До 8-9-летнего возраста (препубертатный период) система гипоталамус-гипофиз-гонады неактивна: ни ЛГ(лютеинизирующий гормон), ни половые стероиды (эстрадиол у девочек и тестостерон у мальчиков) в сыворотке крови не определяются. Считается, что активность гипоталамуса и гипофиза в это время находится под действием тормозных нейронов, пока мало изученных.
Примерно за 3 года до появления первых клинических признаков полового развития у детей во время сна в сыворотке крови уже удается определить ЛГ (препубертатный период). Эта индуцируемая сном секреция ЛГ имеет импульсный характер и связана, вероятно, с эпизодическими выбросами гипоталамического ГнРГ. По мере приближения к сроку полового развития амплитуда и, в меньшей степени, частота ночных импульсов ЛГ возрастают, что приводит к увеличению и созреванию половых желез и началу секреции половых гормонов. В результате совместной деятельности гипоталамуса, гипофиза и половых желез на ранних стадиях полового развития у детей появляются вторичные половые признаки. В середине пубертатного периода импульсная секреция ЛГ регистрируется уже не только ночью, но и днем. Интервал между импульсами составляет 90-120 мин.
В этот же или несколько более поздний срок у девочек начинаются менструальные циклы и овуляция. Формируется петля положительной обратной связи, в силу которой возрастающий в середине менструального цикла уровень эстрогенов вызывает отчетливое увеличение уровня ЛГ в сыворотке крови.
Факторы, которые в норме активируют или угнетают секретирующие ГнРГ гипоталамические нейроны (так называемый генератор импульсов ГнРГ), неизвестны. В опытах на обезьянах к активации этого генератора приводит снижение тонуса гипоталамических ГАМКергических нейронов, сопровождающееся усилением активности глутаматергической системы. По всей вероятности, в этом процессе у человека и обезьян принимают участие и другие медиаторы ЦНС.
Именно ГнРГ является главным, если не единственным гормоном, запускающим процесс полового развития у детей. Так, путем введения ГнРГ в импульсном режиме можно вызвать половое развитие у неполовозрелых животных и человека, а также при недостаточности гонадотропинов.
Многие обстоятельства затрудняют понимание гормональных сдвигов во время полового развития:
гипофизарные гонадотропины гетерогенны, в крови присутствуют их различные изоформы. Во время полового развития у детей могут преобладать биологически более активные изоформы.
результаты определения содержания иммунореактивного ЛГ зависят от используемого метода, поэтому данные, полученные в разных лабораториях, расходятся.
гонадотропины выбрасываются в кровь импульсами, причем ЛГ и ФСГ синергично действуют на созревание гонад. Поэтому однократные определения концентрации гонадотропинов неинформативны. Серийные определения их уровня в крови (каждые 10-20 мин в течение 12-24 ч) более значимы.
в созревании гипоталамуса и гипофиза существуют половые различия, а концентрация ЛГ в сыворотке крови при половом развитии у мальчиков увеличивается раньше, чем у девочек.
Изучение последствий дефицита эстрогенов у мальчиков сделало более понятным влияние половых стероидов (тестостерона у мальчиков и эстрадиола у девочек) на рост и созревание костей. Как при недостаточности ароматазы, так и при дефектах рецепторов эстрогенов у мальчиков задерживайся закрытие эпифизарных зон роста и развивается высокорослость. Эти данные указывают на роль именно эстрогенов, а не андрогенов, в созревании скелета и остановке роста. Эстрогены стимулирует также секрецию гормона роста, который вместе с половыми стероидами обусловливает бурное ускорение роста в пубертатном периоде.
Возраст начала полового развития колеблется и больше соответствует степени созревания костей, чем хронологическому возрасту. Первым признаком полового развития девочек есть небольшое набухание молочных желез (в 10-11 лет), через 6-12 мес. начинается оволосение лобка. До первой менструации (менархе) проходит обычно еще 2-2,5 года, этот интервал может достигать и 6 лет. В США у 95% девочек 12 лет и 99% девочек 13 лет имеется хотя бы один признак полового развития. Максимальное ускорение роста у девочек начинается рано (обычно в возрасте между 11 и 12 годами) и всегда предшествует менархе. Средний возраст менархе составляет 12,75 лет. Однако интервалы между ускорением роста, развитием молочных желез, оволосением лобка и созреванием внутренних и наружных половых органов колеблются в широких пределах.
У мальчиков первый признак начала пубертата — увеличение яичек (объем — более 3 мл, продольный диаметр — 2,5 см) и истончение кожи мошонки. Затем происходят пигментация мошонки, увеличение полового члена и оволосение лобка. В середине периода полового развития у детей появляются волосы подмышками. Ускорение роста регистрируется уже в ходе полового развития (на IV—V стадии созревания половых органов, обычно в возрасте 13-14 лет), т. е. примерно на 2 года позже, чем у девочек. Рост может продолжаться и после 18 лет.
Возраст начала пубертатного периода зависит от генетических и средовых факторов. В XX в. возраст менархе прогрессивно снижался, что связано, вероятно, с улучшением питания и общего здоровья населения. Однако в последние 30-40 лет этот возраст стабилизировался. У афроамериканок вторичные половые признаки появляются раньше, чем у девочек белой расы. У балерин, гимнасток и других спортсменок, которые с раннего детства остаются худыми и испытывают огромные физические нагрузки, половое развитие и менархе наступают гораздо позднее, а в зрелом возрасте часто отмечается олигоменорея или аменорея. Такие наблюдения подтверждают представление о тесной связи энергетического обмена с активностью генератора импульсов ГнРГ и механизмами инициации и поддержания полового развития у детей. Эта связь опосредуется, вероятно, гормональными сигналами, исходящими из жировых клеток (лептин и другие пептиды).
Андрогены коры надпочечников также играют важную роль в половом развитии у детей. Уровень дегидроэпиандростерона (ДЭА) и его сульфата в сыворотке крови начинает возрастать примерно в 6—8-летнем возрасте, т. е. задолго до повышения содержания ЛГ или половых гормонов и, тем более, до появления самых ранних физических признаков полового развития у детей. Этот процесс называется адренархе. Из всех присутствующих в крови надпочечниковых С 19-стероидов уровень ДЭА-сульфата наиболее высок и практически не колеблется на протяжении суток. Результат разового определения его концентрации в крови может служить показателем секреции надпочечниковых андрогенов. Хотя адренархе на несколько лет предшествует активации гонад (гонадархе), между этими процессами, очевидно, нет причинно-следственной связи, так как один может иметь место без другого (например, при преждевременном половом развитии или надпочечниковой недостаточности).