si rezistina. Aceste molecule sunt implicate in metabolismul lipidic si lipoproteic, in homeostazia vasculara si functia fibrinolitica si unele au si cateva proprietati pro si antiinflamatorii. Leptina functioneaza ca un reglator al balantei energetice, inhiband foamea si afectand consumul energetic al organismului. Ea este strans legata de masa grasa totala, nivelurile serice de leptina fiind strans corelate cu grasimea subcutanata. Fetele au concentratii serice mai mari de leptina fata de baieti inainte, in timpul si dupa pubertate. Nivelurile de leptina prepubertar la fete predicteaza castigul de masa grasa in timpul pubertatii. Steroizii sexuali sunt mediatori ai dimorfismului sexual al concentratiilor de leptina. (4)

Decelerarea cresterii liniare in adolescenta este cauzata de un mecanism intrinsec al cartilajului de crestere, numit growth plate senescence, cu scaderea ratei de proliferare a condrocitelor in cartilajul de crestere odata cu varsta; estrogenii accelereaza senescenta cartilajului de crestere, crescand rata de pierdere a capacitatii proliferative pe ciclu celular al condrocitelor.

Efectele sistemice ale steroizilor sexuali pe axul GH-IGF1

Hormonul de crestere (GH) mareste viteza de crestere la pubertate prin stimularea IGF1 (efectorul periferic al GH); in pubertate, frecventa pulsurilor GH creste de 1,5-3 ori cu crestere simultana si a masei GH/puls; concentratia serica a IGF1 creste in pubertate de ∽3-4 ori cu pisc la 14,5 ani la fete si 15,5 ani la baieti; steroizii sexuali influenteaza sinteza si secretia GH, avand efecte pe organizarea si activarea secretorie a somatostatului hipotalamo-hipofizar, astfel:

– in perioada neonatala, steroizii sexuali influenteaza numarul neuronilor hipotalamici ce stimuleaza celulele somatotrofe hipofizare – GHRH (Growth Hormon – Releasing Hormon) si viitorul lor raspuns la steroizii pubertari;

– la pubertate, androgenii modifica sinteza somatostatinului (sintetizat in neuronii hipotalamici cu rol inhibitor asupra secretiei GH de catre celulele somatotrofe hipofizare), iar estrogenii pe cea a GHRH; la nivel hipofizar, steroizii sexuali modifica raspunsul somatotrofelor la somatostatin. (5)

Androgenii

– dihidrotestosteronul (DHT) – creste viteza de crestere la baieti independent de axul GH-IGF1, posibil prin actiune directa pe receptorii androgeni de la nivelul cartilajului de crestere;

– testosteronul – creste viteza de crestere in asociere cu cresterea activitatii axului GH-IGF1; abilitatea testosteronului de a stimula secretia GH este data de conversia sa in estrogen prin aromataza. (6)

Estrogenii

Mare parte a actiunii de crestere a vitezei de crestere in pubertate este exercitata de estrogeni prin axul GH-IGF1; aceasta actiune este mediata prin receptorii estrogenici (ER-αsi ER-β) exprimati in hipotalamus si hipofiza anterioara; nivelele de GH si estrogen coreleaza pozitiv in pubertatea timpurie la ambele sexe;

– estrogenii endogeni in peripubertate cresc sensibilitatea la GH;

– estrogenii exogeni administrati oral necesita doze suprafiziologice pentru efect, fiind metabolizati de sistemul citocrom hepatic; administrarea orala a estrogenilor duce la cresterea concentratiei lor in circulatia portala, acest fenomen perturband sinteza hepatica de IGF1 cu scaderea concentratiei serice a acestuia; la randul sau, IGF1 scazut va conduce prin feedback negativ la cresterea sintezei de GH si GHBP (proteina de legare a GH in sange); in consecinta, cantitatea de GH legat va fi mare si concentratia GH liber va scadea, scadere insotita de cresterea angiotensinogenului, a lipoproteinelor si a proteinelor de legare pentru mai multi hormoni sterolici. (6)

Efectele locale ale steroizilor sexuali la nivelul cartilajului de crestere

Androgenii

– AR (receptorii androgenici) au fost evidentiati in toate zonele cartilajului de crestere, indiferent de varsta sau sex;

– DHT (dihidrotestosteronul) regleaza proliferarea si diferentierea condrocitelor de la nivelul cartilajului de crestere, probabil prin promovarea sintezei locale de IGF1 si prin cresterea expresiei receptorului IGF1;

– Testosteronul are acelasi tip de actiune dupa conversia in DHT.

Estrogenii

– receptorii estrogenici se gasesc in zona proliferativa si hipertrofica a cartilajului de crestere;

– se demonstreaza (in vitro) abilitatea condrocitelor de a sintetiza local estrogeni; acest estrogen generat local ar induce proliferarea in PZ (zona proliferativa a cartilajului de crestere) si ar reduce apoptoza in HZ (zona hipertrofica a cartilajului de crestere);

– in vivo, estrogenii inhiba diviziunea celulara in zona proliferativa a cartilajului de crestere;

– procesul de scadere a dimensiunilor zonei hipertrofice, care este dependent de varsta, este intensificat de estrogeni.

Alte efecte ale GH la pubertate

La inceputul pubertatii, in mod fiziologic, cresterea concentratiei hormonului de crestere (GH) va determina:

– cresterea rezistentei la insulina prin actiune antagonista postreceptor insulinic (doar pentru metabolismul glucidic);

– amplificarea/cresterea actiunii gonadotropilor pe ovar pentru stimularea steroidogenezei la nivel tecal si reglarea dezvoltarii foliculare (prin IGF1 sau prin actiune directa).

La inceputul pubertatii apare in mod fiziologic: hiperinsulinismul compensator cresterii rezistentei la insulina. Hiperinsulinismul va determina:

– scaderea IGF-BP1 (o proteina de legare a IGF1) ceea ce va duce la cresterea IGF1 liber, implicat in steroidogeneza ovariana;

– scaderea SHBG (proteina de legare a steroizilor sexuali) ceea ce va duce la cresterea steroizilor sexuali liberi ce promoveaza maturizarea sexuala;

– insulina poate stimula cresterea ovariana. (6)

Concluzie

In timpul pubertatii au loc o serie intreaga de modificari, incepand cu cresterea mai rapida in inaltime, fluctuatiile hormonale si sfarsind cu modificari marcate in compozitia corporala, modificari care fac din organismul fostului copil organismul adult apt pentru reproducere si perpetuarea speciei.

Bibliografie:

1. Rogol A.D,Roemmich J.N., Clark P.A. Growth at Puberty J. of Adolescent Health 2002;31:192–200

2. Siervogel RM, Demerath EW, Schubert KE, Chumlea W.C.Puberty and Body

Composition. Horm.Res 2003;60(suppl 1):36-45.

3. Loomba-Albrecht LA Styne DM. Effect of puberty on body composition. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2009 Feb;16(1):10-5.

4. Wells C.K, Sexual dimorphism of body composition. Best Practice& Research Clinical Endocrinology & Metabolism, 2007, 21, 3:415-430.

5. Hull KL, Harvey S.Growth hormone and reproduction: a review of endocrine and autocrine/paracrine interactions. Int J Endocrinol. 2014;:234014. doi: 10.1155/2014/234014.

6. Bordini B., Rosenfield R.L. Normal Pubertal Development: Part I: The Endocrine Basis of Puberty. Pediatrics i’in Review 2011; 32:223-229.

Dr. Cristina Patricia Dumitrescu, Dr. Camelia Procopiuc

Institutul National de Endocrinologie „C.I. Parhon” Bucuresti