Дифференциация пола эмбриона. Развитие вторичных половых признаков.

Определение пола плода в пренатальном периоде нетолько интересует будущих родителей, но и имеет большое значение для дифференциальной диагностики ряда врожденных и наследственных заболеваний. Тем не менее оценка пола плода не включена к настоящему моменту в обязательную часть скрининговыхультразвуковых исследований в акушерстве в первую очередь по этическим соображениям.

Определение пола плода при ультразвуковом исследовании во второй половине беременности обычно не вызывает затруднений. Мужской пол плода устанавливается при визуализации полового члена и мошонки, а женский - при визуализации половых губ. Для этого изучается область промежности в различных сечениях при двухмерной эхографии или используется режим поверхностной реконструкции при трехмерной эхографии.

Следует отметить, что в ряде случаев изображение петель пуповины, пальцев или отечных половых губ может имитировать изображение мужских половых признаков. Кроме этого, неудобное положение плода может препятствовать получению отчетливого изображения наружных половых органов. На сегодняшний день врач имеет право выбора: сообщать или не сообщать пациентке пол будущего ребенка.

Если пол сообщается, то должна сообщаться и вероятность возможной ошибки.

В последние годы особое внимание исследователей было направлено на разработку диагностических критериев, позволяющих определять пол плода в ранние сроки беременности. Начало формирования гениталий происходит на 5-6 нед гестации. При разрастании мезенхимы формируются половой бугорок, содержащий зачатки пениса или клитора, и половые складки, позже формирующие мошонку или половые губы. Между бугорком и складками образуется первичное половое отверстие. На ранних этапах гестации гениталии не дифференцированы. Их дифференцировка происходит под влиянием гормонов и видимые различия в строении наружных гениталий начинают проявляться в конце I триместра беременности.

Поэтому с внедрением трансвагинальной эхографии в клиническую практику появилась реальная возможность определения пола плода уже при скрининговом ультразвуковом исследовании в ранние сроки беременности. Согласно результатам проведенных исследований, точность определения пола плода в 11 нед беременности составляет 46-91,7%, в 12 нед-53,8-100%, в 13 нед-57,8-100% и в 14 нед - 80-94%. Наиболее часто среди причин невозможности установления пола плода указывается его неудобное для исследования положение, а среди причин ошибочного определения пола - схожее изображение наружных половых органов у плодов мужского и женского пола в ранние сроки. По данным В. Benoit, ошибки при определении пола плода из-за схожести изображения возможны не только в 11-12 нед, но и в 12-13 нед беременности.

Схожесть изображения наружных половых органов у плодов мужского и женского пола в ранние сроки беременности обусловлена эмбриологическими особенностями развития, которые объяснены в статье М.А. Эсетова. Именно поэтому определение пола плода на основании визуальных признаков, используемых во второй половине беременности не столь эффективно в ранние сроки. В связи с этим Z. Efrat и соавт. для определения пола плода в 11-14 нед беременности предложили проводить оценку угла между половым бугорком и горизонтальной линией, проходящей через поверхность кожи пояснично-крестцового отдела позвоночника. При величине угла более 30° пол плода расценивался как мужской, а при величине угла менее 30° или при расположении полового бугорка параллельно горизонтальной линии - как женский. Существенным преимуществом этого метода является отсутствие значительного влияния субъективного фактора. Согласно результатам авторов, точность определения пола плода составила 98,7% в 12 нед и 100% - в 13 нед беременности.

Высокая информативность этой методики послужила поводом для ее широкого применения, однако следует помнить и о морально-этических аспектах определения пола плода в ранние сроки беременности. В специальной книге, посвященной этике в акушерстве и гинекологии, справедливо отмечено: «Принятие решения определять или не определять пол плода при скрининговом ультразвуковом исследовании является только прерогативой исследователя». Именно специалист принимает решение отвечать или не отвечать на вопрос: «Доктор, а кто у меня будет - мальчик или девочка?!». При ответе на этот казалось бы, простой вопрос необходимо помнить следующие аспекты.

Во-первых, исследование проводится в ранние сроки, когда ваш ответ может повлиять на принятие решения о прерывании беременности. В настоящее время основным методом определения пола плода в ранние сроки является аспирация ворсин хориона. Хотя он и обладает наиболее высокой точностью, но существует риск прерывания беременности. С появлением неинвазивного метода определения пола плода в ранние сроки большее количество семей захотят регулировать рождение ребенка конкретного пола. Это в первую очередь оказывает влияние на увеличение рождения мальчиков и соответственно приводит к дискриминации плодов женского пола. Согласно данным одного из регионов Индии, на протяжении 10-летнего применения ультразвукового обследования во время беременности соотношение рождения мальчиков и девочек возросло с 107:100 до 132:100 за счет прерываний беременностей в случаях обнаружения плодов женского пола.

Во-вторых, процент ошибок при определении пола плода при ультразвуковом исследовании в ранние сроки беременности достаточно велик. Поэтому задающие вопрос пациентки должны быть информированы о реальных цифрахточности эхографии в руках конкретного специалиста, проводящего исследование. Это требует проведения специального детального анализа своей работы каждым врачом, который занимается оценкой пола плода в ранние сроки. Хочется надеяться, что отечественные специалисты будут взвешивать все «за» и «против» при определении пола плода при скрининговом ультразвуковом исследовании в ранние сроки беременности, руководствуясь главным принципом - «не навреди».

Одним из важных медицинских показаний для ультразвуковой оценки половых органов плода является установление гермафродитизма. Выделяют истинный гермафродитизм, мужской и женский псевдогермафродитизм.

Пренатальная диагностика этих состояний основана на сопоставлении данных кариотипа плода и визуальной картины половых органов. Т.С. Грищенкои Т.В. Комова приводят описание случая пренатальнои диагностики гермафродитизма в 33-34 нед беременности. При ультразвуковом исследовании у плода в области клитора визуализировалось образование размером 12x9 мм, по форме напоминающее половой член. Провести дифференциацию между гипертрофией клитора и гермафродитизмом не удалось. Окончательный диагноз был сформулирован после рождения ребенка, при осмотре которого выявлены гипоспадия, недоразвитие мошонки, напоминающей половые губы, отсутствие яичек. По этим данным был установлен мужской пол, а по результатам кариотипирования -женский пол.

О случае наиболее ранней диагностики женского псевдогермафродитизма сообщили V. Mazza и соавт.. Им удалось четко визуализировать мужские гениталии у плода в 13 нед беременности, а при кариотипировании был зарегистрирован женский кариотип.

46.Дифференциация мужской половой системы.

При фертилизации, в зиготе, находящейся в репродуктивном тракте женского организма, на основе генетической программы первоначально формируется хромосомный, или генетический, пол человека. Затем в ходе развития эмбриона формируется гонадный пол, когда недифференцированные гонады развиваются либо в семенники, либо в яичники. В зависимости от гонадного пола у плода происходит дифференциация мужских или женских внутренних и наружных гениталий (формируется фенотипиче-ский пол). В целом указанные превращения называется половой дифференциацией человека (рис. 16.2).

47.Дифференциация женской половой системы.

При фертилизации, в зиготе, находящейся в репродуктивном тракте женского организма, на основе генетической программы первоначально формируется хромосомный, или генетический, пол человека. Затем в ходе развития эмбриона формируется гонадный пол, когда недифференцированные гонады развиваются либо в семенники, либо в яичники. В зависимости от гонадного пола у плода происходит дифференциация мужских или женских внутренних и наружных гениталий (формируется фенотипиче-ский пол). В целом указанные превращения называется половой дифференциацией человека (рис. 16.2).

48.Развитие пола в онтогенезе. Балансовая теория определения пола (гипотеза Бриджеса). Переопределение пола в онтогенезе.

В результате неправильного расхождения хромосом в мейозе иногда возникают гаметы с необычным числом половых хромосом. Например, при образовании гамет самками дрозофил в одну из гамет могут попасть обе X-хромосомы, а в другую ни одной. Такие самки при скрещивании с обычными самцами дают потомков с необычными генотипами XXX и XXY. Какой же пол имеют эти мухи и мухи с другими необычными генотипами? Изучая этот вопрос, К.Бриджес в 1921 г. показал, что особи с генотипом XXY - самки, а особи с генотипами XXX - "сверхсамки"с необычно сильно развитыми яичниками. Бриджэс предположил, что у дрозофил пол определяется соотношением (балансом; почему эта теория и получила название балансовой теории определения пола) числа половых хромосом и аутосом . По предположению Бриджэса, Y-хромосома у дрозофил фактически не играет роли в определении пола. Например, если мухи имеют генотип 2A+2Х (диплоидный набор аутосом и две Х-хромосомы), так что одна Х-хромосома приходится на один гаплоидный набор аутосом, то это самка. Другие соотношения видны из табл. 128 : Бриджэс получил также мух с генотипом ЗA+X, у которых отношение числа половых хромосом к числу аутосом равно 1/3, т.е. еще меньше, чем у нормальных самцов. Из таких зигот развивались сверхсамцы.

Таким образом, фактически было показано, что развитие пола у дрозофил зависит от того, в каком соотношении вырабатываются белки, кодируемые аутосомами и Х-хромосомами. На аутосомах и Х-хромосоме найдены гены, кодирующие эти белки-определители пола. Как известно, пол и у человека, и у дрозофил, определяется половыми хромосомами (женщина имеет генотип XX, мужчина - XY). Однако сравнение людей и дрозофил с необычным числом половых хромосом показало, что в действительности механизм определения пола у них различен ( табл. 129 ).

У человека главным фактором, влияющим на определение пола, является наличие У-хромосомы. Если она есть, организм имеет мужской пол. Даже если в геноме имеются три или четыре Х-хромосомы, но кроме того хотя бы одна Y-хромосома, то из такой зиготы развивается мужчина. Почему же Y-хромосома играет столь разную роль у дрозофил и у человека? Дело в том, что у дрозофил в Y-хромосоме очень мало генов, и это гены, которые отвечают за развитие сперматозоидов у взрослого самца. Напротив, у человека в коротком плече Y-хромосомы лежит ген S , который играет важнейую роль в определении пола. Он кодирует белок, который переключает организм с женского пути развития на мужской. Этот ген играет определяющую роль и у других млекопитающих. Когда с помощью генной нженерии ген S ввели в клетку мыши с женским генотипом XX, то из такой клетки развился мышонок не только с внешними признаками самца, но и с соответствующим поведением.

49.Хромосомная теория определения пола.

Одним из первых и веских доказательств роли хромосом в явлениях на­следственности явилось открытие закономерности, согласно которой пол наследуется как менделирующий признак.

Известно, что хромосомы, составляющие одну гомологичную пару, со­вершенно подобны Друг другу, но это справедливо лишь в отношении аутосом. Половые хромосомы или гетерохромосомы могут сильно раз­ниться между собой как по морфологии, так и по заключенной в"них ге­нетической информации. Сочетание поло пых хромосом в зиготе опреде­ляет пол будущего организма Большую из хромосом этой пары принято называть X (икс)-хромосомой, меньшую - Y (игрек)-хромосомой. У не­которых животных Y-хромосома может отсутствовать.

У всех млекопитающих, в том числе и у человека, у дрозофилы и у мно­гих других видов животных, женские особи в соматических клетках име­ют две Х-хромосомы, а мужские - X и Y-хромосомы. У этих организмов все яйцевые клетки содержат X-хромосомы, и в этом отношении все оди­наковы. Сперматозоиды у них образуются двух типов: одни содержат Х-хромосому, другие Y-хромосому. поэтому при оплодотворении возмож­ны две комбинации:

1. Яйцеклетка, содержащая Х-хромосому, оплодотворяется спермато­зоидом тоже с Х-хромосомой. В зиготе встречаются две Х-хромосомы; из такой зиготы развивается женская особь.

2. Яйцеклетка, содержащая Х-хромосому, оплодотворяется спермато­зоидом, несущим Y-хромосому. В зиготе оказывается сочетание Х- и Y-хромосомы; из такой зиготы развивается мужской организм.

Таким образом, сочетание половых хромосом в зиготе, а следователь­но, и развитие пола у человека, млекопитающих и дрозофилы зависит от того, каким сперматозоидом будет оплодотворено яйцо (см. схему).

Схема наследования пола

(М) XX X XY(Ж)

гаметы X X,Y

зиготы XX, XY

Отношение числа особей женского пола (XX) к числу особей мужского пола (XY), как 1:1.

Сперматозоидов с Х-хромосомой и с Y-хромосомой примерно одинако­вое число, поэтому особей обоего пола рождается приблизительно по­ровну.

Аналогичным образом определяется пол у ряда насекомых, у которых женский пол имеет также две половые хромосомы (цитогенетическая формула женского пола XX), а мужской - только одну половую хромо­сому (цитогенетическая формула ХО). В таком случае, как и в предыду­щем, все яйцевые клетки однотипны, с Х-хромосомой, а сперматозоиды двух типов:

1) с Х-хромосомой,

2) бей половой хромосомы.

У птиц, бабочек, ручейников и некоторых других животных женские «особи имеют разные половые хромосомы, а мужские - одинаковые. Так, у петуха в соматических клетках содержатся две Х-хромосомы (их часто называют Z-хромосомами) и все сперматозоиды его одинаковы. Курица же наряду с Х-хромосомой несет и Y-хромосому (которую здесь назы­вают W-хромосомой) и дает яйца двух типов («на курочек» с W-хромо­сомой и «на петушков» с Z-хромосомой). Пол, имеющий обе одинаковые половые хромосомы (XX и ZZ), на­зывается гомогаметны м, так как он дает все гаметы одинаковые, а пол с различными половыми хромосомами (XY или ZW), образующий два типа гамет, называется гетерогаметным. У человека, млекопитающих, дрозофилы гомогаметный пол женский, гетерогаметный - мужской. У птиц и бабочек наоборот: гомогаметный - мужской, гетеро­гаметный - женский.

В настоящее время установлено, что у всех организмов иол определя­ется наследственными факторами, но у ряда организмов реализация этих наследственных факторов зависит от условий среды. Например, у червя бонеллии самка имеет величину сливы с длинным (до 1 м) хоботом, сам­цы же микроскопических размеров. Самцы ведут паразитический образ жизни на теле самки. Из яйца бонеллии развиваются личинки, которые с одинаковым успехом могут стать как самцами, так и самками. Если ли­чинка сядет на хобот к самке, то под действием каких-то гормонов, выде­ляемых самкой, она превращается в самца, но если личинке не встретит­ся взрослая самка, она сама превратится в самку.

У некоторых рыб внешние факторы также оказывают заметное влияние на определение пола.

50.Роль наследственных и средовых факторов в опрелении половой принадлежности

организма.

Соотносительная роль наследственной программы и факторов среды в формировании фенотипа особи может быть прослежена на примере развития признаков половой принадлежности организма.

Пол организма представляет собой важную фенотипическую характеристику, которая проявляется в совокупности свойств, обеспечивающих воспроизведение потомства и передачу ему наследственной информации. В зависимости от значимости этих свойств различают первичные и вторичные половые признаки.

Под первичными половыми признаками понимают морфофизиологические особенности организма, обеспечивающие образование половых клеток — гамет, сближение и соединение их в процессе оплодотворения. Это наружные и внутренние органы размножения. Вторичными половыми признаками называют отличительные особенности того или другого пола, не связанные непосредственно с гаметогенезом, спариванием и оплодотворением, но играющие важную роль в половом размножении (обнаружение, и привлечение партнера). Их развитие контролируется гормонами, синтезируемыми первичными половыми органами.

51.Проблемы старения организма. Факторы старения. Долгожители. Преждевременное старение.

Рассмотрены результаты фундаментальных исследований, выполненных, главным образом, в 90-х гг и посвященных выяснению природы и механизмов старения. Основное внимание уделено генетическим и молекулярным факторам старения, в частности, роли теломер и теломераз , свободных радикалов , соматических мутаций и репарации ДНК в механизмах старения и непосредственной их связи с процессами дифференцировки и клеточной гибели ( апоптоз ) и злокачественного роста . Проанализированы современные сведения о возможности замедления старения животных (от нематод до приматов) ограничением калорийности питания. Представлены данные о важной роли шишковидной железы в механизмах старения и возможности увеличения продолжительности жизни животных разных видов при введении пептидных препаратов эпифиза и мелатонина .

Старение – генетически запрограммированный процесс, который можно ускорить или замедлить. Если биологический возраст существенно отстает от календарного, человеку светит стать долгожителем. Если наоборот– это преждевременное старение. Но преждевременное – не значит необратимое.