Лекция №10 Генетические аспекты пола.

Для того, чтобы понять природу пола необходимо ответить на 2 вопроса: какие факторы ответственны за начало мейоза, какова природа образования гамет разного типа. В ряде случаев пол опр-ся в первую очередь внешними условиями, а в ряде случаев генотипом. Когда пол опр-ся генотипом, часто удается связать различия между полами с различиями в хромосомном наборе. Гены, ответственные за определения пола располагаются не только в половых хромосомах, но и в аутосомах. Хотя пол может быть изменен под действием всего лишь одной пары генов каждый пол обычно является результатом взаим-ия нескольких возможно многих пар гена.

Пол – полигенный признак, который представляет собой совокупность свойств орг-ма, обеспечивающих воспроизведение потомства.

В основе половой диссоциации индивидуумов у большинства животных и человека лежат особ-ти генетической организации их половых хромосом.

Пол человека зависит от сочетания половых хромосом в зиготе и определяется в момент оплодотворения. Такое определение пола наз-ся сингамным. В природе встречается еще 2 типа определения пола: прогамное определение пола до оплодотворения. Такое определение характерно для животных, размножающихся партеногенезом. Например: насекомые тли –коловрадки; из мелких яйцеклеток независимо от сочетания половых хромосом развиваются самцы, из крупных- самки.); эпигамное –определение пола после оплодотворения, например: морской червь. Если личинка прикрепляется к телу самки – самец, а если к морскому дну – самка. Пол с генотипом ХХ называется гомогаметным и дает 1 тип гамет,несущих Х хромосому. Пол ХУ гетерогаметный и несет 2 типа гамет Х и У.

Если хромосомный комплекс для женского пола условно обозначить как 44А + ХХ, а для мужского 44А + ХУ, то принципиальная схема наследования пола может быть представлена 50 на 50 % (1 к 1) Соотношение мужчин и женщин в популяции должно быть одинаковым.

На самом деле в различные периоды онтогенеза соотношение полов меняется. Выделяют первичное и вторичное соотношение полов. Первичное – соотношение на уровне ранних эмбрионов. На 100 эмбрионов женского пола приходится до 140 мужского. На первый взгляд это соотношение удивительно, поскольку половина сперматозоидов несут Х хромосому, а половина – У. Было доказано, что часть сперматозоидов, несущих Х хромосому, утрачиваются и сперматозоидов, несущих У хромосому, больше. У- сперматозоид, имея меньшую массу и обладая большей скоростью движения, быстрее достигает яйцеклетки. Поэтому на момент зачатия больше форм-ся мужских эмбрионов. Вторичное – соотношение на момент рождения. На 100 девочек приходится 107 мальчиков. Мужские зиготы часто гибнут по разным причинам, например потеря Х хромосомы в зиготе ХУ оказывается летальной. Потеря Х хромосомы в зиготе ХХ может привести к тому, что родится девочка с синдромом Шерешевского-Тернера. Гибель мужских эмбрионов может произойти и потому, что у мужчин в 1 Х хромосоме может локализоваться рассеянный рецессивный летальный или полулетальный ген, который обязательно проявится у лиц мужского пола. В дальнейшем в процессе постлокального онтогенеза соотношение полов меняется, так к моменту вступления в брак на 100 женщин приходится 101 мужчина. К 50 годам на 100 женщин остается 85 мужчин и в последующем онтогенезе соотношение полов продолжается изменяться в пользу женщин. В последнее время накопился большой материал об индивидуальных возрастных и половых различиях мужчин и женщин. Установлено, что средняя продолжительность жизни женщин на 10 – 12 лет больше. Разрыв в последние годы продолжает увеличиваться.

Низкая жизнеспособность мужских эмбрионов и у последующих лиц мужского пола объясняется таким уровнем метаболических процессов, кот. формируют более быстрый тип старения. Мужчины физически сильнее женщин, но генетически слабее. Меньшая жизнеспособность и продолжительность жизни мужчин объясняется более активным образом жизни, который приносит к «быстрому изнашиванию».

Высокая устойчивость женского пола связывается и с генетическими особенностями. У женщин рецессивные гены, как правило, не проявляются. А по большинству патологических генов, они являются гетерозиготнымы носительницами. Кроме того, у женщин существует дополнительный биоритм, экстрагенитальный ритм жизнедеятельности, связанный с колебаниями уровня половых гормонов в период пол. зрелости. В целях повышения жизнеспособности у мужчин им рекомендуется создавать искусственные ритмы. Половый различия особей обусловлены прежде всего первичными и вторичными половыми признаками. Кроме того, пол хар-ся признаками, зависящими от пола ( контролируется половыми хромосомами ) ограниченные полом, сцепленные с полом.

Первичные половые признаки – признаки, которые обеспечивают непосредственно процесс образования половых клеток, оплодотворения и развития потомства. К ним относятся внутренние и наружные половые органы. Половая принадлежность эукариотического организма является генетически детерминированной. Как известно, у млекопитающих и у человека первичные признаки мужского или женского пола (эмбриональная закладка и развитие половых желез определенного типа) обусловлены присутствием в кариотипе 1 или 2 сочетаний половых хромосом.

Гонады формируется на поверхности почек из материала – мезодермы. Сюда мигрируют Первичные половые клетки, которые появляются на стадии гаструляции в энтодерме желточного мешка. После концентрации половых клеток в гонаде начинается ее анатомическое образование - ганадогенез. Гонады первоначально закладываются одинаково у обоих полов. Они нейтральны и состоят из кортикального и внутреннего медуллярного слоев. В ходе дифференциации пола идет подавление одного слоя гонады и развития другого. Направление дифференцировки гонад нах-ся под контролем половых хромосом. Семенники у эмбрионов мужского пола начинают формироваться из медуллярного слоя на 6 – 12 неделе внутриутробного развития. Х хромосома несет ген TFM ген тейстикулярной феминизации, нормальный аллель которого детерминирует синтез в клетках, развивающийся репродуктивной системы белкового рецептора для андрогенов. Поскольку зародыш как мужского, так и женского пола несет по крайней мере по 1 Х хромосоме, то это вещество имеется у обоих полов. Количество андрогенов и количество эстроген примерно одинаковы.

Роль У хромосомы в детерминировании обусловлена наличием в ее негомологичном участке SRY, который кодирует ДНК связывающий белок или НУ-антиген. Полагают, что этот белок, синтезирующийся в период раннего эмбрионального развития регулирует транскрипционную активность нескольких различных генов, локализованных как в Х хромосоме, так и в аутосоме, обеспечивая формирование пола по мужскому типу. Рост, развитие и поддержание функций семенников у человека контролируется ганадотропными гормонами гипофиза ( ФСГ – фолликулостимулирующий, ЛГ – лютеинизирующий). ФСГ стимулирует развитие сперматозоидов, ЛГ – синтез тестостерона лейдиговыми клетками семенников. Тестостерон – главный андрогенный гормон, влияющий как на первичные, так и на вторичные признаки мужчины. У эмбрионов мужского или женского пола присутсвуют как и мюллеровые протоки, так и вольфовые. У мужчин позже мюллеровы протоки редуцируются под действием гормона. А из вольфовых протоков од контролем тестостерона развиваются семенные пузырьки и семенные канальца.

Яичники развиваются на 14-16 неделях внутриутробного развития. При отсутствии У хромосомы ганадопласты мигрируют в кортикальный слой, из которого развивается яичник. У зародыша женского пола дифференцировка зачатков половых органов завершается на 3 месяце внутриматочной жизни. Из мюллеровых протоков под контролем эстрогенов женских половых гормонов развиваются маточные трубы и матка. От рождения до наступления половой зрелости гонады развиваются медленно, но непрерывно определяется Психоаффективная сексуализация, означающая отождествление индивида с определенным полом, мужским или женским. Этот процесс четко устанавливается на 18-20 месяце после рождения и укрепляется в течение всей жизни.

При рождении у мальчиков семенные канальцы не имеют просветов. В 5-7 возрасте формируется просвет канальцев. Появляются предшественники клеток Сертоли, первые крупные сперматогонии. Лейдиговы клетки развиваются на 10 году жизни. Гормональная активность яичка в период детства подвергается изменениям. В первые 2 недели после рождения выявлен рост тестостерона, максимальные значения достигаются на 2 месяце жизни, затем уровень гормонов снижается. Наблюдается также рост ганадотропных гормонов, регулирующих гормнальную активность мужских половых желез. В возрасте от 3 до 7 лет, выделение половых гормонов у мальчиков и девочек одинаково. Различие появляется лишь после 10летнего возраста. Половая зрелость зависит от контрольного гипофизарного и гипоталамического механизма, активность которого проявляется лишь в пубертантном возрасте. Пубертантный период – половая зрелость как с органической, так и спихологической точки зрения у девочек наступает раньше, чем у мальчиков примерно на 2 года. Этот период у девочек продолжается 10 лет и делится на 3 этапа: препубертатный – хар-ся ростом и началом развития женского морфологического типа, пубертатный – продолжается 2-4 года, от 8 до 14 лет. Клинически наиболее часто опеределяется появлением вторичным половых признаков менарха, развитием грудных желез. Постпубертатный – завершается психоаффективная сексуализация. На формирование половой зрелости влияет целый ряд факторов: генетический, соц-экономический, географический, общее состояние здоровья.

Териоидные гормоны контролируют рост организма В целом. Гормоны коры надпочечников – андрогены и эстрогены, контролирующие созревание трубчатых костей, замыканеи диафизарно-эпифизарных хрящей, оволосение лобковой области. С возрастом увеличивается секреция эстрогенов. Под действием этих гормонов происходит развитие матки, влагалища и наружных половых органов. На возраст наступления половой зрелости влияет шишковидная железа, ее горомоны угнетают выработку ФСН и ЛГ гормона. Отмечена одновременное наступление половой зрелости и шишковидной железы.

Половая зрелость у мальчиков –этап крупных преобразований, обуславливающих развитие половое и психическое, приобретение способностей к воспроизведению. Пубертатный период у мальчиков длится примерно 5 лет. С 10 до 16. Характеризуется взрывом роста, созреванием костей, замыканием эпифизарного хряща, форм-ие вторичных половых признаков. Параллельно происходит развитие скелетной мускулатуры мужского морфологического типа. Набл-ся прогрессивное развитие семенных канальцев, появл-ся многочисленные сперматиды и зрелые сперматозоиды. В семенниках появл-ся мужские половые клетки, вырабатывающие мужские половые гормоны. На последующем этапе происходит огрубление голоса. Постпубертатный период, в течение которого мальчик становится половозрелым и плодовитым. Только в этом возрасте отмечается появляется зрелые сперматозоиды ( от 16 до 20 лет). В период полового созревания наблюдается резкий всплеск гормональной активности, непосредственно перед развитием вторичных половых признаков уровень мужских половых гормонов повышается и к концу пубертатного периода достигает взрослых значений. Рост гормонального уровня коррелирует с созреванием системы. Основной пусковой сдвиг развития половой зрелости происходит в гипоталамусе, в этом процессе участвуют и другие факторы.