Характеристика изменений в составе тела

До настоящего времени еще никому не удавалось адекватно охарактеризовать сущность индуцированного приемом андрогенов увеличения массы тела. Основная проблема заключается в том, что в большинстве работ состав тела определялся с использованием какой-либо одной методики, причем в основе каждой из этих методик лежат определенные допущения, которые могут оказаться неверными в случае применения анаболических стероидов. Несмотря на то что суммарная ошибка использования нескольких методик оценки в многокомпонентной модели состава тела обычно не превышает биологических вариаций измеряемых компонентов (Friedl et al., 1992а), многокомпонентная модель также не позволит дать ответ на поставленный вопрос, если индуцированные приемом стероидов изменения повлияют на истинность допущений, положенных в основу используемых методов оценки. Так, если реакция организма на экзогенные андрогены включает увеличение общего содержания воды в организме по отношению к общей массе мышечной ткани, как это предполагается, но еще ни разу не было доказано (Freed et al., 1975; Hervey et al., 1976; Wilson, 1988), это станет причиной существенной ошибки при оценке происходящих изменений с помощью любого из основных применяемых методов определения состава тела, поскольку нарушит существующие допущения в отношении состава мышечной ткани для каждого из них. Метод гидростатического взвешивания допускает, что плотность нежировой массы тела составляет 1,1 г-см3, двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (dual energy X-ray absorptiometry) использует коэффициент ослабления, определенный на основании оценки нормально гидратированной мягкой ткани, метод с использованием изотопа калия-40 зависит от постоянства концентрации в мышечной ткани (66,6 ммоль-кг'1), а метод разбавления дейтерия предполагает постоянный уровень гидратации (обычно 72 %) мышечной ткани. Возникающая в результате ошибка может быть весьма существенной. В случае неполного голодания у здоровых мужчин в результате субклинического отека тканей возрастает уровень гидратации мышечной ткани, и это приводит к тому, что оценка массы тела при помощи двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии оказывается завышенной на 3,5 кг по сравнению с определяемой с помощью обычных весов (Friedl et al., 1994). Несмотря на спекулятивность этого утверждения, изменения в противоположном направлении, а именно быстрое увеличение массы тела, вызванное экзогенными андрогенами, также может сопровождаться увеличением удержания воды в организме. Если это действительно имеет место, можно ожидать, что любой из методов оценки состава тела будет давать ошибочные оценки при определении изменений массы мышечного компонента.

Попытка решения данного вопроса была предпринята в исследовании с применением значительных доз метандиона (100 мг в день в течение 6 недель) (Hervey, 1976). На основании оценки содержания калия в организме было рассчитано, что среднее увеличение массы тела на 3,3 кг состояло из увеличения массы мышечной ткани на 6,3 кг и снижения массы жировой ткани на 2,5 кг. В то же время увеличение массы мышечной ткани, рассчитанное на основании оценки плотности тела по результатам гидростатического взвешивания, составило 2,4 кг, а жировой — на 0,9 кг, а толщина кожных складок осталась неизменной (Hervey, 1976). В следующем исследовании с использованием аналогичных дозировок андрогенов были получены сопоставимые средние значения увеличения массы тела и изменения общего содержания калия в организме (Hervey et al., 1981). В этой работе с помощью метода нейтронно-активационного анализа было проведено определение общего содержания азота в организме, при этом предполагалось, что если увеличение массы тела отражает гипертрофию мышечной ткани, то содержание азота в организме должно увеличиться примерно на 100 г. Вместе с тем, по результатам реальной оценки, эта величина оказалась почти в два раза больше, что породило новые вопросы о природе увеличения массы тела, индуцированного андрогенами.

Типичный режим применения энаптата тестостерона в количестве примерно 200 мг в неделю на протяжении 12 недель приводил к увеличению массы тела в среднем на 4,1 кг(Forbes et al., 1992). На основании результатов определения содержания калия-40 оценка увеличения мышечной массы в конце 12-недельного периода приема стероидного препарата составила 7,5 кг. Эти данные подтверждались увеличением выделения креатинина в среднем на 358 мг-сут"1 (при диете, не содержащей мясных продуктов), что соответствует рассчитанному увеличению массы мышечной ткани на 8,6 кг.

После прекращения приема андрогенных стероидов наблюдается быстрая утрата мышечного компонента. В том же исследовании (Forbes et al., 1992) сообщалось о быстром снижении массы тела примерно на 2,5 кг в течение первых 10 дней после прекращения приема стероидов, после чего эта новая масса тела могла сохраняться на протяжении следующих 6 месяцев. Расчетная нарощенная масса мышечной ткапи уменьшалась примерно до половины максимального значения через 2 месяца после прекращения приема стероидов и продолжала снижаться в течение 6 месяцев, когда различия с исходной массой тела до начала приема препарата составили всего 1 кг. Такое снижение массы мышечной ткани при относительно стабильной массе тела уравновешивалось предположительным увеличением массы жировой ткани, доля которой восстанавливалась после первоначального снижения в среднем на 3,4 кг. Утрата нарощенной мышечной ткани после прекращения приема стероидов сравнима в какой-то мере с изменениями у здоровых мужчин после искусственного подавления секреции тестостерона. У здоровых мужчин, у которых искусственным путем снижали уровень тестостерона в крови до препубертатного уровня на срок продолжительностью 10 недель, по результатам оценки методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии наблюдалось снижение массы мышечной ткани на 2 кг наряду с сопоставимым увеличением массы жировой ткани (Mauras et al., 1998). Все это предполагает существование лабильного компонента мышечной ткани, масса которого зависит от изменений уровня андрогенов.

В нескольких исследованиях для проведения морфологического анализа поперечного сечения мышц и мышечных волокон использовалась магниторезонансная томография или биопсия мышц. Гистологический анализ образцов биопсии тканей латеральной широкой мышцы бедра у здоровых людей после применения 200 мг в неделю энантата тестостерона в течение 6 недель не выявил существенного увеличения диаметра мышечных волокон (Girggs et al., 1989), тогда как в двух других исследованиях с участием спортсменов было обнаружено достоверное увеличение площади поперечного сечения мышечных волокон латеральной широкой мышцы бедра (Alen et al., 1984; Kuipers et al., 1993). В одном из более поздних исследований было установлено, что применение энантата тестостерона в количестве 300 и 600 мг в неделю в течение 20 недель у здоровых мужчин с подавлением эндогенной секреции андрогенов вызывает существенное увеличение поперечного сечения мышечных волокон и количества ядер на мышечную клетку в образцах биопсии тканей латеральной широкой мышцы бедра. Эти данные свидетельствуют о влиянии андрогенов на гипертрофию мышечной ткани, в то же время существенных изменений в соотношении волокон типа I и II не наблюдалось (Sinha-Hikim et al., 2002). В этой же работе продемонстрировано дозозависимое увеличение объема латеральной широкой мышцы бедра по результатам магниторезонансной томографии (МРТ), а также дозозависимое увеличение мышечной массы в случае применения 300 и 600 мг энантата тестостерона в неделю. В более ранней работе с использованием метода МРТ было обнаружено достоверное увеличение площади поперечного сечения трицепсов и квадрицепсов у мужчин, применявших тестостерон, независимо от выполнения ими физических упражнений (Bhasin et al., 1996). Вместе с тем в группе, которая занималась только двигательной активностью, никаких изменений не выявлено, что подтверждает общее влияние андрогенов на увеличение мышечной массы. Новые современные методы количественной оценки скелетных мышц должны обладать большой ценностью с точки зрения простоты и точности измерений при проведении будущих исследований (Gallagher et al., 1999).

Андрогены стимулируют синтез белка в мышцах, при этом они обычно не влияют на общий синтез его в организме. При исследовании эффектов приема энантата тестостерона в количестве 200 мг в неделю на протяжении 12 недель на основании данных оценки содержания калия-40 и выделения креатинина было обнаружено типичное увеличение массы мышечной ткани, которое сопровождалось увеличением интенсивности синтеза белка в мышцах в среднем на 27 % (Griggs et al., 1989). Тогда можно предполагать, что наблюдаемые изменения представляют собой изменение баланса между скоростью синтеза и деградации белка с общим возрастанием интенсивности обмена. Предполагается, что описываемые эффекты опосредованы напрямую через рецепторы андрогенов в скелетной мышце, однако данный механизм практически не охарактеризован и, кроме того, разные мышцы по-разному реагируют на андрогены (Gustafsson et al., 1984; Hughes, Krieg, 1988; Antonio et al., 1999). Новые исследования сигнальных путей рецепторов андрогенов в мышцах позволили выявить обратную корреляцию между формированием новых мышечных клеток и развитием адипоцитов, которая, по-видимому, связывает влияние андрогенов на изменения жировых и мышечных клеток (Lee, 2002), подобно тому механизму, который ранее был предложен для объяснения действия стероидного гормона в костной ткани, регулирующего баланс остеобластов и адипоцитов. Другие исследования с использованием трансгенных животных с направленной сверхэкспрессией рецептора андрогенов (Wiren et al., 2003) и специфичного для мышечной ткани ИФР-I (Paul, Rosenthal, 2002) на животной модели “сильной мыши” с чрезмерно развитой мускулатурой, вероятнее всего, уже в ближайшее время позволят осуществить заметное продвижение вперед в нашем понимании значения андрогенов в регуляции костной, мышечной и жировой тканей, а также существенной роли эстрогенов в этих взаимодействиях.

Исследования метаболизма жировых тканей на локальном уровне свидетельствуют о том, что андрогены уменьшают накопление триглицеридов во внутрибрюшной области, однако не оказывают аналогичного влияния на подкожную жировую клетчатку (Marin, 1995; Marin et al., 1996), хотя у женщин прием тестостерона стимулирует увеличение внутренних жировых отложений (Elbers et al., 1997).

Увеличение мышечной массы в дальнейшем может оказывать влияние иа состав тела благодаря изменению потребностей организма в энергии, однако данных, которые бы подтверждали специфическое увеличение метаболизма под влиянием андрогенов, получить не удалось. После приема энантата тестостерона в количестве 200 мг в неделю на протяжении 12 недель было обнаружено увеличение уровня метаболизма в состоянии покоя на 7 %, и это увеличение было целиком отнесено на счет увеличения массы скелетных мышц. Информативное исследование изменений состава тела было проведено с использованием модели блокирования клеток Лейдига (Leydig clamp), в которой подавление эндогенной секреции тестостерона сочеталось с применением суб- и сверхфизиологических доз энентата тестостерона (25 — 600 мг в неделю на протяжении 20 недель) (Bhasin et al., 2001). Изменения состава тела у мужчин оценивали с помощью метода двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, включая региональные оценки доли жировой и мышечной ткани, а также при помощи анализа серий MPT-срезов бедра и брюшной полости (Woodhouse et al., 2004). Данные двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии указывают на увеличение массы мышечной ткани в области туловища и конечностей при употреблении андрогенов в больших дозах и увеличение массы жировой ткани при субфизиологических дозах андрогенов. Анализ МРТ-изображений свидетельствует об увеличении объема жировой ткани во всех исследованных областях тела (внутрибрюшная полость и подкожный жир в области живота, а также внутримышечная и подкожная жировая ткань в области бедра) в случае приема андрогенов в низких дозах наряду с существенным снижением объема жировой ткани при приеме сверхфизиологических доз. Эти данные подтверждают индуцированное андрогенами увеличение мышечного компонента в составе тела и уменьшение массы жировой ткани.