Половое созревание — это процесс физических изменений, посредством которого тело ребенка созревает во взрослое тело , способное к половому размножению . Он инициируется гормональными сигналами от мозга к гонадам : яичникам у женщин, яичкам у мужчин. В ответ на сигналы гонады вырабатывают гормоны, которые стимулируют либидо и рост, функционирование и трансформацию мозга, костей , мышц , крови , кожи , волос , груди и половых органов . Физический рост — рост и вес — ускоряются в первой половине полового созревания и завершаются, когда формируется взрослое тело. До полового созревания внешние половые органы, известные как первичные половые признаки , являются половыми признаками, которые отличают мужчин и женщин. Половое созревание приводит к половому диморфизму через развитие вторичных половых признаков , которые еще больше различают полы.
В среднем половое созревание у женщин начинается в возрасте 10,5 лет, а полное половое созревание наступает в возрасте 15–17 лет; у мужчин половое созревание обычно начинается в возрасте 11–12 лет, а полное половое созревание наступает в возрасте 16–17 лет. [1] [2] [3] Главным этапом полового созревания у женщин является менархе , начало менструации, которое происходит в среднем в возрасте 12,5 лет. [2] У мужчин первая эякуляция , спермархе , происходит в среднем в возрасте 13 лет . [4] В 21 веке средний возраст, в котором дети, особенно девочки, достигают определенных маркеров полового созревания, ниже по сравнению с 19 веком, когда он составлял 15 лет для девочек и 17 лет для мальчиков (в качестве примеров используются возраст первых менструаций у девочек и перерывов в голосе у мальчиков). [5] Это может быть связано с любым количеством факторов, включая улучшение питания, приводящее к быстрому росту тела, увеличению веса и отложению жира, [6] или воздействием эндокринных разрушителей , таких как ксеноэстрогены , которые иногда могут быть связаны с потреблением пищи или другими факторами окружающей среды. [7] [8] Однако более современные археологические исследования показывают, что скорость полового созревания, как это происходит сейчас, является предполагаемым путем. Скачки роста начинались примерно в 10-12 лет, но маркеры более поздних стадий полового созревания, такие как менархе, имели задержки, которые коррелировали с суровыми условиями окружающей среды, такими как бедность, плохое питание, воздух и загрязнение. [9] [10] [11] Половое созревание, которое начинается раньше обычного, известно как преждевременное половое созревание , а половое созревание, которое начинается позже обычного, известно как задержанное половое созревание .
Среди морфологических изменений в размере, форме, составе и функционировании пубертатного тела выделяется развитие вторичных половых признаков, «заполнение» тела ребенка; от девочки к женщине, от мальчика к мужчине. Происходящее от латинского puberatum (возраст зрелости), слово « пубертат» описывает физические изменения в половом созревании, а не психосоциальное и культурное созревание, обозначаемое термином « подростковое развитие» в западной культуре , где подростковый возраст — это период психического перехода от детства к взрослой жизни , который во многом совпадает с периодом полового созревания организма. [12]
Два наиболее существенных различия между половым созреванием у женщин и у мужчин — это возраст, в котором оно начинается, и основные участвующие в этом процессе половые стероиды : андрогены и эстрогены .
Хотя существует широкий диапазон нормальных возрастов, у женщин половое созревание обычно начинается около 10,5 лет и заканчивается около 15–17 лет; у мужчин половое созревание начинается около 11–12 лет и заканчивается около 16–17 лет. [1] [2] [3] Женщины достигают репродуктивной зрелости примерно через четыре года после появления первых физических изменений полового созревания. [13] Напротив, у мужчин рост ускоряется медленнее, но они продолжают расти в течение примерно шести лет после первых видимых изменений полового созревания. [14] Любое увеличение роста после постпубертатного возраста встречается редко.
Для мужчин андроген тестостерон является основным половым гормоном ; пока вырабатывается тестостерон, все изменения у мужчин характеризуются как вирилизация . Существенным продуктом метаболизма тестостерона у мужчин является эстроген эстрадиол . Превращение тестостерона в эстрадиол зависит от количества жира в организме, а уровень эстрадиола у мужчин, как правило, намного ниже, чем у женщин. Мужской «скачок роста» также начинается позже, ускоряется медленнее и длится дольше, прежде чем эпифизы срастутся . Хотя мужчины в среднем на 2 сантиметра (0,8 дюйма) ниже женщин до начала полового созревания, взрослые мужчины в среднем примерно на 13 сантиметров (5,1 дюйма) выше женщин. Большая часть этой разницы в росте взрослых мужчин объясняется более поздним началом скачка роста и более медленным прогрессированием до завершения, что является прямым результатом более позднего повышения и более низкого уровня эстрадиола у взрослых мужчин. [15]
Гормональное созревание женщин значительно сложнее, чем у мужчин. Основные стероидные гормоны , тестостерон, эстрадиол и прогестерон , а также пролактин играют важные физиологические функции в период полового созревания. Выработка гонадных стероидов у женщин начинается с выработки тестостерона, который обычно быстро превращается в эстрадиол внутри яичников. Однако скорость превращения тестостерона в эстрадиол (обусловленная балансом ФСГ/ЛГ) в раннем половом созревании очень индивидуальна, что приводит к очень разнообразным моделям развития вторичных половых признаков . Выработка прогестерона в яичниках начинается с развития овуляторных циклов у женщин (во время лютеиновой фазы цикла), до полового созревания низкие уровни прогестерона вырабатываются в надпочечниках как у мужчин, так и у женщин. Уровни эстрадиола повышаются раньше и достигают более высоких значений у женщин, чем у мужчин. Хотя эстрадиол способствует росту груди и матки , он также является основным гормоном, стимулирующим пубертатный скачок роста, а также созревание и закрытие эпифизов. [16]
Половому созреванию предшествует адренархе , отмечающее увеличение продукции андрогенов надпочечниками в возрасте от 6 до 10 лет. Адренархе иногда сопровождается ранним появлением подмышечных и лобковых волос. Первые андрогенные волосы, возникающие в результате адренархе, также могут быть временными и исчезать до наступления настоящего полового созревания.
Начало полового созревания связано с высокой пульсацией ГнРГ , которая предшествует повышению уровня половых гормонов, ЛГ и ФСГ . [17] Экзогенные пульсации ГнРГ вызывают начало полового созревания. [18] Опухоли мозга, которые увеличивают выработку ГнРГ, также могут привести к преждевременному половому созреванию . [19]
Причина повышения уровня ГнРГ неизвестна. Причиной повышения уровня ГнРГ может быть лептин . У лептина есть рецепторы в гипоталамусе , которые синтезируют ГнРГ. [20] У людей с дефицитом лептина не начинается половое созревание. [21] Уровень лептина повышается с началом полового созревания, а затем снижается до взрослого уровня, когда половое созревание завершается. Повышение уровня ГнРГ также может быть вызвано генетикой. Исследование [22] обнаружило, что мутация в генах, кодирующих как нейрокинин B , так и рецептор нейрокинина B, может изменить сроки полового созревания. Исследователи выдвинули гипотезу, что нейрокинин B может играть роль в регуляции секреции кисспептина , соединения, ответственного за запуск прямого высвобождения ГнРГ, а также непрямого высвобождения ЛГ и ФСГ.
Несколько исследований о половом созревании изучали эффекты раннего или позднего начала полового созревания у мужчин и женщин. В целом, женщины, которые вступают в половое созревание поздно, испытывают положительные результаты в подростковом и взрослом возрасте, в то время как женщины, которые вступают в половое созревание рано, испытывают отрицательные результаты. Мужчины, которые имеют более раннее половое созревание, как правило, имеют более положительные результаты во взрослом возрасте, но более отрицательные результаты в подростковом возрасте, в то время как обратное верно для более позднего полового созревания. [23]
Результаты в целом показали, что раннее начало полового созревания у женщин может быть психологически разрушительным. Основной причиной этого пагубного эффекта является проблема образа тела . По мере физического развития, набирая вес в нескольких областях тела, рано созревающие женщины обычно выглядят крупнее женщин, которые еще не вступили в период полового созревания. В результате социального давления быть худыми, рано созревающие женщины вырабатывают негативное представление о своем образе тела. Кроме того, люди могут дразнить женщин из-за их видимой груди, заставляя рано созревающих женщин скрывать свою грудь, одеваясь по-другому. Смущение из-за более развитого тела также может привести к отказу раздеваться для посещения спортзала. Этот опыт приводит к снижению самооценки, усилению депрессии и ухудшению образа тела у этих рано созревающих женщин. [23]
Кроме того, поскольку физические и эмоциональные различия отличают их от людей той же возрастной группы, рано созревающие женщины развивают отношения с людьми старшего возраста. Например, некоторые рано созревающие женщины имеют друзей-мужчин старшего возраста, «привлекаемых женственной внешностью и женской невинностью женщин». [23] Хотя наличие друга-мужчины старшего возраста может повысить популярность среди сверстников, оно также увеличивает риск употребления алкоголя и наркотиков, увеличения числа сексуальных отношений (часто незащищенных), расстройств пищевого поведения и издевательств. [23]
Как правило, позднее наступление половой зрелости у женщин приводит к положительным результатам. Они демонстрируют позитивное поведение в подростковом возрасте, которое продолжается и во взрослой жизни. [23]
В прошлом раннее половое созревание у мужчин ассоциировалось с положительными результатами, такими как лидерство в средней школе и успех во взрослой жизни. [24] Однако недавние исследования показали, что риски и проблемы раннего созревания у мужчин могут перевешивать преимущества. [23]
Рано созревающие мужчины развивают «более агрессивное, противозаконное и злоупотребляющее алкоголем» поведение, которое приводит к гневу по отношению к родителям и проблемам в школе и с полицией. Раннее половое созревание также коррелирует с повышенной сексуальной активностью и более высокой частотой подростковой беременности, оба из которых могут привести к депрессии и другим психосоциальным проблемам. [23] Однако раннее половое созревание может также привести к положительным результатам, таким как популярность среди сверстников, более высокая самооценка и уверенность в себе, в результате физического развития, такого как более высокий рост, развитая мускулатура, мускулистая мужская грудь и лучшие спортивные способности.
С другой стороны, у поздно созревающих мужчин развивается более низкая самооценка и уверенность в себе, и они, как правило, менее популярны среди сверстников из-за их менее развитого телосложения. Кроме того, они испытывают проблемы с тревогой и депрессией и с большей вероятностью боятся секса, чем другие мужчины. [23]
У мужчин половое созревание начинается с увеличения яичек и мошонки . Половой член также увеличивается в размерах, и у мужчины появляются лобковые волосы. Яички мужчины также начинают вырабатывать сперму . Выделение семени , которое содержит сперму и другие жидкости, называется эякуляцией . [25] В период полового созревания эрегированный половой член мужчины становится способным извергать семя и оплодотворять женщину. [26] [27] Первая эякуляция мужчины является важной вехой в его развитии. [28] В среднем первая эякуляция мужчины происходит в возрасте 13 лет. [29] Эякуляция иногда происходит во время сна; это явление известно как ночная эякуляция . [25]
У мужчин увеличение яичек является первым физическим проявлением полового созревания (и называется гонадархе ). [30] Яички у мужчин препубертального возраста мало изменяются в размере с возраста около 1 года до начала полового созревания, в среднем около 2–3 см в длину и около 1,5–2 см в ширину. Размер яичек входит в число параметров шкалы Таннера для мужских половых органов , от стадии I, которая представляет собой объем менее 1,5 мл, до стадии V, которая представляет собой объем яичек больше или равный 20 мл. Размер яичек достигает максимального взрослого размера примерно через 6 лет после начала полового созревания. В то время как 18–20 см 3 является средним размером взрослого человека, существуют большие различия в размере яичек в нормальной популяции. [31] После того, как яички мужчины увеличатся и разовьются примерно в течение одного года, длина, а затем и ширина ствола полового члена увеличатся, а головка полового члена и пещеристые тела также начнут увеличиваться до размеров взрослого человека. [32]
К концу полового созревания у взрослых мужчин кости становятся тяжелее, а скелетных мышц почти вдвое больше . Некоторые из костей (например, ширина плеч и челюсти) непропорционально больше, что приводит к заметно разным формам скелета у мужчин и женщин. Средний взрослый мужчина имеет около 150% сухой массы тела от средней женщины и около 50% жира в организме.
Эта мышца развивается в основном на поздних стадиях полового созревания, и рост мышц может продолжаться даже после того, как мужчины становятся биологически взрослыми. Пик так называемого «силового рывка», скорости роста мышц, достигается примерно через год после того, как мужчина переживает пиковую скорость роста.
Часто жировые отложения в ткани мужской груди и соски у мужчин развиваются в период полового созревания; иногда, особенно в одной груди, это становится более заметным и называется гинекомастией . Обычно это не постоянное явление.
Эрекции во время сна или при пробуждении в медицине известны как ночное набухание полового члена , а в разговорной речи их называют утренним стояком . [33] Половой член может регулярно становиться эрегированным во время сна, и мужчины или самцы часто просыпаются с эрекцией. [34] Когда мужчина достигает подросткового возраста, эрекции случаются гораздо чаще из-за полового созревания. [35] Эрекции могут возникать спонтанно в любое время дня, и если он одет, это может вызвать выпуклость или «горб». Это можно замаскировать или скрыть, надев обтягивающее нижнее белье, длинную рубашку и более мешковатую одежду. [36] Эрекции обычны для детей и младенцев мужского пола препубертатного возраста и могут даже возникнуть до рождения. [37] Спонтанные эрекции, также известные как непроизвольные или нежелательные эрекции, являются нормой. Такие эрекции могут быть неловкими, если они случаются на публике, например, в классе или гостиной. [38] [39]
В период полового созревания, если не раньше, кончик и отверстие крайней плоти у мужчин становятся шире, постепенно позволяя оттягиваться вниз по стволу пениса и за головку , что в конечном итоге должно быть возможно без боли или затруднений. Мембрана, которая связывает внутреннюю поверхность крайней плоти с головкой, распадается и освобождает крайнюю плоть, чтобы отделить ее от головки. Затем крайняя плоть постепенно становится оттягиваемой. [40]
Исследования Øster (1968) показали, что с началом и продолжением полового созревания доля мужчин, способных оттянуть крайнюю плоть, увеличивается. Øster обнаружил, что в возрасте 12–13 лет только 60% мужчин могли оттянуть крайнюю плоть; к 14–15 годам этот показатель увеличивался до 85%, а к 16–17 годам — до 95%. Он также обнаружил, что 1% из тех, кто не мог полностью оттянуть, испытывали фимоз в возрасте 14–17 лет, остальные были способны сделать это частично. [40] Результаты были подтверждены дальнейшими исследованиями Kayaba et al (1996) на выборке из более чем 600 мужчин, [41] а Ishikawa и Kawakita (2004) обнаружили, что к 15 годам 77% их выборки мужчин могли оттянуть крайнюю плоть. [42] Боже (1997) сообщает, что мужчины могут способствовать развитию втягивающейся крайней плоти путем ручного растягивания. [43]
Как только мужчина способен оттягивать крайнюю плоть, гигиена полового члена должна стать важной частью его обычного ухода за телом. Хотя Американская академия педиатрии утверждает, что «мало доказательств, подтверждающих связь между статусом обрезания и оптимальной гигиеной полового члена», [44] различные исследования предполагают, что мужчины должны быть информированы о роли гигиены, включая оттягивание крайней плоти во время мочеиспускания и ополаскивание под ней и вокруг головки при каждой возможности помыться. Крюгер и Осборн (1986) обнаружили, что регулярное мытье под крайней плотью снижает риск многочисленных расстройств полового члена, [45] однако Бирли и др. (1993) сообщают, что следует избегать чрезмерного мытья с мылом, поскольку оно высушивает масла из тканей и может вызвать неспецифический дерматит . [46]
Волосы на лобке часто появляются у мужчин вскоре после того, как начинают расти гениталии. Волосы на лобке обычно сначала видны у дорсального (брюшного) основания полового члена. Первые несколько волос описываются как стадия 2. Стадия 3 обычно достигается в течение следующих 6–12 месяцев, когда волос становится слишком много, чтобы их сосчитать. К стадии 4 лобковые волосы плотно заполняют «лобковый треугольник». Стадия 5 относится к распространению лобковых волос на бедра и вверх по направлению к пупку как часть развивающихся волос на животе .
В течение месяцев и лет после появления лобковых волос, на других участках кожи, которые реагируют на андрогены, могут развиться андрогенные волосы . Обычная последовательность такова: волосы под мышками (подмышечные) , волосы перианальной области , волосы над верхней губой , волосы в области бакенбард (преаурикулярные), волосы периареолярной области и область бороды . [47] Как и в большинстве биологических процессов человека, этот конкретный порядок может различаться у некоторых людей. Волосы на руках, ногах, груди , животе и спине становятся тяжелее более постепенно. Существует большой разброс в количестве волос на теле среди взрослых мужчин и значительные различия в сроках и количестве роста волос среди разных расовых групп. Волосы на лице часто присутствуют в позднем подростковом возрасте, но могут появиться только значительно позже. [48] [49] Волосы на лице будут продолжать становиться грубее, темнее и гуще в течение еще 2–4 лет после полового созревания. [48] У некоторых мужчин не развивается полная растительность на лице в течение 10 лет после завершения полового созревания. [48] Волосы на груди могут появиться в период полового созревания или спустя годы, хотя не у всех мужчин они появляются.
Под влиянием андрогенов гортань (или голосовой аппарат) растет у обоих полов. Этот рост гораздо более заметен у мужчин, в результате чего мужской голос понижается и становится глубже, иногда резко, но редко «за одну ночь», примерно на одну октаву , потому что более длинные и толстые голосовые связки имеют более низкую основную частоту . До полового созревания гортань у мужчин и женщин примерно одинаково мала. [50] Иногда изменение голоса сопровождается неустойчивостью вокализации на ранних стадиях нетренированных голосов. Большая часть изменения голоса происходит на 3–4 стадии мужского полового созревания примерно во время пикового роста. Взрослый тон достигается в среднем в возрасте 15 лет, хотя голос может не полностью установиться до начала двадцати лет. Обычно это предшествует развитию значительных волос на лице на несколько месяцев или лет.
Первым физическим признаком полового созревания у женщин обычно является твердый, болезненный комок под центром ареолы одной или обеих грудей , возникающий в среднем в возрасте около 10½ лет. [51] Это называется телархе . Согласно широко используемой стадии полового созревания Таннера , это стадия 2 развития груди (стадия 1 — плоская, препубертальная грудь). В течение 6–12 месяцев отек четко начинается с обеих сторон, смягчается и может ощущаться и просматриваться как выходящий за края ареол. Это стадия 3 развития груди. Еще через 12 месяцев (стадия 4) грудь приближается к зрелому размеру и форме, при этом ареолы и соски образуют вторичный холмик. У большинства молодых женщин этот холмик исчезает в контуре зрелой груди (стадия 5), хотя существует так много различий в размерах и формах взрослой груди, что стадии 4 и 5 не всегда можно идентифицировать отдельно. [52]
Волосы на лобке часто являются вторым заметным изменением в период полового созревания, обычно в течение нескольких месяцев после телархе. [53] Это называется пубархе . Волосы на лобке обычно видны сначала вдоль половых губ . Первые несколько волос описываются как стадия Таннера 2. [52] Стадия 3 обычно достигается в течение следующих 6–12 месяцев, когда волос становится слишком много, чтобы их сосчитать, и они появляются также на лобковом холмике . К стадии 4 лобковые волосы плотно заполняют «лобковый треугольник». Стадия 5 относится к распространению лобковых волос на бедра , а иногда и на животе вверх по направлению к пупку . Примерно у 15% женщин самые ранние лобковые волосы появляются до начала развития груди. [53]
Кожа промежности кератинизируется из-за воздействия эстрогена, повышающего ее устойчивость к инфекции. Слизистая поверхность влагалища также изменяется в ответ на повышение уровня эстрогена , становясь толще и приобретая тускло-розовый цвет (в отличие от более ярко-красного цвета препубертальной слизистой оболочки влагалища). [54] Слизистая оболочка изменяется в многослойную структуру с поверхностным слоем плоских клеток. Эстроген увеличивает содержание гликогена в эпителии влагалища , который в дальнейшем играет важную роль в поддержании pH влагалища . Беловатые выделения (физиологическая лейкорея ) также являются нормальным эффектом эстрогена. [51] В течение двух лет после телархе матка , яичники и фолликулы в яичниках увеличиваются в размерах. [55] Яичники обычно содержат небольшие фолликулярные кисты , видимые при ультразвуковом исследовании . [56] [57] До полового созревания соотношение тела матки и шейки матки составляет 1:1; которое увеличивается до 2:1 или 3:1 после завершения пубертатного периода.
Первое менструальное кровотечение называется менархе и обычно происходит примерно через два года после телархе . [53] Средний возраст менархе в Соединенных Штатах составляет 12,5 лет . [58] Большинство американских женщин испытывают свои первые месячные в 11, 12 или 13 лет, но некоторые испытывают их раньше своего 11-го дня рождения, а другие после 14-го дня рождения. Фактически, нормальным является любое время между 8 и 16 годами. В Канаде средний возраст менархе составляет 12,72, [59] а в Соединенном Королевстве — 12,9. [60] Время между менструациями не всегда регулярно в первые два года после менархе. [61] Овуляция необходима для фертильности , но может сопровождать или не сопровождать самые ранние менструации. [62] У женщин в постменархе около 80% циклов были ановуляторными в первый год после менархе, 50% — на третий год и 10% — на шестой год. [61] Начало овуляции после менархе не является неизбежным. У значительной доли женщин с продолжающейся нерегулярностью менструального цикла в течение нескольких лет после менархе будет продолжаться длительная нерегулярность и ановуляция, и они подвержены более высокому риску снижения фертильности. [63]
В этот период, также в ответ на повышение уровня эстрогена, нижняя половина таза и, таким образом, бедра расширяются (обеспечивая больший родовой канал ). [52] [64] Жировая ткань увеличивается до большего процента от состава тела, чем у мужчин, особенно в типичном женском распределении груди, бедер, ягодиц, бедер, верхней части рук и лобка. Прогрессивные различия в распределении жира, а также половые различия в локальном росте скелета способствуют типичной женской форме тела к концу полового созревания. В среднем в 10 лет у женщин на 6% больше жира, чем у мужчин. [65]
Повышение уровня андрогенов может изменить жирнокислотный состав пота , что приводит к более «взрослому» запаху тела . Это часто предшествует телархе и пубархе на один или несколько лет. Другим эффектом андрогенов является повышенная секреция жира ( кожного сала ) кожей. Это изменение увеличивает восприимчивость к акне , состоянию кожи, которое характерно для полового созревания. Акне сильно различается по своей тяжести. [66]
У женщин эстрадиол (основной женский половой гормон) вызывает утолщение губ и слизистой оболочки полости рта , а также дальнейшее развитие вульвы . В области вульвы и влагалища эстрадиол вызывает утолщение ( расслоение ) кожи и рост как миоэпителиального слоя , так и гладких мышц влагалища. Как правило, эстрадиол также вызывает выраженный рост малых половых губ и в меньшей степени больших половых губ .
Эстрадиол также отвечает за повышенную выработку феомеланина , что приводит к характерному красному цвету губ, малых половых губ, а иногда и больших половых губ. Эстрадиол вместе с другими овариальными стероидами также вызывает более темную окраску ареолы .
Тестостерон вызывает увеличение клитора и , возможно, оказывает важное влияние на рост и созревание вестибулярных луковиц , пещеристых тел клитора и уретральной губки . [67]
Изменения вульвы, вызванные эстрадиолом, а также его прямые эффекты, по-видимому, также влияют на функционирование нижних мочевыводящих путей. [68] [69]
Волосы начинают расти под мышками, сначала они редкие, а затем со временем утолщаются и темнеют. [70]
В общем смысле, завершение полового созревания — репродуктивная зрелость. Критерии определения заключения могут различаться для разных целей: достижение способности к воспроизводству, достижение максимального роста взрослого человека, максимального размера гонад или уровня половых гормонов взрослого человека. Максимальный рост взрослого человека достигается в среднем в возрасте 15 лет для среднестатистической женщины и 18 лет для среднестатистического мужчины. Потенциальная фертильность (иногда называемая половым созреванием ) обычно предшествует завершению роста на 1–2 года у женщин и на 3–4 года у мужчин. Стадия 5 обычно представляет собой максимальный рост гонад и уровень половых гормонов взрослого человека.
Определение начала полового созревания может зависеть от точки зрения (например, гормональная или физическая) и цели (установление нормальных стандартов для населения, клиническое наблюдение за лицами, достигшими раннего или позднего полового созревания, и т. д.). Распространенное определение начала полового созревания — физические изменения в организме человека. [13] Эти физические изменения являются первыми видимыми признаками изменений нервной, гормональной и гонадной функций.
Возраст, в котором начинается половое созревание, варьируется между людьми; обычно половое созревание начинается между 10 и 13 годами. Возраст, в котором начинается половое созревание, зависит как от генетических факторов, так и от факторов окружающей среды, таких как состояние питания и социальные обстоятельства. [71] Примером социальных обстоятельств является эффект Ванденберга : молодая самка, которая имеет значительное взаимодействие со взрослыми самцами, вступит в половую зрелость раньше, чем молодые самки, которые не подвергаются социальному чрезмерному воздействию взрослых самцов. [72]
Средний возраст начала полового созревания также может зависеть от этнической принадлежности . Например, средний возраст менархе в различных обследованных популяциях варьировался от 12 [58] [59] [60] до 18 лет. Самое раннее среднее начало полового созревания приходится на афроамериканских женщин, а самое позднее — на группы населения, ведущие образ жизни в высокогорных районах Азии. Однако многие из более высоких средних возрастов отражают ограничения в питании больше, чем генетические различия, и могут измениться в течение нескольких поколений при существенном изменении рациона питания. Медианный возраст менархе для популяции может быть показателем доли недоедающих женщин в популяции, а ширина разброса может отражать неравномерность распределения богатства и продовольствия в популяции.
Исследователи выявили более ранний возраст начала полового созревания. Однако они основывали свои выводы на сравнении данных 1999 года с данными 1969 года. В более раннем примере выборочная совокупность была основана на небольшой выборке белых женщин (200 из Великобритании). Более позднее исследование определило, что половое созревание наступает у 48% афроамериканских женщин к девяти годам и у 12% белых женщин к этому возрасту. [73]
Одной из возможных причин задержки наступления половой зрелости после 14 лет у женщин и 15 лет у мужчин является синдром Каллмана , форма гипогонадотропного гипогонадизма (ГГ). Синдром Каллмана также связан с отсутствием обоняния ( аносмия ). Синдром Каллмана и другие формы ГГ поражают как мужчин, так и женщин. Он вызван сбоем в оси ГГГ в период полового созревания, что приводит к низкому или нулевому уровню гонадотропина ( ЛГ и ФСГ ) с последующим результатом невозможности начать или завершить половое созревание, вторичного гипогонадизма и бесплодия . [74] [75]
Средний возраст наступления половой зрелости значительно снизился с 1840-х годов. [76] [77] [78] В каждое десятилетие с 1840 по 1950 год наблюдалось снижение среднего возраста менархе среди западноевропейских женщин на четыре месяца. В Норвегии у женщин, родившихся в 1840 году, менархе наступало в среднем в возрасте 17 лет. Во Франции средний возраст в 1840 году составлял 15,3 года. В Англии средний возраст в 1840 году составлял 16,5 лет. В Японии снижение произошло позже и было более быстрым: с 1945 по 1975 год в Японии наблюдалось снижение на 11 месяцев за десятилетие.
Исследование, проведенное в Дании в 2006 году, показало, что половое созревание, о котором свидетельствует развитие груди, началось в среднем в возрасте 9 лет и 10 месяцев, на год раньше, чем в аналогичном исследовании 1991 года. Ученые полагают, что это явление может быть связано с ожирением или воздействием химических веществ в пищевой цепочке и подвергает женщин более высокому долгосрочному риску рака груди. [79]
Различные исследования показали, что прямые генетические эффекты объясняют по меньшей мере 46% вариаций сроков полового созревания в хорошо питающихся популяциях. [80] [81] [82] [83] Генетическая связь сроков наиболее сильна между матерями и дочерьми. Конкретные гены, влияющие на сроки, пока не известны. [80] Среди кандидатов — ген рецептора андрогенов . [84]
Исследователи выдвинули гипотезу, что раннее начало полового созревания может быть вызвано определенными средствами по уходу за волосами, содержащими эстроген или плаценту, а также определенными химическими веществами, а именно фталатами , которые используются во многих косметических средствах, игрушках и пластиковых контейнерах для еды. [73]
Если генетические факторы объясняют половину вариаций сроков полового созревания, то факторы окружающей среды, очевидно, также важны. Одним из первых наблюдаемых эффектов окружающей среды является то, что половое созревание наступает позже у детей, выросших на больших высотах. Наиболее важным из факторов окружающей среды, несомненно, является питание, но был выявлен ряд других, все из которых влияют на сроки женского полового созревания и менархе более отчетливо, чем мужского полового созревания.
Существует теоретическая обеспокоенность и доказательства на животных, что экологические гормоны и химикаты могут влиять на аспекты пренатального или постнатального полового развития у людей. [85] Большое количество не полностью метаболизированных эстрогенов и прогестагенов из фармацевтических продуктов выводится в канализационные системы крупных городов и иногда обнаруживается в окружающей среде. Половые стероиды иногда используются в животноводстве, но были запрещены в производстве куриного мяса в течение 40 лет. Хотя сельскохозяйственные законы регулируют использование, чтобы свести к минимуму случайное потребление человеком, эти правила в значительной степени соблюдаются самостоятельно в Соединенных Штатах. Значительное воздействие на ребенка гормонов или других веществ, которые активируют рецепторы эстрогена или андрогена, может вызвать некоторые или все изменения полового созревания.
Труднее обнаружить влияние на половое созревание более широко распространенных в окружающей среде химических веществ, таких как ПХБ ( полихлорированные бифенилы ), которые могут связываться с рецепторами эстрогена и активировать их.
Более очевидные степени частичного полового созревания в результате прямого воздействия на маленьких детей небольших, но существенных количеств фармацевтических половых стероидов в домашних условиях могут быть обнаружены во время медицинского обследования на преждевременное половое созревание , но легкие эффекты и другие потенциальные воздействия, описанные выше, не будут обнаружены.
Бисфенол А (БФА) — это химическое вещество, используемое для производства пластмасс, и часто используется для изготовления детских бутылочек, бутылочек для воды, спортивного инвентаря, медицинских приборов и в качестве покрытия банок для еды и напитков. Ученые обеспокоены поведенческими эффектами БФА на плод, младенцев и детей при текущих уровнях воздействия, поскольку он может влиять на предстательную железу, молочную железу и приводить к раннему половому созреванию у женщин. БФА имитирует и мешает действию эстрогена — важного регулятора воспроизводства и развития. Он вымывается из пластика в жидкости и продукты питания, и Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) обнаружили измеримые количества БФА в организмах более 90 процентов обследованного населения США. Наибольшее предполагаемое ежедневное потребление БФА приходится на младенцев и детей. Многие пластиковые детские бутылочки содержат БФА, и БФА с большей вероятностью вымывается из пластика при повышении его температуры, например, когда кто-то подогревает детскую бутылочку или разогревает еду в микроволновке. [86]
Факторы питания являются наиболее сильными и очевидными факторами окружающей среды, влияющими на сроки полового созревания. [80] Женщины особенно чувствительны к регуляции питания, поскольку они должны вносить всю питательную поддержку растущему плоду. Избыточные калории (помимо потребностей роста и активности) отражаются в количестве жира в организме , что сигнализирует мозгу о наличии ресурсов для начала полового созревания и фертильности.
Многочисленные данные свидетельствуют о том, что на протяжении последних нескольких столетий различия в питании объясняли большую часть вариаций сроков полового созревания в разных популяциях и даже среди социальных классов в одной и той же популяции. Недавнее всемирное увеличение потребления животного белка, другие изменения в питании и рост детского ожирения привели к снижению возраста полового созревания, в основном в тех популяциях, где предыдущий возраст был выше. Во многих популяциях количество вариаций, приписываемых питанию, сокращается.
Хотя доступная диетическая энергия (простые калории) является наиболее важным диетическим фактором, влияющим на время полового созревания, качество диеты также играет свою роль. Более низкое потребление белка и более высокое потребление клетчатки , как это происходит при типичных вегетарианских диетах , связано с более поздним началом и более медленным прогрессированием женского полового созревания.
Научные исследователи связали раннее ожирение с более ранним началом полового созревания у женщин. Они назвали ожирение причиной развития груди до девяти лет и менархе до двенадцати лет. [87] Раннее половое созревание у женщин может быть предвестником более поздних проблем со здоровьем. [88]
Средний уровень ежедневной физической активности также, как было показано, влияет на время полового созревания, особенно у женщин. Высокий уровень упражнений, будь то для спортивных или телесных целей, или для ежедневного существования, снижает энергетические калории, доступные для воспроизводства, и замедляет половое созревание. Эффект упражнений часто усиливается за счет более низкой жировой массы тела и холестерина.
Хронические заболевания могут задерживать половое созревание как у мужчин, так и у женщин. Те, которые связаны с хроническим воспалением или мешают питанию, оказывают самое сильное воздействие. В западном мире воспалительные заболевания кишечника и туберкулез были печально известны таким воздействием в прошлом веке, в то время как в регионах слаборазвитого мира широко распространены хронические паразитарные инфекции .
Психические заболевания возникают в период полового созревания. Мозг претерпевает значительное развитие гормонами , которые могут способствовать расстройствам настроения, таким как большое депрессивное расстройство , биполярное расстройство , дистимия и шизофрения . Женщины в возрасте от 15 до 19 лет составляют 40% случаев нервной анорексии . [89]
Некоторые из наименее изученных влияний окружающей среды на время полового созревания являются социальными и психологическими. По сравнению с влиянием генетики, питания и общего состояния здоровья, социальное влияние невелико, сдвигая время на несколько месяцев, а не на годы. Механизмы этих социальных эффектов неизвестны, хотя на основе исследований на животных были предложены различные физиологические процессы, включая феромоны .
Самой важной частью психосоциальной среды ребенка является семья, и большинство исследований социального влияния изучали особенности структуры и функционирования семьи в связи с более ранним или более поздним половым созреванием у женщин. Большинство исследований сообщают, что менархе может наступить на несколько месяцев раньше у девочек из домохозяйств с высоким уровнем стресса, чьи отцы отсутствуют в раннем детстве, у которых дома есть отчим, которые подвергаются длительному сексуальному насилию в детстве или которых усыновляют из развивающейся страны в молодом возрасте. И наоборот, менархе может наступить немного позже, если девочка растет в большой семье с биологическим отцом.
Было обнаружено, что более экстремальные степени экологического стресса, такие как статус беженца во время войны с угрозой физическому выживанию, связаны с задержкой созревания, эффектом, который может усугубляться неадекватным питанием.
Большинство из этих сообщенных социальных эффектов невелики, и наше понимание неполно. Большинство из этих «эффектов» являются статистическими ассоциациями, выявленными эпидемиологическими обследованиями. Статистические ассоциации не обязательно являются причинно-следственными, и можно представить себе множество сопутствующих переменных и альтернативных объяснений. Эффекты такого малого размера никогда не могут быть подтверждены или опровергнуты для любого отдельного ребенка. Более того, интерпретации данных являются политически спорными из-за легкости, с которой этот тип исследований может быть использован для политической пропаганды. Обвинения в предвзятости, основанные на политической повестке дня, иногда сопровождают научную критику.
Другим ограничением социальных исследований является то, что почти все они касались женщин, отчасти потому, что женское половое созревание требует больших физиологических ресурсов, а отчасти потому, что оно включает уникальное событие (менархе), которое делает исследование женского полового созревания гораздо проще, чем мужского. Более подробная информация представлена в статье о менархе .
Последовательность событий полового развития может иногда меняться. Например, примерно у 15% мужчин и женщин пубархе (первые лобковые волосы) может предшествовать гонадархе и телархе соответственно на несколько месяцев. Редко менархе может наступить раньше других признаков полового созревания у некоторых женщин. Эти вариации заслуживают медицинской оценки, поскольку иногда они могут быть признаком заболевания.
Эндокринная репродуктивная система состоит из гипоталамуса , гипофиза , гонад и надпочечников , с входом и регулированием от многих других систем организма. Истинное половое созревание часто называют «центральным половым созреванием», потому что оно начинается как процесс центральной нервной системы . Простое описание гормонального полового созревания выглядит следующим образом:
Начало этого нейрогормонального процесса может предшествовать первым видимым изменениям организма на 1–2 года.
Дугообразное ядро гипоталамуса является двигателем репродуктивной системы. Оно имеет нейроны , которые генерируют и высвобождают импульсы ГнРГ в портальную венозную систему гипофиза . Дугообразное ядро подвергается воздействию и контролируется нейронными сигналами из других областей мозга и гормональными сигналами из гонад , жировой ткани и множества других систем.
Гипофиз реагирует на импульсные сигналы ГнРГ , выделяя ЛГ и ФСГ в кровь общего кровообращения, также в пульсирующем режиме.
Половые железы ( яички и яичники ) реагируют на повышение уровня ЛГ и ФСГ, вырабатывая стероидные половые гормоны — тестостерон и эстроген .
Надпочечники являются вторым источником стероидных гормонов. Созревание надпочечников, называемое адренархе , обычно предшествует гонадархе в середине детства.
Эндокринная репродуктивная система становится функциональной к концу первого триместра жизни плода. Яички и яичники становятся ненадолго неактивными около времени рождения, но возобновляют гормональную активность до нескольких месяцев после рождения, когда не до конца понятые механизмы в мозге начинают подавлять активность дугообразного ядра. Это было названо созреванием препубертального «гонадостата», который становится чувствительным к отрицательной обратной связи половых стероидов . Период гормональной активности до нескольких месяцев после рождения, за которым следует подавление активности, может соответствовать периоду детской сексуальности, за которым следует латентная стадия , которую описал Зигмунд Фрейд . [91]
Уровни гонадотропина и половых стероидов падают до низких значений (почти неопределяемых современными клиническими анализами ) в течение примерно еще 8-10 лет детства. Накапливаются доказательства того, что репродуктивная система не полностью бездействует в детские годы. Происходит незначительное увеличение импульсов гонадотропина, и фолликулы яичников, окружающие зародышевые клетки (будущие яйцеклетки ), удваиваются в числе.
Нормальное половое созревание начинается в гипоталамусе с растормаживания генератора импульсов в дугообразном ядре. Это торможение дугообразного ядра представляет собой продолжающееся активное подавление другими областями мозга. Сигнал и механизм освобождения дугообразного ядра от торможения были предметом исследований на протяжении десятилетий и остаются не до конца понятыми. Уровень лептина повышается на протяжении всего детства и играет роль в возобновлении работы дугообразного ядра. Если детское торможение дугообразного ядра прерывается преждевременно из-за травмы мозга, оно может возобновить пульсирующий выброс гонадотропина, и половое созревание начнется в раннем возрасте.
Нейроны дугообразного ядра секретируют гонадотропин-рилизинг-гормон (ГнРГ) в кровь портальной системы гипофиза. Американский физиолог Эрнст Кнобиль обнаружил, что сигналы ГнРГ из гипоталамуса вызывают импульсную секрецию ЛГ (и в меньшей степени ФСГ) с интервалом примерно в 1–2 часа. Импульсы ЛГ являются следствием пульсирующей секреции ГнРГ дугообразным ядром, которая, в свою очередь, является результатом осциллятора или генератора сигналов в центральной нервной системе («генератор импульсов ГнРГ»). [92] В годы, предшествующие физическому половому созреванию, Роберт М. Бояр обнаружил, что импульсы гонадотропина возникают только во время сна, но по мере развития полового созревания их можно обнаружить в течение дня. [93] К концу полового созревания разница в амплитуде и частоте импульсов гонадотропина между днем и ночью незначительна.
Некоторые исследователи связывают начало полового созревания с резонансом осцилляторов в мозге. [94] [95] [96] По этому механизму гонадотропные импульсы, которые возникают в основном ночью, непосредственно перед половым созреванием, представляют собой биения . [97] [98] [99] [100]
Массив «процессов аутоусиления» увеличивает выработку всех половых гормонов гипоталамуса, гипофиза и половых желез. [101]
Регуляция адренархе и ее связь с созреванием гипоталамо-гонадной оси не полностью изучены, и некоторые данные свидетельствуют о том, что это параллельный, но в значительной степени независимый процесс, совпадающий с центральным половым созреванием или даже предшествующий ему. Повышение уровня андрогенов надпочечников (называемое адренархе) обычно можно обнаружить в возрасте от 6 до 11 лет, даже до увеличения гонадотропных импульсов гипоталамического полового созревания. Андрогены надпочечников способствуют развитию лобковых волос ( пубархе ), запаха взрослого тела и других андрогенных изменений у обоих полов. Основное клиническое значение различия между адренархе и гонадархе заключается в том, что лобковые волосы и изменения запаха тела сами по себе не доказывают, что центральное половое созревание идет у отдельного ребенка.
Ранние стадии созревания гипоталамуса у мужчин, по-видимому, очень похожи на ранние стадии полового созревания у женщин, хотя и происходят примерно на 1–2 года позже.
ЛГ стимулирует клетки Лейдига яичек, чтобы вырабатывать тестостерон, и его уровень в крови начинает расти. На протяжении большей части полового созревания ночной уровень тестостерона выше, чем дневной. Регулярность частоты и амплитуды импульсов гонадотропина, по-видимому, менее необходима для прогрессирования мужского полового созревания, чем женского.
Однако значительная часть тестостерона у юношей-подростков преобразуется в эстрадиол. Эстрадиол опосредует скачок роста, созревание костей и закрытие эпифизов у мужчин так же, как и у женщин. Эстрадиол также вызывает по крайней мере скромное развитие ткани молочной железы ( гинекомастию ) у значительной части мужчин. Мужчинам, у которых развивается легкая гинекомастия, припухлость под сосками , в период полового созревания, говорят, что у некоторых подростков мужского пола этот эффект временный из-за высокого уровня эстрадиола .
Еще одно гормональное изменение у мужчин происходит в подростковом возрасте у большинства молодых мужчин. В этот период жизни мужчины уровень тестостерона медленно повышается, и большинство эффектов опосредованы андрогенными рецепторами путем преобразования дигидротестостерона в целевых органах (особенно в кишечнике).
По мере увеличения амплитуды импульсов ЛГ клетки теки яичников начинают вырабатывать тестостерон и меньшее количество прогестерона . Большая часть тестостерона перемещается в близлежащие клетки, известные как клетки гранулезы . Меньшее увеличение ФСГ вызывает увеличение активности ароматазы этих клеток гранулезы, которая преобразует большую часть тестостерона в эстрадиол для секреции в кровоток. Оставшийся тестостерон вместе с андрогенами надпочечников отвечает за типичные андрогенные изменения женского полового созревания: лобковые волосы, другие андрогенные волосы, как описано выше, запах тела, прыщи. Биоактивность тестостерона в значительной степени ограничена SHBG, который , в свою очередь, в основном контролируется уровнями эстрадиола и пролактина (эстрадиол стимулирует, пролактин снижает синтез SHBG).
Повышение уровня эстрадиола вызывает характерные эстрогенные изменения в организме женщины в период полового созревания: скачок роста, ускорение созревания и срастания костей, рост груди , увеличение жировой прослойки, рост матки, увеличение толщины эндометрия и слизистой оболочки влагалища, а также расширение нижней части таза.
По мере того, как уровень эстрадиола постепенно повышается и происходят другие процессы аутоамплификации, достигается точка созревания, когда чувствительность обратной связи гипоталамического «гонадостата» становится положительной. Это достижение положительной обратной связи является отличительной чертой женской половой зрелости, поскольку оно допускает всплеск ЛГ в середине цикла, необходимый для овуляции .
Уровень гормона роста неуклонно растет в течение всего периода полового созревания. Уровень IGF1 повышается, а затем снижается по мере завершения полового созревания. Рост заканчивается, и достигается рост взрослого человека, когда уровень эстрадиола полностью закрывает эпифизы .
Изменения, происходящие в период полового созревания, обычно происходят в упорядоченной последовательности, начиная с телархе (развития груди) в возрасте около 10 или 11 лет, за которым следует адренархе (рост лобковых волос из-за андрогенной стимуляции), пиковая скорость роста и, наконец, менархе (начало менструации), которое обычно происходит около 12 или 13 лет.
В среднем половое созревание у девочек наступает примерно на 18 месяцев раньше (обычно в возрасте 10 или 11 лет и продолжается до 15–17 лет), чем у мальчиков (у которых половое созревание обычно начинается в возрасте 11–12 лет и завершается в среднем к 16–17 годам).