других генов в клетках, составляющих первичную гонаду. Таким образом, ген SRY приводит к производству конкретных белков внутри клеток первичной гонады. Под воздействием этих белков клетки приобретают особые свойства клеток семенников (и подавляют работу генов, определяющих их развитие как клеток яичников). В конечном итоге Y-хромосома и экспрессия гена SRY, наряду со многими другими «нижележащими» генами, заставляют кластер клеток, составляющих первичные гонады, сформировать семенники, а не яичники.
Дифференциация бипотенциальных гонад
Для полного развития яичников необходимы две Х-хромосомы и экспрессия множества разных генов. Но аналогичного «главного тумблера», подобного тому, который имеется на Y-хромосоме для развития семенников, в этом случае не существует. Яичники развиваются, если на протяжении переломного периода, наступающего на шестой неделе развития плода, в клетках первичной гонады не производится в большом количестве белок SRY. Нет Y-хромосомы, нет всплеска SRY, нет семенников. Яичники также могут образовываться у человека с хромосомным набором XY, если SOX9 или другие важные для траектории «создаем яички» гены не работают как обычно. В этих случаях плод, как правило, развивается по женскому типу, хотя во взрослом состоянии яичники этого человека могут оказаться не полностью функциональными. Пол человека не всегда соответствует его половым хромосомам. Самое важное – это конкретная картина экспрессии генов, которая приводит к развитию либо семенников, либо яичников.
Должна признаться, что я понятия не имела, как все это работает, пока в свои 30 с лишним лет не поступила в аспирантуру Гарвардского университета и в компании с младшекурсниками (посещение некоторых курсов бакалавриата обязательно для большинства аспирантов) не пришла на занятие по поведенческой эндокринологии. Меня поражали различия между самцами и самками животных, но я никогда особо не задумывалась над тем, каким образом мы все приобретаем эти чуть ли не самые фундаментальные отличительные признаки. Думаю, я считала, что с момента зачатия для каждого из нас существует только одна возможность полового развития. Казалось само собой разумеющимся, что какая-то часть комка клеток, из которых впоследствии получится мальчик или девочка, предназначена для того, чтобы стать семенниками или яичниками, пенисом или влагалищем, прочими составляющими половой системы. Когда я узнала, что существуют два кластера клеток, которые даже на шестой неделе развития могут сформировать яичники или семенники, а также другие, образующие влагалище или пенис, я испытала чувство благоговения перед эффективностью естественного отбора, вносящего относительно незначительные изменения в единый план строения организма, в результате чего получаются либо мужские, либо женские особи. А еще я ощутила глубокую связь с противоположным полом. Оказывается, мы сделаны почти из одного и того же материала.
Два пола
Я часто использую термины «мужчина» и «женщина», но еще не объяснила, что они означают. Вы можете считать, что знаете ответ на этот вопрос, – я тоже так думала до поступления в аспирантуру. Я полагала, что хромосомные наборы XX и XY определяют женское и мужское начала. Но это работает не так, хотя для самцов и самок млекопитающих характерны именно эти половые хромосомы{80}. Хромосомные наборы XX и XY являются (у млекопитающих) признаками пола, но не определяют его.
У людей пол обычно определяется в момент зачатия в зависимости от того, содержит ли сперматозоид, оплодотворивший яйцеклетку, половую хромосому Y или X. Но половые хромосомы у других животных не всегда соответствуют человеческим XX и XY. Например, у самцов птиц имеется пара идентичных половых хромосом (ZZ), а у самок – две разные (ZW). Более того, у многих видов хромосомы не являются фактором, в зависимости от которого эта особь станет самцом и самкой. У черепах и крокодилов пол детенышей определяется температурой, при которой вызревают яйца. Более того, некоторые животные не всегда сохраняют один и тот же пол на протяжении всей жизни. Рыбы-клоуны, обитающие в коралловых рифах, всегда появляются на свет самцами, но некоторые особи позже превращаются в самок. И наконец, существуют животные, которые относятся к обоим полам сразу, как, например, некоторые виды улиток. Что общего у всех мужских (или женских) особей, если не половые хромосомы? В основном это относительный размер половых клеток, или гамет. У самцов образуются маленькие подвижные гаметы (сперматозоиды), а у самок – более крупные, неподвижные гаметы (яйца){81}. Не воспринимайте это слишком буквально – мой сын еще не производит сперму, и тем не менее он мужчина. А мои яичники больше не производят на регулярной основе яйцеклетки, но я по-прежнему женщина, как и в ту пору, когда они выдавали по яйцеклетке каждый месяц. Дело тут, скорее, в предполагаемом строении гамет{82}.
Т – ключ к мальчикам
У Дженни, моей студентки с синдромом полной нечувствительности к андрогенам, имелись Y-хромосома и ген SRY, поэтому вместо яичников у нее с самого начала развились яички. Примерно до девятой недели внутриутробного развития, когда она была размером с виноградину, Дженни выглядела как любой другой зародыш мужского пола. Для сравнения давайте возьмем типичный мужской эмбрион и назовем его Джеймсом. Яички крошечных Дженни и Джеймса занимались тем, что у них получается лучше всего, а именно вырабатывали много тестостерона.
Мало того, что у нас у всех сначала имеются бипотенциальные гонады, которые могут развиться либо в яичники, либо в семенники, наша ранняя внутренняя репродуктивная анатомия также может стать как мужской, так и женской. На начальном этапе внутриутробного развития у нас образуются два набора первичных систем протоков, но примерно на восьмой неделе один из них вырождается, а другой продолжает развиваться. Сначала у нас у всех имеются как вольфовы протоки, которые могут стать мужским внутренним оборудованием, а именно семявыносящими протоками (парой трубок, по которым сперма идет от яичек) и семенными пузырьками, так и мюллеровы протоки, которые могут стать женским внутренним оборудованием – фаллопиевыми трубами, маткой и шейкой матки.
Мюллеровы протоки (женская система) вырождаются, если получают от семенников гормональный сигнал в виде антимюллерова гормона. Вольфовы протоки (мужская система) вырождаются, если не получают от семенников другой сигнал – тестостерон. В отличие от мужской системы протоков, система женских протоков является стандартной: она развивается без какой-либо специфической гормональной стимуляции.
Дифференциация внутренней репродуктивной анатомии
Внутренняя анатомия – это, конечно, интересно, но еще больше меня поразило то, что наши внешние гениталии (все, что видно снаружи) возникают из одних и тех же эмбриональных структур. Пенис – это, по сути, огромный клитор, а мошонка и линия, проходящая по нижней стороне полового члена, по сути, представляют собой сросшиеся половые губы.
Эти ранние образования исходно скорее похожи на женские гениталии. Чтобы они приобрели мужскую форму, необходимо многое изменить. Когда я увидела это на схеме, мне все стало совершенно ясно (см. рис. «Дифференциация внешних половых органов»; надеюсь, что на вас он произведет не меньшее впечатление, чем в свое время на меня).
Дифференциация внешних половых органов
Гормоны вроде тестостерона подходят к своим рецепторам, как ключ к замку, и «открывают дверь» для всевозможных изменений. Если замок сломан, ключ бесполезен. И это похоже на то, что произошло с Дженни.
Примерно в этот момент, где-то на девятой неделе, Дженни стала развиваться иначе, чем Джеймс, наш типичный мужчина. У Джеймса половой бугорок и половые складки превратились в половой член и мошонку. Его вольфовы протоки (предшественники мужских внутренних протоков) развились, а мюллеровы протоки (предшественники женских внутренних протоков) выродились. Он шел по пути развития типичного мужчины. У Дженни же половой бугорок и складки остались почти такими же, только увеличились в размерах и в конечном итоге превратились в клитор и половые губы. (Хотя типичное развитие женских эмбрионов не требует половых гормонов, высокий уровень Т у плодов женского пола может, как я объясню в следующей главе, ему мешать.) Как и в случае Джеймса, мюллеровы протоки Дженни выродились, потому что получили от яичек сигнал в виде антимюллерова гормона, следовательно, ни фаллопиевы трубы, ни матка у нее не сформировались. Но ее вольфовы протоки тоже выродились, поэтому у нее не развились и семявыносящие протоки с семенными пузырьками.
