24 апреля 2019, среда, 22:52
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

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
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Владимир Зеленский Древний Египет Западная Африка Латинская Америка Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. 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, 1998–2019.