Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
6 декабря 2016, вторник, 03:47
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Спектр пола. Часть 2

Wikimedia Commons

См. начало.

До сих пор мы говорили о том, что генотип человеческой клетки может быть либо XX, либо XY, как о чем-то само собой разумеющемся. На самом деле, это не совсем так, и нарушение этого правила порождает целый спектр заболеваний. Например, синдром Шерешевского-Тернера или синдром Клайнфельтера. Перед тем как делиться клетка удваивает свой набор хромосом. При делении сложная белковая машинерия управляет процессом расхождения хромосом – важно, чтобы в каждую из дочерних клеток попало по одной из пары идентичных хромосом. Иногда этот процесс нарушается и в клетку попадает либо две хромосомы, либо ни одной.

Если речь идет о мейозе, в ходе которого образуются половые клетки уже с одинарным набором хромосом, то может получиться либо клетка с двумя половыми хромосомами, либо клетка вовсе без половых хромосом. Если такая клетка примет участие в оплодотворении, может образоваться зигота с довольно причудливым набором половых хромосом: X0, XXY, XYY, XXX. Пожалуй, самым тяжелым из этой группы заболеваний является синдром Шерешевского-Тернера (X0).  Трисомия по X-хромосоме часто проходит незамеченной. Также незамеченным часто проходит состояние, связанное с генотипом XYY, хотя у таких людей могут наблюдаться задержки в развитии и снижение фертильности. Синдром Клайнфельдера (XXY) редко диагностируется до момента полового созревания. Он не всегда диагностируется и потом, и пациенты лечатся от какого-нибудь отдельного симптома. В целом, для них характерна очень легкая степень умственной отсталости, бесплодие и эндокринные нарушения. Генотипа Y0 быть не может, поскольку X-хромосома, в отличии от Y-хромосомы кодирует ряд жизненно важных белков.

Все эти нарушения могут развиваться не только во время мейоза, но и во время дробления клеток зиготы. Например, если оплодотворенная яйцеклетка имеет генотип XY, то после начала деления часть клеток может утратить Y-хромосому и стать X0. От соотношения числа клеток с разными генотипами будет зависеть, на кого будет похож родившийся ребенок: на обычного мужчину или на женщину с синдромом Шерешевского-Тернера.

Недавно был описан случай, когда родились разнополые однояйцевые близнецы.  Таких случаев описано всего несколько, и все они связаны с хромосомными аномалиями. Изначально единственный эмбрион имел генотип XXY, но произошло два события: часть эмбриона утратила Y хромосому, и эмбрион разделился на две части. В результате родилось двое детей: девочка, большинство клеток которой имеют генотип XX и мальчик, большинство клеток которого имеют генотип XXY. Оба ребенка не вполне здоровы, у мальчика легкая степень умственной отсталости. Сейчас им пять лет.

До недавних пор считалось, что пол человека определяется наличием Y-хромосомы, а точнее белка SRY (sex-determining region Y), ген которого в норме расположен на Y-хромосоме. Если его нет, получится девочка, если есть – мальчик. Это оказывалось верным даже для тех случаев, когда генотип у человека был XX, а ген SRY из-за ошибок рекомбинации оказывался на какой-то другой хромосоме. Этот ген начинает работать на шестой неделе внутриутробного развития. До того у эмбриона формируются зачатки как женских, так и мужских половых органов. Белок SRY запускает формирование яичек, они синтезируют тестостерон, тестостерон управляет дальнейшим развитием зачатков мужских половых органов, а зачатки женских под действием других гормонов рассасываются. В отсутствии белка SRY зачатки гонад превращаются в яичники, вырабатывающие эстроген, и все происходит наоборот.

Схема развития половых органов в эмбриогенезе

На рисунке сверху - недифференцированное, бипотентное состояние половой системы человека, примерно на 6-й неделе внутриутробного развития. Присутствуют зачатки мужских половых органов (Вольфов канал) и женских половых органов (Мюллеров канал). Гонады могут встать на любой путь развития. Развитие половой системы тесно связано с развитием мочевыделительной системы, довольно сложным многоступенчатым процессом, о котором мы немного писали тут. Вольфов канал развивается как вырост мезонефроса – предшественника почки у позвоночных. Сам мезонефрос потом редуцируется, а в почку взрослого человека превращается метанефрос.

В нижней части рисунка – дифференцированное состояние, слева – мужской вариант, справа – женский. На 6-й неделе эмбрионального развития активируется ген Sry, и начинается развитие гонад по женскому или по мужскому типу. Если гонады стали яичниками (слева), они начинают вырабатывать антимюллеров гормон, под действием которого мюллеров проток исчезает. Мезонефрос превращается в придаток яичка, а Вольфов канал – в семявыносящий проток. В отсутствии белка SRY гонады становятся яичниками. В этом случае исчезает Вольфов канал, а Мюллеров проток дает начало матке и яйцеводам. Яйцевод, правда, у млекопитающих еще на стадии эмбрионального развития превращается в Фаллопиевы трубы. На рисунке показана более ранняя стадия, но со временем они соединят яичники и матку. Редукция ненужных органов в основном закончится к 11-й неделе эмбрионального развития.

Активные исследования генома в последние десятилетия заставили пересмотреть эту концепцию и перестать считать развитие по женскому типу пассивной программой, запускающейся, если не запускается другая программа. Например, активация гена Wnt4 у эмбрионов с генотипом XY (например, когда в геноме присутствует его лишняя копия) приводит к тому, что у них формируются нетипичные гонады и рудиментарные матка и фаллопиевы трубы. У эмбрионов с генотипом XX мутации, инактивирующие этот ген, приводят к тому, что матка может не развиться  (об этом пороке развития, называемом синдромом Рокитанского, или Мюллеровым агенезом, и трансплантации матки для его лечения можно узнать из очерка «Мать и матка»).

Другой ген, активно участвующий в развитии женских половых органов - Rspo1, продукт которого взаимодействует с белком WNT4. Сбои в его работе приводят к тому, что в яичниках человека с генотипом XX появляются фрагменты ткани яичек.

Однако больнее всего по бинарной теории пола бьют открытия, показывающие, что ситуация не определена раз и навсегда во время внутриутробного развития, а должна все время поддерживаться работой большого количества белков, и может быть переиграна, если изменится экспрессия каких-нибудь генов.

Искусственная инактивация у мышей гена Foxl2 привела к тому, что клетки гранулезы (внешнего слоя фолликула), в норме помогающие созреванию яйцеклетки, превратились в клетки Сертоли, участвующие в сперматогенезе. Инактивация гена Dmrt1 приводит при этом к обратным последствиям: взрослые клетки яичек в клетки яичников.

Другой источник ошибок при формировании пола – передача сигналов гормонами. Гормон – это небольшая органическая молекула. Ее синтезирует какой-либо орган и выпускает в кровь. Гормон влияет на жизнедеятельность клеток, у которых есть рецептор к этому гормону. Между гормоном и рецептором, когда они встречаются, происходит взаимодействие примерно как между двумя соседними кусочками паззла. Это взаимодействие запускает каскад реакций, определяющих поведение клетки и, как правило, изменяет активность каких-то генов.

Для того, чтобы от Y-хромосомы перейти к развитию мужских органов, нужно чтобы мужские половые гормоны андрогены (например, тестостерон) передавали сигналы. Для этого нужны соответствующие рецепторы. В гене, кодирующем рецептор, может произойти мутация – как и в любом другом гене. Такие мутации, в зависимости от того, насколько они вредят рецептору, вызывают синдром нечувствительности к андрогенам разной степени тяжести. Когда мутация лишь немного затрагивает активность рецептора, при генотипе XY получается совершенно обычный мужчина, возможно, с легкими нарушениями сперматогенеза. Если рецептор поврежден мутацией значительно, например, рецептор вообще не синтезируется в клетках, несмотря на наличие яичек, носитель генотипа XY выглядит как женщина, имеет женские внешние половые органы. Внутренних женских половых органов у таких людей нет, потому что их развитие подавляет антимюллеров гормон, не относящийся к андрогенам.  Развитием яичек тоже управляют не гормоны, а продукт гена SRY, поэтому у таких людей они есть, хоть и не опускаются из полости тела и не способны производить зрелые сперматозоиды. Этот синдром обычно никак не проявляет себя до полового созревания, когда не появляются менструации. Синдром никак не проявляется у носителей генотипа XX.

Гиперплазия коры надпочечников – наоборот, генетическое заболевание, сдвигающее фенотип обладательниц генотипа XX ближе к мужскому. В коре надпочечников ряд ферментов превращает холестерин в стероидные гормоны. К стероидным относятся как мужские, так и женские половые гормоны, но механизм их синтеза таков, что сначала группа ферментов превращает холестерин в мужские гормоны, а другие ферменты превращают их в женские. Мутации в генах, кодирующих эти ферменты, приводят к самым разным последствиям. Некоторые летальны. Некоторые приводят к формированию половых органов обоего типа. Некоторые вызывают у женщин рост волос по мужскому типу, нерегулярность менструаций и проблемы с фертильностью. Некоторые вообще ничего не вызывают.

На примере этих двух заболеваний можно наблюдать разные градации смещения фенотипа к противоположному генотипу, то есть на практике убедиться, что пол – это действительно непрерывный спектр, а не два дискретных значения.

Отдельный сложный вопрос – это влияние физиологии на поведение и психику. В случае с ребенком из Южной Каролины врачи выбрали пол, но не угадали. До сих пор нет ясности в вопросах о том, откуда берется гендерное самосознание вообще, и откуда берется самосознание, не соответствующее ни генотипу, ни фенотипу, ни воспитанию у людей без видимых аномалий развития. Есть, например, нашумевшее исследование, указывающее на наследственную природу гомосексуализма (об этой работе можно прочитать в очерке «Мутации двойного назначения»), но не выявлено никаких генов-кандидатов и механизм не ясен. Статистически достоверные различия между особенностями высшей нервной деятельности у мужчин и женщин вроде бы существуют, но они настолько малы, а вариативность среди представителей обоих полов настолько велика, что их никто и не пытается считать вторичными половыми признаками. Фактически, в области психологии все еще сильнее, чем в области физиологии указывает, что нет никаких четко разделенных полов, а есть непрерывный многомерный спектр.

В результате мы пришли к тому, что нет одного биологического параметра «пол», что он состоит из многих параметров, которые могут противоречить друг другу. В этой ситуации кажется разумным вообще отказаться от использования термина «пол» или ввести третье значение, в первую очередь, на юридическом уровне. Но даже авторы статьи в Nature признают, что в США в ближайшее время это невозможно. Но в любом случае, обществу придется как-то решить для себя вопрос таких людей – это полезно и обществу, и людям с аномалиями развития, которым гораздо проще и приятнее будет жить без стигм.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Facebook Google GPS IBM iPhone PRO SCIENCE видео ProScience Театр Wi-Fi альтернативная энергетика «Ангара» античность археология архитектура астероиды астрофизика Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса визуальная антропология вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология глобальное потепление грибы грипп демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии коронавирус космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. открытия палеолит палеонтология память педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы ракета растения РБК РВК регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы Сингапур смертность Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа эволюция эволюция человека экология эпидемии этнические конфликты этология ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.