Пол ребенка определяется в момент, когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются. Как известно, наш организм состоит из многих миллиардов клеток. В каждой клетке человеческого тела имеется 46 хромосом, из них 44 всегда парные (22 пары) приблизительно одинаковой формы и размера. У женщины 23-я пара хромосом тоже одинакова - две так называемые Х-хромосомы; у мужчин 23-я пара хромосом состоит их двух неодинаковых хромосом - из одной Х- и одной Y-хромосомы.

Зрелые половые клетки (мужская - сперматозоид, женская - яйцеклетка) к моменту генеративной зрелости содержат только по одной хромосоме от каждой пары, т.е. в целом 23 хромосомы. В качестве половой хромосомы в яйцеклетке имеется всегда Х-хромосома, а в сперматозоиде Х- или Y-хромосома. Когда половые клетки при оплодотворении сливаются, набор хромосом удваивается. Если созревшее яйцо сливается со сперматозоидом, содержащим Y-половую хромосому, то зародыш будет мужского пола. Если же сперматозоид содержит Х-хромосому, то зародыш будет женского пола. Следовательно, пол ребенка определяется только Х- или Y-хромосомой сперматозоида, оплодотворившего яйцеклетку. В настоящее время весьма успешно проводятся исследования по вопросу о том, какие жизненные условия благоприятны или непереносимы для обоих видов сперматозоидов на пути к яйцеклетке. Например, сперматозоиды с мужской Y -хромосомой хуже переносят кислую среду, чем сперматозоиды с Х-хромосомой.

Мужские яички производят одинаковое количество семенных клеток с Х- и Y-хромосомами. То, что в настоящее время на 100 девочек рождается 106 мальчиков, можно объяснить, вероятно, большей подвижностью сперматозоидов, содержащих Y-хромосому (они быстрее достигают яйцеклетки), чем сперматозоидов, содержащих Х-хромосому. Преобладание новорожденных мужского пола в развитых странах обусловлено высокоразвитой заботой о беременных, хорошим родовспоможением и охраной младенчества. В других же странах преобладание лиц женского пола связано с биологическими причинами; более низкой выживаемостью младенцев мужского пола, а не потерями вследствие войны. .

В первые шесть недель развития у зародыша нет каких-либо специфических признаков пола. В дальнейшем первичные зачатки половых органов формируются по-разному, в зависимости от набора хромосом. После завершения нормального развития у каждого человека все еще обнаруживаются двуполые зачатки. И мужчина и женщина обладают признаками другого пола. Так, например, у мужчины сохраняются не имеющие для него биологического значения соски молочных желез.

При оплодотворении происходит слияние двух половых клеток: мужской - сперматозоида и женской - яйцеклетки. Сперматозоиды после созревания выбрасываются из яичек, а яйцеклетка - из яичников. Считается, что сперматозоиды способны сохранять свою жизнедеятельность в течение 48- 56 часов, а яйцеклетка - максимум 16- 24 часа.

После эякуляции сперматозоиды с помощью своих хвостиков перемещаются во влагалище со скоростью 2-3 мм/мин. Через полость матки они могут проникнуть в маточную трубу и, сохраняя жизнеспособность в течение двух дней после семяизвержения, оплодотворить там яйцеклетку.

Известно, что гормоны (возбудители, стимуляторы и активные вещества) играют роль как при половом созревании, так и в процессе половой жизни. Гормоны состоят преимущественно из белков различной молекулярной структуры и вырабатываются железами внутренней секреции. Поступая в кровеносное русло, они током крови разносятся во все органы тела. В зависимости от своей химической структуры они вызывают в определенных "чувствительных" к этим гормонам группах клеток изменения активности и ускоряют или тормозят ее. Железы внутренней секреции выделяют несколько различных гормонов, с помощью которых они влияют друг на друга как непосредственно, так и путем "автоматического регулирования" гормонального равновесия. Процессы эти подчиняются центральному управлению.

Половые железы внутренней секреции - яички мужчины и яичники женщины - определяют развитие половых признаков и полового инстинкта. Эти железы внутренней секреции покрывают большую часть потребности организма в мужских (андрогенах) и женских (эстрогенах) половых гормонах. Яичники женщины, помимо этого, вырабатывают еще гестагены (во время беременности и во второй половине каждого месячного цикла).

В яичниках и других эндокринных железах женщины вырабатываются и женские, и мужские гормоны; в яичках мужчины тоже и мужские, и женские гормоны. К тому же эстрогены и андрогены по химической структуре довольно близки. С биологической точки зрения ни один человек не является исключительно женщиной или мужчиной ни физически, ни духовно.

Потеря гонад не превращает человека в бесполое существо, а приводит к формированию признаков другого пола - к вирилизации женщины или феминизации мужчины. Это является еще одним доказательством того, что андрогены и эстрогены присутствуют в крови каждого человека и производятся вне половых желез, прежде всего в корковом слое надпочечников.

Органом, регулирующим гормональное равновесие, является гипофиз; ему принадлежит ведущая роль в эндокринном обмене организма. Свою главную функцию гипофиз, масса которого равна 0,6 г, выполняет с помощью большого числа биологически активных веществ, которые он сам производит, выбрасывает в малых или больших количествах и тем самым передает другим железам внутренней секреции необходимые импульсы. Для половых функций важны, прежде всего, гонадотропины (специфические гормоны, стимулирующие выработку гормонов гонадами обоих полов и ускоряющие созревание яйцеклеток и сперматозоидов) и гормон, стимулирующий корковый слой надпочечников. Если гипофиз перестает функционировать, половые железы атрофируются. Но пока гипофиз функционирует нормально, он частично может компенсировать отсутствие гормонов половых желез. Гонады и гипофиз, взаимодействуя по закону "обратной связи", до определенной степени устраняют нарушения и функциональные колебания с помощью еще одной системы, входящей в этот функциональный круг. Гормоны являются как бы действующими вслепую двигателями половой жизни. Управление со стороны нервной системы необходимо.

Половые органы женщины и мужчины, бесспорно, являются для интимного контакта самыми важными органами тела. Знания об их строении (анатомии) и функции (физиологии) полезны и необходимы для успешного совершения половой близости. Различают внутренние и наружные половые органы. Последние важны для осуществления полового акта и ощущения сексуальных переживаний, а внутренние играют большую роль для зачатия и размножения.

Из наружных половых органов женщины прежде всего обращает на себя внимание покрытый волосиками лобок, называемый еще бугром Венеры (название "срам" для наружных половых органов дошло до нас с того времени, когда упоминание о них считалось постыдным). Волосы на лобке растут до наружных краев больших половых губ - двух валиков, которые закрывают расположенную между ними половую щель и которые у многих женщин при сексуальном возбуждении могут раскрываться. Слева и справа от входа во влагалище возвышаются, образуя веретенообразную щель, две маленькие половые губы (нимфы). Они представляют собой две мягкие кожные складки, снабженные сальными железами, многочисленными чувствительными нервами и кровеносными сосудами. При сeксуальном возбуждении они наполняются кровью, набухают и вследствие этого немного приподнимаются. В их нижней части открываются протоки бартолиновых желез, которые во время полового акта выделяют несколько капель бесцветного слизистого секрета. Кверху малые половые губы суживаются и сходятся у клитора.

Клитор играет исключительную роль в половом возбуждении и удовлетворении многих женщин. Для эротической реакции его размер не имеет значения. Видна только миллиметровая головка клитора, который при возбуждении может немного набухать и выпрямляться. Его основание покрыто подвижной кожной складкой (крайняя плоть), иногда ею покрыта даже головка. Ритмическое передвижение этой складки при легком надавливании в продольном направлении вниз является эффективным сексуальным раздражителем.

Пространство между клитором и нижним краем входа во влагалище называют преддверием влагалища. С обеих сторон его окружают пролегающие под кожей пещеристые тела преддверия длиной 3 см и шириной 1 см, которые при возбуждeнии наливаются кровью. В этом состоянии они образуют у многих женщин тугую, но эластичную манжетку, которая охватывает введенный во влагалище половой член мужчины и способствует сладострастному возбуждению обоих партнеров.

Вход во влагалище у девственниц закрыт девственной плеврой, имеющей форму полумесяца (закрыт не полностью, как предполагают иногда некомпетентные лица, - иначе не могла бы выделяться менструальная кровь). Во время первого полового акта или при введении пальца она разрывается, причиняя некоторым девушкам не значительную боль (боль и кровь необязательны).

Над входом во влагалище, под клитором, расположено отверстие мочеиспускательного канала, ниже входа во влагалище - промежность и задний проход; для некоторых женщин касание их является тоже сексуальным раздражителем.

Наружные и внутренние женские половые органы соединяются влагалищем, которое играет определенную роль при совокуплении и размножении. В качестве органа совокупления оно вмещает мужской половой член, плотно облегая его; в качестве органа размножения является частью родовых путей и поэтому очень эластично. Влагалище представляет собой чрезвычайно эластичный трубчатый орган, выстланный тонкой поперечноскладчатой слизистой оболочкой. Непосредственно за входом влагалище кольцеобразно охватывают мускулы, обладающие значительной способностью к растяжению и сокращению. Многие женщины могут сознательно сокращать и расслаблять эти и другие мускулы, чтобы скорее и легче вызвать оргазм.

Матка представляет собой толстостенное полое тело грушевидной формы. Ее полость выстлана мягкой, богатой железами слизистой оболочкой, которая в течение менструального цикла так изменяется, что в нее может внедриться оплодотворенное яйцо. Если оплодотворение не происходит, верхние слои слизистой оболочки матки отторгаются во время менструации, затем образуется новая слизистая. При зачатии яйцо имплантируется в слизистую. Вместе с ростом плода увеличивается и матка благодаря усиленному разрастанию мышечных клеток в стенке.

Матка вдается своей шейкой во влагалище. Цервикальный канал шейки матки закрыт слизистой пробкой, через которую могут проникать сперматозоиды. Часть шейки матки, открывающаяся во влагалище, называется маточным зевом. Непосредственно под ним влагалище расширено, так как там накапливается семенная жидкость. Щелочная среда содействует здесь подвижности и жизнестойкости сперматозоидов. Если семя изливается вглубь влагалища и женщина после этого продолжает лежать на спине, то вероятность оплодотворения при наличии яйцеклетки повышается. У входа во влагалищe кислота, образующаяся влагалищным секретом, может умерщвлять семя.

В полость матки входят наверху с боков две маточные (фаллопиевы) трубы, плотно прилегающие бахромками к яичникам. После овуляции яйцо задерживается в трубе максимум на 24 часа и может в ней подвергнуться оплодотворению. Ритмичные мышечные сокращения стенки трубы и колебательные движения секрета в трубе медленно передвигают яйцо в матку.

В яичниках, расположенных с обеих сторон брюшной полости, ко времени рождения заложено около 400000 яйцеклеток. Большинство из них гибнет. В каждый месячный цикл созревает только одна яйцеклетка, значит в общем около 400- 500, начиная с периода половой зрелости до климакса. Кроме того, в яичниках образуются женские половые гормоны.

Хотя половые органы мужчины имеют совсем другое строение, чем половые органы женщины, функции их отдельных частей во многом совпадают, так как формирование и тех и других происходит из аналогичных зачатков эмбриона.

Мужской половой член, который в первую очередь является органом совокупления, состоит из корня, ствола и головки. Длина и объем пениса во время полового возбуждения значительно увеличиваются. Размеры расслабленного органа не позволяют делать вывод о его размерах при эрекции. Напряжение пениса происходит за счет увеличения объема пещеристых тел. Под влиянием нервных импульсов, поступающих в нервную систему кровеносных сосудов, они сильно наполняются кровью. Вследствие уменьшения оттока и повышения притока крови половой член напрягается и выпрямляется. Два пещеристых тела проходят через ствол пениса. Мочеиспускательный канал, который проходит через половой член и является одновременно мочевым и семенным трактом, охватывается еще одним пещеристым телом, но другого вида. Охватывающее мочеиспускательный канал спереди пещеристое тело переходит в головку. В клетках выстилающего слоя головки имеется множество нервных окончаний, возбуждение которых вызывает ощущение сладострастия.

Ствол полового члена покрыт подвижной, тонкой кожей, которая в виде ободка покрывает головку целиком или частично (крайняя плоть). В нижней части головки крайняя плоть при помощи уздечки прикрепляется к основанию члена. Если крайняя плоть слишком узка и ее нельзя оттянуть и открыть головку, то говорят о фимозе (он легко устраним). Ритмическое перемещение крайней плоти по головке и кожи по стволу полового члена или контакт члена со стенкой влагалища поддерживает нарастающее половое возбуждение и вызывает в качестве нервной "разрядки" сладострастное ощущение - оргазм.

В период эмбрионального развития плода яички, как и женские яичники (функции их совпадают), находятся в брюшной полости. Еще до рождения яички перемещаются в мошонку плода. Только в мошонке у достигшего половой зрелости мужчины яички вырабатывают способное к оплодотворению семя при температуре, которая примерно на 4?С ниже температуры тела. Если яички не опустились в мошонку, то мужчина не способен к оплодотворению. Половые железы должны быть низведены в мошонку своевременным введением гормонов или оперативным вмешательством, желательно до двухлетнего возраста.

Два овальных яичка, по бокам несколько уплощенных, у взрослого мужчины достигают размера слив. Левое яичко кажется всегда несколько больше, чем правое, и расположено в мошонке немного ниже из-за различного выхода путей, отводящих кровь. Беспокойство некоторых мужчин, считающих это аномалией, не оправдано.

Яички вырабатывают, во-первых, большую часть мужских половых гормонов - тестостерон - в интерстициальных клетках (открытых Лейгидом в 1850 г.). Во-вторых, в их семенных канальцах (общей длиной 150-300 м) созревают мужские половые клетки (сперматозоиды, которые раньше обычно назывались живчиками из-за способности самостоятельно передвигаться).

Сперматогенез начинается с наступлением половой зрелости и продолжается до преклонного возраста, если не нарушается какими-либо заболеваниями. Психические факторы, например сильный страх, могут оказывать отрицательное влияние на созревание сперматозоидов. По 12-13 отводящим каналам сперматозоиды попадают в 3-5-метровый сильно извитой проток придатков яичек, которые расположены сбоку от яичек, здесь заканчивается созревание сперматозоидов. Затем они перемещаются в семявыводящий проток или же подвергаются распаду. Размеры зрелых сперматозоидов намного меньше яйцеклеток (до 0,1 мм); они состоят из головки, средней части и хвоста.

Два семявыносящих протока доходят в брюшной полости почти до мочевого пузыря. Там располагаются семенные пузырьки, которые через семявыносящие канальцы выделяют секрет, содержащий белок. Этот секрет способствует большей подвижности сперматозоидов и создает вокруг них защитный слой. Далее путь семявыводящих протоков пролегает через предстательную железу. Она имеет форму каштана и продуцирует основную часть семенной жидкости, разжижающую семенную массу и усиливающую подвижность сперматозоидов. Семявыносящие протоки впадают в мочеиспускательный канал, куда поступает также секрет двух куперовых желез (величина каждой - с горошину). Секрет, выделяемый ими в мочеиспускательный канал задолго до семяизвержения, усиливает жизнеспособность сперматозоидов. В момент кульминации полового возбуждения в результате непроизвольных сокращений мышц семявыносящих протоков просвет их расширяется и семя всасывается из протоков яичек. Следующее непосредственно за этим рефлекторное сужение создает давление, которое выталкивает сперматозоиды; мужчина при этом испытывает сильное ощущение сладострастия.

Описание женских и мужских органов совокупления и размножения приведено упрощенно. В действительности на их функциональную деятельность влияют многие системы организма. Для эрекции полового члена необходим усиленный приток крови. Но поступление больших объемов крови зависит от попеременного сужения и расширения просвета кровеносных сосудов, осуществляемых нервными импульсами. Следовательно, нервной системе, как и кровеносной, принадлежит значительная, роль в эрекции полового члена при сексуальном возбуждении. Дальнейшее участие нервной системы становится еще более очевидным при совершающихся в определенной последовательности ритмических движениях полового члена во время оргазма, сокращениях мускулатуры стенок семявыносящего протока, стенок семенного пузырька, предстательной железы и ощущения сладострастия.

Два с половиной тысячелетия назад Платон вложил в уста комедиографа Аристофана басню о возникновении любви, согласно которой человек сначала был двуполым существом, одновременно мужчиной и женщиной, с четырьмя руками, четырьмя ногами и двумя головами, поэтому он был вдвое сильнее и умнее. Он задумал даже посягнуть на жизнь богов. Тогда Зевс разделил человека на две части, и с тех пор каждый получеловек - женщина и мужчина - стремится к соединению со своей половиной. В басне древнегреческого философа имеется рациональное зерно: женщину и мужчину влечет друг к другу. А как объясняет это наука? Какие закономерности вызывают стремление к соединению с любимым человеком, и какие механизмы управляют этим процессом? Ответ на эти вопросы дан нами при изложении истоков сексуальности и взаимодействия половых гормонов.

Мы уже охарактеризовали роль нервной системы как регулятора жизнедеятельности отдельных органов и систем организма и пояснили, что для сохранения жизни реакции на регулярно повторяющиеся внешние раздражения так входят в дифференцированные модели определенных организованных форм жизни, что передаются всем последующим поколениям в виде наследственной информации. Для регуляции таких жизненных процессов, как, например, дыхание, кровообращение, терморегуляция и сон, в межуточном мозге имеются специальные центры. Отдел ствола мозга - гипоталамус является обменным пунктом многих нeрвных путей, которые отходят от поверхности тела или от внутренних органов к головному мозгу и исходят от него. Гормоны, выделяемые гипоталамусом, сдерживают или активируют деятельность гипофиза, значение которого в половом процессе мы уже объяснили. Здесь расположен и так называемый половой центр, который управляет половыми рефлексами и тем самым - указанными нервными реакциями в половых органах. Они непосредственно вызываются импульсами, проходящими через спинной мозг.

Центр эрекции расположен в спинном мозге на уровне крестца. От него к половым органам отходят напрягающие нервы. Их иннервация обусловливает наполнение кровью пещеристых тел мужчины и женщины. Центр эякуляции расположен также в спинном мозге, в поясничном отделе. По нервным волокнам, отходящим от него, в момент приближения оргазма через промежуточные звенья и срамной нерв идут импульсы к мышцам сeмявыносящих протоков или же влагалища, которые при водят к эякуляции у мужчин или к сокращениям стенок влагалища у женщин. Наступающее при этом сладострастное ощущение возникает с помощью обратной связи через все перечисленные ступени в коре головного мозга.

Чем выше уровень организации живого существа, тем большее значение приобретают нервные процессы в регуляции половой жизни и взаимном притяжении полов. При этом все б6льшую роль играют центры межуточного и спинного мозга, а также высшие центры головного мозга, которые у человека наиболее совершенны. Гормоны повышают чувствительность нервной системы, ее готовность реагировать на половые раздражители и оказывают благоприятное влияние на рефлекс совокупления. Вот почему неопытный молодой мужчина очень быстро реагирует на эротичeские впечатлений желанием, эрекцией и эякуляцией. При недостатке гормонов этого не наблюдается.

Доминирующее значение психики (поведения, которому научились, психических реакций, переживаний) по сравнению с гормональным влиянием проявляется, например, в постклимактерический период, когда яичники перестают производить гормоны, или после оперативного удаления яичников (большинство женщин сохраняют способность испытывать желание и сладострастное удовлетворение от полового общения, хотя остальные гормональные железы не компенсируют потери). Половое влечение и половая способность многих мужчин сохраняются после кастрации или выпадения функции яичек (хотя и в меньшей мере), если имеется хорошее взаимопонимание с партнером и если до этого интимные отношения поддерживались регулярно. При половой слабости или при явлениях старения искусственное введение гормонов обычно не оправдывает тех надежд, которые на них возлагаются, особенно при нормальном функционировании желез. Эстрогены стимулируют половое влечение женщины, но только при определенных обстоятельствах; скорее андрогены повышают ее половое влечение, но бесконтрольное применение их способствует появлению мужеподобного облика.

Повседневная жизнь дает нам множество доказательств первенствующей роли психических процессов над системой внутренней секреции: мы можем страстно желать одного человека, оставаясь совершенно равнодушным к другому; манящий взгляд любимого человека часто мгновенно разжигает желание, обида может быстро его подавить, не изменяя при этом гормональный уровень. Психические реакции оказывают влияние на гормональные, даже подавляют их. Об этом свидетельствует отсутствие менструации и полового влечения при сильных переживаниях и заботах. Радостные чувства стимулируют эндокринные процессы.

Половое влечение человека, вытекающие отсюда половые потребности и способы их удовлетворения обусловлены в значительно меньшей мере биологическими процессами, чем воспитанием и жизненным опытом. Именно они формируют характер человека и придают половым отношениям особый оттенок. Следовательно, половое поведение никогда не бывает только биологически обусловленным, его формы определяются социальными условиями, влияющими на жизнь партнеров.

Все жизненно важные функции организма, протекающие вне сознания (дыхание, кровообращение, терморегуляция), имеют специальные центры в межуточном мозге, это относится так же и к сексуальным импульсам. Однако они объединяются через кору головного мозга в более высокую функциональную систему и активизируются или затормаживаются в той мере, в какой этого требуют условия жизни, определяемые общественным мнением. Эта регуляция со стороны коры головного мозга начинает действовать всегда в том случае, когда нарушено равновесие между организмом и окружающей средой, и только коррекция функциональных процессов, т. е. поведение человека, может восстановить гармонию его жизни или создать ее. В клетках коры головного мозга откладываются также общественные воздействия, выработанные путем воспитания или вызванные отсутствием такового. Мы их осознаем субъективно в форме чувств, моральных представлений и т. д. Благодаря тому, что головной мозг оказывает регулирующее влияние на процессы в межуточном мозге, а, следовательно, и на центр совокупления, половое поведение определяется обществено-cоциальными факторами, а не слепо действующими инстинктами. Человек в состоянии обуздать свои сексуальные желания в зависимости от конкретных условий, дать им свободу, направлять, т. е. регулировать их в зависимости от сложившейся ситуации.

Под таким углом зрения становится понятным, что фигура человека, цвет волос, звук его голоса, слова и жесты являются элементами, которые (в зависимости от сложившихся в детстве и юности представлений о положительном и отрицательном) вызывают чувства симпатии и антипатии. Следовательно, каждый из нас оказывает воздействия, вызывающие сексуальные потребности и реакции (у мужчин они более выражены, чем у женщин).

В качестве еще одного природного различия между мужчиной и женщиной рассмотрим строение их тел.

Прежде всего, бросаются в глаза округлые, плавные очертания тела женщины по сравнению с угловатыми линиями у мужчины. Обращает на себя внимание женская грудь. Наряду с биологической функцией кормления ребенка у многих женщин грудь играет большую роль при взаимном сексуальном стимулировании. Таз, женщины по сравнению с тазом мужчины шире, в связи с чем у женщин более крутые бедра и более широкое седалище. Эти особенности, в зависимости от изменчивого "вкуса времени", тоже причисляются к женским прелестям. Кожа женщины нежнее, чем кожа мужчины, и чувствительные клетки, воспринимающие прикосновения, располагаются ближе к поверхности. Женщине нравятся нежные ласковые прикосновения. Мужчине, в свою очередь, доставляет удовольствие ощущение нежной кожи женского тела. Повышению возбуждения способствует упругая мягкость ткани под кожей по сравнению с более грубой и плотной тканью мужчины, у которого сильнее развита мускулатура.

Женщин отличает более хрупкое строение скелета, меньший размер черепа (слабее развит подбородок, верхняя челюсть, носовая и лобная кости), более нежное лицо. Облик мужчины или женщины зависит также от типа оволосения. У женщин густые мягкие волосы на голове, кроме подмышечной впадины и иногда - голеней, волосы растут еще только на лобке, образуя треугольник. У многих мужчин не только грудь, но и остальные части тела покрыты волосяным покровом различной густоты, что не следует считать недостатком внешности. Многим женщинам это нравится. Волосы на лобке у мужчин растут в форме ромба вверх доходя до пупка. Не свойственный данному полу тип оволосения является следствием гормональных нарушений.

Голос женщины из-за особенностей ее гортани звонкий, мелодичный, голос мужчины более низкий и резкий. Нередко индивидуальные особенности мужчины, связанные с полом, обусловливают особое звучание его голоса, оказывающего эрогенное влияние на женщину.

Мужчины и женщины различаются осанкой и походкой. Женщинам свойственны округлые, мягкие и упругие движения, которые мужчина воспринимает как прелестные. У мужчины движения более угловатые и резкие. Даже в маскарадном костюме мужчину и женщину можно распознать по походке и осанке.

Хромосомы — это нитевидные молекулы, несущие наследственную информацию для всего: от роста до цвета глаз. Они сделаны из белка и одной молекулы ДНК, которая содержит генетические инструкции организма, переданные от родителей. У людей, животных и растений большинство хромосом расположены в парах внутри ядра клетки. У людей есть 22 из этих хромосомных пар, называемых аутосомами.

У людей 22 пары хромосом и две половые хромосомы. Женщины имеют две Х-хромосомы; мужчины имеют Х-хромосому и Y-хромосому.

Как определяется пол

У людей есть дополнительная пара половых хромосом, в общей сложности 46 хромосом. Половые хромосомы называются X и Y, и их комбинация определяет пол человека. Как правило, у женщин две Х-хромосомы, а мужчины обладают XY-хромосомами. Эта система определения пола XY встречается у большинства млекопитающих, а также для некоторых рептилий и растений.

Наличие хромосом XX или XY определяется, когда сперма оплодотворяет яйцо. В отличие от других клеток тела, клетки в яйце и сперме, называемые гаметами или половыми клетками, обладают только одной хромосомой. Гаметы производятся делением клеток мейоза, что приводит к тому, что разделенные клетки имеют половину числа хромосом в качестве родительских или предшественников. В случае с людьми это означает, что родительские клетки имеют две хромосомы и у них есть одна гамета.

Все гаметы в яйцах матери имеют Х-хромосомы. Сперма отца содержит около половины X и половины Y-хромосом. Сперма является переменным фактором при определении пола ребенка. Если сперма несет Х-хромосому, она будет сочетаться с Х-хромосомой яйца с образованием женской зиготы. Если сперма несет Y-хромосому, это приведет к рождению мальчика.

Во время оплодотворения гаметы из спермы объединяются с гаметами из яйца, образуя зиготу. Зигота содержит два набора из 23 хромосом для требуемых 46. Большинство женщин составляют 46XX, а большинство мужчин — 46XY, согласно Всемирной организации здравоохранения.

Однако есть некоторые варианты. Недавние исследования показали, что у человека может быть множество различных комбинаций половых хромосом и генов, особенно тех, кто идентифицирует себя как ЛГБТ. Например, определенная Х-хромосома, называемая Xq28, и ген на хромосоме 8, по-видимому, обнаруживается в более высокой распространенности у геев, согласно исследованию 2014 года в журнале Psychological Medicine.

Несколько младенцев из тысячи рождаются с одной половой хромосомой (45X или 45Y), это называатся моносомией. Другие рождаются с тремя или более половыми хромосомами (47XXX, 47XYY или 47XXY и т. д.), это называетя полисомией. «Кроме того, некоторые мужчины рождаются с 46XX из-за транслокации крошечной части пола, определяющего область Y-хромосомы», — сообщает ВОЗ. «Точно так же некоторые женщины также рождаются 46XY из-за мутаций в Y-хромосоме. Очевидно, что не только женщины, которые являются XX, а мужчины XY, но, скорее, существует ряд дополнений хромосом, гормональных балансов и фенотипических вариаций».

Структура хромосом X и Y

В то время как хромосомы для других частей тела имеют одинаковый размер и форму, образуя идентичное спаривание — хромосомы X и Y имеют разные структуры.

Х-хромосома значительно длиннее, чем Y-хромосома, и содержит еще сотни генов. Поскольку дополнительные гены в Х-хромосоме не имеют аналогов в Y-хромосоме, Х-гены являются доминирующими. Это означает, что почти любой ген на X, даже если он рецессивный у самки, будет выражен у самцов. Они называются X-связанными генами. Гены, обнаруженные только на Y-хромосоме, называются Y-связанными генами и выражены только у самцов. Гены на любой половой хромосоме можно назвать половыми генами.

Есть приблизительно 1,098 Х-связанных генов, хотя большинство из них не для женских анатомических характеристик. Фактически, многие из них связаны с такими нарушениями, как гемофилия, мышечная дистрофия Дюшенна и ряд других. Они чаще всего встречаются у мужчин. Неполовые особенности Х-связанных генов также отвечают за облысение мужского пола.

В отличие от большой Х-хромосомы, Y-хромосома содержит только 26 генов. Шестнадцать из этих генов отвечают за поддержание клеток. Девять вовлечены в производство спермы, а если некоторые из них отсутствуют или дефектны, могут наблюдаться низкие показатели спермы или бесплодие. Один ген, называемый ген SRY, отвечает за мужские половые черты. Ген SRY запускает активацию и регулирование другого гена, обнаруженного в неполовой хромосоме, называемой Sox9. Sox9 запускает развитие неполовых гонад в яички вместо яичников.

Нарушения половой хромосомы

Нарушения в комбинации половых хромосом могут приводить к различным гендерно-специфическим условиям, которые редко бывают летальными.

Женские аномалии приводят к синдрому Тернера или Trisomy X. Синдром Тернера возникает, когда у женщин есть только одна Х-хромосома вместо двух. Симптомы включают отказ половых органов от нормального зрелости, что может привести к бесплодию, малым грудям и отсутствии менструации; невысокий рост; широкая, щитовидная грудь; и широкая шея.

Синдром Trisomy X вызван тремя Х-хромосомами вместо двух. Симптомы включают высокий рост, задержки речи, преждевременную овариальную недостаточность или отклонения яичников, а также слабый мышечный тонус — хотя многие девочки и женщины не проявляют никаких симптомов.

Синдром Клайнфелтера может поражать мужчин. Симптомы включают развитие молочной железы, аномальные пропорции, такие как большие бедра, высокий рост, бесплодие и небольшие яички.

Кристаллы тестостерона в поляризованном свете.

Половые хромосомы человека: внизу - женская Х-хромосома, вверху - мужская Y-хромосома.

Чем бы ни разнились два пола человеческой расы, все корни этих различий уходят в две хромосомы. Как известно, в каждой клетке человека имеется по два экземпляра всех хромосом. За одним исключением: в клетке мужчины одна из пар состоит из неравных партнеров. Небольшой Y-хромосоме соответствует довольно крупная Х-хромосома, а у женщин Y-хромосомы нет, зато имеются две одинаковые Х-хромосомы.

Y-хромосома невелика по сравнению с остальными, в ней помещается всего 25 генов (в Х-хромосоме, насколько известно, от тысячи до полутора тысяч генов, а всего их у человека порядка 30 тысяч). Или, считая в парах нуклеотидов ("букв" генетического кода), в Y-хромосоме 23 миллиона пар, а в Х-хромосоме - 150 миллионов.

Чтобы хоть немного выравнять шансы, природа отключает в каждой клетке женского тела одну Х-хромосому. Но около 19% генов все же избегают этого отключения, и женщина получает некоторые из Х-генов в двойном экземпляре. Многие из них связаны с развитием и работой мозга. Этим ученые объясняют тот факт, что психические расстройства, от аутизма до шизофрении, чаще затрагивают мужчин.

С другой стороны, женщины менее защищены от депрессии. По американским данным, на протяжении жизни 21,3% женщин и 12,7% мужчин хотя бы однажды переживают период серьезной депрессии. Такая разница между полами появляется к 13 годам: до этого возраста мальчики чуть более склонны к серьезной хандре, чем девочки.

Один из генов Y-хромосомы обеспечивает появление семенников, а они еще в утробе матери начинают вырабатывать мужской половой гормон - тестостерон. Расходясь с током крови по телу будущего ребенка, гормон влияет на все клетки, в том числе на клетки развивающегося мозга.

Некоторые неврологи считают, что в ранний период развития мозга тестостерон стимулирует рост левого полушария и замедляет рост правого. Как известно, левое полушарие более рационально, а правое живет эмоциями. Люди с преобладанием левополушарного мышления активно берутся за возникающие проблемы и решают их логично, используя интуицию, только если другого пути нет. Напротив, те, у кого правое полушарие преобладает, придерживаются эмоционального и интуитивного подхода к проблемам (см. "Наука и жизнь" № 4,2000г.).

Поразительно, что уровень тестостерона во время беременности влияет в дальнейшем на овладение языком. Чем выше уровень этого гормона в период развития плода, тем меньшим будет лексикон ребенка в возрасте двух лет. Поэтому девочки, как правило, начинают говорить раньше мальчиков.

Но не все особенности мужчин складываются под влиянием только тестостерона. Гены Y-хромосомы стимулируют размножение в мозге так называемых дофаминовых нейронов. Их больше у мужчин, чем у женщин, и этим объясняется тот факт, что среди мужчин больше алкоголиков и наркоманов, а также то, что мужчины более склонны к поиску новых ощущений и к риску. Дофаминовые нейроны, кроме того, участвуют в развитии двигательных навыков и первыми страдают от болезни Паркинсона, которая вдвое чаще поражает мужчин, чем женщин.

Недавно обнаружено, что у женщин на 15-20% больше серого вещества мозга. Это и есть нейроны, в которых идет основная вычислительная работа (те самые "маленькие серые клеточки", к которым любил прибегать Эркюль Пуаро). В таком случае понятно, почему масса мозга у женщин, как правило, меньше, чем у мужчин, а показатель интеллекта, определяемый в психологических тестах, не ниже. Просто мозг женщины в меньшем объеме содержит больше активных элементов.

В мозге мужчин больше белого вещества и внутримозговой жидкости. Белое вещество - это длинные отростки нейронов, одетые изолирующим слоем жира. Эти кабели позволяют лучше распределять задачи между разными отделами мозга. Внутримозговая жидкость, содержащаяся в желудочках мозга, амортизирует удары. Так что последствия ударов по голове у мужчин бывают легче (но они, надо заметить, и чаще получают такие удары).

Кровь в сосудах, снабжающих мозг, у женщин течет быстрее, чем у мужчин. Эта особенность в значительной мере компенсирует старение мозга. Потери мозговых тканей при старении больше у мужчин; особенно съеживается левая часть фронтальной коры, которая думает о долгосрочных последствиях предпринимаемых действий и отвечает за самоконтроль. Эта потеря тканей становится заметной на томограммах мозга уже к 45 годам.

Мозг женщины обрабатывает информацию о людях иначе, чем мозг мужчины. Женщины одарены способностью быстро, интуитивно оценивать человека. Они умеют "входить в положение", по малейшим намекам воспринимать чувства и мысли собеседника, предугадывать его намерения и реагировать эмоционально. Будучи настроенной на восприятие чужой точки зрения, женщина в любом конфликте способна видеть правоту обеих сторон, даже когда в конфликт вовлечена и она сама. Эти особенности восприятия создают основу для женской привязчивости.

Мужчины, напротив, предпочитают подходить к собеседнику с некоторой отстраненностью, а зачастую увереннее себя чувствуют не с людьми, а с неживыми объектами. В возрасте шести лет 99% девочек и лишь 17% мальчиков играют с куклами. Мальчики предпочитают играть с машинками и конструкторами типа "Лего".

Женский организм иначе реагирует на стресс, чем мужской. Он выбрасывает в кровь больше гормонов стресса и с трудом прекращает их производство, когда причина стресса уже устранена. Нормальную способность гормональной системы быстро отключать выделение гормонов стресса тормозит женский половой гормон прогестерон. Но длительное воздействие гормонов стресса вредит клеткам мозга, особенно клеткам гиппокампа, отвечающим за память.

Мало того, что женщины физиологически более подвержены стрессу, они и психологически слабее. Женщины склонны "пережевывать" неприятные ситуации и негативные чувства, особенно если они касаются взаимоотношений с близкими людьми или сослуживцами.

Всего современная наука о человеке насчитала 109 различий между мужчинами и женщинами, и счет еще не закрыт.

Вновь обращается к дискуссионной проблеме миграций в эпоху неолита и бронзового века. В работе исследуется вопрос о доле мужского и женского населения в составе мигрирующих групп, которые сформировали генофонд Центральной Европы. Авторы проверяют исходную гипотезу, что миграции из Анатолии в раннем неолите и миграции из понто-каспийских степей в течение позднего неолита и бронзового века были преимущественно мужскими.

Для ответа на это т вопрос авторы опираются не на Y-хромосому, передающуюся по отцовской линии, и не на митохондриальную ДНК, передающуюся по материнской, как традиционно поступают генетики, а Х-хромосому. Они вычисляют отношение эффективного размера популяции по Х-хромосоме к эффективному размеру популяции по аутосомам (неполовым хромосомам). Поскольку мужчины имеют одну Х-хромосому, а женщины – две, то в популяции с одинаковым соотношением мужчин и женщин отношение Х-хромосомы к аутосомам должно быть ¾. Отклонение от этой цифры говорит о разной демографической истории по мужской и женской линиям. Такова логика, лежащая в основе метода исследования, подробнее с ним можно познакомиться в тексте статьи.

Авторы изучили опубликованные образцы древней ДНК раннего и позднего неолита и бронзового века, проанализировав более 1,2 млн SNP, в том числе без малого 50 тысяч SNP на Х-хромосоме. Исследуемые образцы относились к популяциям охотников-собирателей, земледельцев Анатолии и понто-каспийских степей.

В противоположность существующему мнению, результаты не подтвердили, что миграции в неолите из Анатолии в Европу были преимущественно мужскими. Анализ показал примерно одинаковое соотношение мужского и женского населения среди мигрантов. А вот миграция из понто-каспийских степей в Центральную Европу в течение позднего неолита и бронзового века, действительно, была преимущественно мужской: по подсчетам среди мигрантов на 5-14 мужчин приходилась одна женщина. Авторы показали, что эта миграция была растянута по времени на несколько поколений. В соответствии со своим мужским характером, именно она принесла в Европу технологические инновации.

В феврале этого года в журнале Plos Genetics была опубликованна статья «Chromosome X-Wide Association Study Identifies Loci for Fasting Insulin and Height and Evidence for Incomplete Dosage Compensation» , в которой содержится исследования влияние феномена «неполной компенсации дозы генов»* X-хромосомы на рост регуляцию инсулина в организме человека. Удивительно, но число работ по генетике X-хромосомы, несмотря на свою важность в развитии ряда болезней обусловленных наличием Х-сцепленного рецессивного гена на X-хромосома, гораздо меньше аналогичных работ по аутосомах. С одной стороны, известно около 300 генов, локализованных в хромосоме X, вызывающих наследственные болезни (гены, локализованные в хромосоме X, называют X-сцепленными). К ним относятся гены гемофилии А, миопатии Дюшенна, Х-сцепленного ихтиоза, пигментной дистрофии сетчатки, ангидротической формы эктодермальной дисплазии, синдрома ломкой хромосомы X с умственной отсталостью, гидроцефалии, синдромов Коффина - Лоури, Пейна, Опитца, одной из форм мукополисахаридоза, X-сцепленной невральной амиотрофии, недостаточности глюко-зо-6-фосфатдегидрогеназы и многих других заболеваний.

С другой стороны, к настоящему времени ученым известны сотни генов, связанных с чертами внешности, однако при их изучении Х-хромосома, как правило, оставалась за бортом. Я могу объяснить этот феномен только тем, что в открытых источниках данных (по наиболее известным референсным популяциям) содержится крайне мало генотипов X-хромосомы. Именно по этой технической причине, X-хромосома не используется в этно-популяционных калькуляторах на Gedmatch.com.

Суть исследования, проведенного исследователи из Хельсинкского университета сводится к выяснению генетических причин отличий в здоровье мужчин и женщин. Прежде чем мы перейдем к краткому изложению материала, напомним, что у человека пол гетерогаметен. Женщины имеют во всех клетках две хромосомы X, а мужчины - одну X и одну У хромосомы. Хромосома Y не гомологична хромосоме X, в ней содержится небольшое число генов. Мужчины являются гемизиготами по хромосоме X и всем содержащимся в ней генам. Наследование половых хромосом происходит как наследование простых менделевских признаков (см. нижеприведенную решетку Пеннета):

Из таблицы видно, что при случайном объединении гамет должно образовываться равное количество зигот женского и мужского пола. (Источник: MedUniver.com)

В исследовании, результаты которого авторы описали в журнале PLOS Genetics , они нашли ген ITM2A, расположенный на Х-хромосоме, варианты которого определяют больший или меньший рост. Это объясняется тем, что ген участвует в развитии хрящевой ткани. Чем дольше развивается хрящевая ткань, тем человек вырастает более высоким.

Вариант гена, который приводит к его усиленной работе, как показали ученые, сопровождается низкорослостью. Это довольно интересное заключение, особенно если принять во внимание бытовавшее ранее мнение о том, что иногда как раз добавочная Х-хромосома является причиной высокого роста девушек. Данное исследования опровергает это мнение, о чем упоминается в интервью исследователей средствам СМИ:

Двойная доза Х-хромосомных генов у женщин может вызывать проблемы в течение развития, - объясняет профессор Сэмюли Рипатти, руководитель исследования. - Чтобы избежать этого, в женских клетках действует механизм, который заставляет вторую Х-хромосому замолчать. Но рядом с геном ITM2A мы нашли участок, который позволяет этому гену избежать подавления работы. Когда мы его нашли, это нас особенно вдохновило».

Это позволяет Х-хромосомному гену ITM2A продолжать в женских клетках работать в двойном объеме, а женщины из-за этого перестают расти.

*Механизм регуляции экспрессии генов, сцепленных с полом; при механизме определения пола XX-XY у самок К.д. связана с инактивацией одной из Х-хромосом X-inactivation (при полисомии polysomy по Х-хромосоме — всех Х-хромосом кроме одной), образующей интерфазное тельце Барра (sex chromatin); к К.д. относят и более сложные внутригеномные взаимоотношния, связанные с регуляционно-репрессорными механизмами (см. autosomal dosage compensation).

Рубрика: , , Отмечено ,

Как сообщают СМИ, новосибирские учёные научились разрезать ДНК человека с помощью особого фермента

Составлять «экономный» геномный портрет человека научились учёные Новосибирского предприятия SibEnzyme с помощью особого метода подготовки ДНК. Об этом ИТАР-ТАСС в рамках Первого международного форума технологического развития «Технопром» рассказал гендиректор предприятия Евгений Дубинин.

«С помощью современной методики геномного секвенирования можно получить персональный генетический «паспорт». Изучив его, врач заранее выявляет предрасположенность человека к генетическим заболеваниям, возможные способы лечения и наиболее эффективные лекарства. Стоимость создания геномного портрета в настоящее время высока, она не позволяет внедрить эту технологию в массовую медицину», — отметил Дубинин.

Он заявил, что можно вдвое удешевлять этот процесс, заранее расщепляя ДНК с помощью особого фермента. В геноме человека за кодирование информации отвечает только 5-7% его последовательностей. Фермент разрезает ДНК на фрагменты определенной длины в строго определенных местах. Для анализа выбирают только несколько фрагментов, исключив ненужные, и именно эта «ферментная» подготовка ДНК удешевляет исследование. Дубинин подчеркнул, что, несмотря на то что рынок геномного секвенирования находится на начальном этапе формирования, в ближайшее время его ждет интенсивный рост. По оценкам экспертов, его прогнозируемый объём в течение пяти-десяти лет — 100 миллиардов долларов.

В другом сибирского городе — Томске — также находится примечательная лаборатория Томский НИИ медицинской генетики (возглавляемая известным генетиком В.Степановым), одного из ведущих медико-генетических учреждений России. НИИ был основан в 1982 году и является первым специализированным институтом в области медицинской генетики на территории Сибири и Дальнего Востока. Сегодня деятельность института включает осуществление специализированной медико-генетической помощи населению, научные исследования и профессиональное образование в области медицинской генетики.

В лаборатории работает множество замечательных ученных, из которых для ДНК-генеалогии наиболее важен Владимир Харьков.

Благодаря его научному рвению была не только определена структура мужского генофонда многих сибирских народов, но и раскрыта недавняя серия тягчайших преступлений на сексуальной почве (в ходе анализа Y-хромосомы, Владимир установил не только национальность маньяка-насильника, но и место вероятного происхождения/жительства с точностью до села). Ув. Валерий Запорожченко поделился подробностями этой истории, озвученной на одной из последних конференций.

Не так давно к Владимиру Харькову из Томского института медгенетики обратились следователи СК по Новосибирской области. Искали они маньяка насиловавшего девочек-дошкольниц. Насилуя, он никого не убивал, иногда просто мастурбировал на глазах детей, и как правило оставлял на месте преступления биологический материал — сперму. Девочки описали его как описывают кавказцев. Следователи ловили местных выходцев с Кавказа всех подряд, типировали, но тщетно, профили не совпадали. Судебные генетики не справились, пришлось обратиться к эволюционистам. Владимир довольно быстро понял, что владелец спермы не кавказец, а выходец из Бурятии, причем выборки собранные лабораторией позволили точно идентифицировать не только национальность извращенца, но даже определить происхождение мужской линии с точностью до двух соседних районов. Получив ориентировку, следователи первым делом изучили местные «висяки», и обнаружили, что незадолго до первого новосибирского эпизода было несколько преступлений аналогичного почерка в Улан-Удэ. Пришлось перетрясти всю базу прописки — кто из указанных районов ее сменил на новосибирскую в последние годы. И что же, работа была вознаграждена — появился подозреваемый, идеально соответствующий ориентировке. Его тормознули на дороге под видом гибдд. Скрутили. Отпирался. Наперли. Признался! Впрочем, даже если бы не признался, его приперли по образцу ДНК который оказался идентичен полученному из спермы. Кстати, преступник бурят только по отцу, от которого и получил выдавшую его У-хромосому.

Таким образом была еще раз продемонстрирована плодотворность и перспективность изучения игрек-хромосомы в ДНК-криминалистике.

Кроме того, Владимир не чурается общения в Интернете с любителями ДНК-генеалогии, и некоторое время даже участвовал в работе форума Молген.

Рубрика: , Отмечено ,

Несколько месяцев тому назад я писал в этом блоге о некоторых основных понятий ДНК-генеалогии и популяционной генетике (нужно помнить о том, что хотя множество терминов ДНК-генеалогии и перекрывается в основной своей части множеством терминов ДНК-генеалогии, все же отношения между двумя типами терминов далеки от строгой семантической эквивалентности, или говоря языком математической логики, от конгруэнции).

К моему удивлению, несмотря на огромные объемы написанного на тему разъяснительного и пояснительного материала, споры и непонимание продолжают сопровождать даже столь краеугольные понятия, как гаплотип.
Обиднее всего, что объеме или экстенсионале этого ключевого понятия, продолжают путаться не только новички, но и маститые корифеи ДНК-генеалогии, многие из которых пришли в ДНК-генеалогию задолго до меня.
Например, один из уважаемых мною деятелей пишет:

Гаплотип все-таки характеризует гаплоидные наборы аллелей, т.е. только Y-хромосому, и мтДНК. Аутосомные наборы являются парными, т.е. диплоидными. Термин «диплотип» я не встречал. Скорее, для аутосом уместен термин «диплоидный набор аллелей». Здесь нет разницы, какие аллели рассматриваются: STR-повторы или однонуклеотидные аллели. В отношении гаплотипов я придерживаюсь мнения, что в широком смысле под гаплотипом надо понимать всю совокупность аллелей Y-хромосомы или мтДНК каждого отдельного лица. У каждого человека — свой гаплотип и свой диплоидный набор. Просто из-за сложностей и ограничений в определении всей цепочки, например, Y-хромосомы мы видим только очень маленькую часть всего гаплотипа.

Написанное выше не является точным определением понятия гаплотип.

Как известно из энциклопедии, гаплотип (сокр. от «гаплоидный генотип ») совокупность аллелей на локусах одной хромосомы , обычно наследуемых вместе. Если же при кроссинговере комбинация аллелей меняется (что происходит очень редко), говорят о возникновении нового рекомбинантного гаплотипа. Применение этого термина для описания совокупности аллелей на Y-хромосомы и совокупности аллелей в митохондриальном геноме совершено мотивированно хотя бы уже в силу того, что аллели на локусах нерекомбинантной части Y-хромосомы и митохондриона наследуются в гаплоидной форме, то есть только от одного родителя. В то время как генотип определенных (prima facie аутосомных генов) диплоидной особи состоит из двух гаплотипов, расположенных на двух хромосомах, полученных от матери и отца соответственно.

Полагаю, что вышеприведенная информация не нуждается в пояснении, хотя бы уже в силу своей интуитивной ясности и общеизвестности. Гораздо важнее то, что я напишу сейчас. На самом деле, приведенный выше термин «диплоидный набор аллелей» — не совсем удачен, так как вызывает у новичка ложные ассоциации. С другой стороны, термин-сокращение диплотип (сокр. от диплоидный генотип) практически не прижился не только в русскоязычной, но и в англоязычной терминологии. Это подтверждает анализ литературы в Google Books Ngram Viewer.

Вместе с тем не стоит путать понятия «диплоидный генотип (набор аллелей)» с понятием «генотипом» в собственном смысле этого слова. Ибо диплотип определяется как пара гаплотипов (разумеется, у диплоидного организма каковым и является человек) с известной фазой, в то время как в генотипе фаза неизвестна.

Здесь мы должны вспомнить о понятии фазы в генетике, и о процессе , о котором я уже неоднократно упоминал в своем блоге.
Вопреки распространенному ложному мнению, фазирование это отнюдь не абстрактно-отвлеченное, лишенное практического биологического смысла, упражнение в математической эквилибристике. Напротив, задача фазирования (или если хотите, установление фазы) генотипа крайне проста — определить какой гаплотип был унаследован от отца, а какой от матери, ибо и мужская гамета-сперматозоид, и женская гамета-яйцеклетка несут гаплоидный набор аллелей или гаплотип. И только при оплодотворении (образовании зиготы) слияние двух гаплотипов образует диплоидный генотип/диплотип (в случае с неполовыми хромосомами).

Разумеется, сразу же встает вопрос, а как практически использовать эти новые знание для определения своего диплотипа на примере данных 23andme, то есть как определить какая часть досталась в виде аутосомного гаплотипа от отца, а какая — от матери.

При ответе на ответ вопрос будет полезно рассмотреть следующие ложное суждение, принадлежащего на этот раз новичку.

«совокупность снипов с 23эндМи» является гаплотипом. Однако это SNP-гаплотип, а не STR-гаплотип. Ценность второго в том, что он имеет большую информационную насыщенность для анализа на более коротких генеалогических дистанциях.

Это абсолютно неверное предположение (если только автор не имеет ввиду исключительно Y хромосомные SNP-ы). Если речь идет о всех снипах 23andme, то с автором нельзя согласиться. Дело в том, что процедура типирования снипов в чипсетах построена таким образом, что по получаемым в виде «совокупности снипов» данным невозможно сказать, какой именно из аллельных вариантов входит в состав материнского, а какой отцовского гаплотипа. Об этом я уже писал несколько раз в блоге, поэтому не буду повторяться еще раз. Именно по этой причине, без возможности определить фазу генотипа, нельзя утверждать о том, что данные «совокупности снипов» (выдаваемые клиенту в виде RawData, т.е перечня снипов с аллельными вариантами клиента) представляют собой диплотип. А поскольку диплотип есть пару гаплотипов с известной фазой, то тем паче «совокупность аллелей»от 23andme не может быть гаплотипом

Итак, из сказанного постулируется очевидный вывод о том, что приведенные выше цитаты с умозаключениями как чайника, так и корифея представляются неточными.

Хотя, конечно же, причина сей весьма досадной терминологическая оказии совершенно очевидна.
Терминология ДНК-генеалогия (по крайней мере в том виде, в котором она получила свое развитие в русскоязычных около-научных кругах) существенна упрощена в сравнении с генетикой, и самый термин гаплотип используется в ней только in sensu strictissimo (в самом узком смысле), применительно только к так называемым Y (хромосомным)-STR гаплотипам. Именно этот тип гаплотип обычно и подразумевают ДНК-генеалоги, говоря о гаплотипе в своем узком кругу. Но нужно помнить что семантическое поле понятия гораздо шире, и охватывает в себя различные классы референциального употребления. Так, в зависимости от контекста, это понятие может обозначать не только Y-STR, но и многое другое — от аутосомных STR и митохондриального гаплотипа до целых хромосом и даже генома. Бывают и совсем уникальные варианты применения термина гаплотип, когда он описывают гетерогенную систему генетических маркеров, одна часть которых была определена классическим серологическим способом, а другая — новейшими методами ДНК-диагностирования (наилучший пример таких систем — HLA гаплотип):

Поскольку наследование гаплотипов HLA подчиняется законам Менделя, вероятность совпадения генотипов HLA у братьев и сестер составляет 25%. Однако следует учитывать, чтокроссинговер (обмен гомологичных хромосом участками во время мейоза) с однопроцентной вероятностью приводит к образованию нового гаплотипа HLA.

Отдельный кластер генов MHC обозначается как «гаплотип» и обычно наследуется весь целиком как отдельный менделевский признак; гены, входящие в его состав, выявляются при кроссинговере. Гены HLA наследуются кодоминантно и передаются потомству двумя блоками — по одному от каждого родителя ( рис. 17.1). Такой блок носит название гаплотипа HLA. Частота рекомбинаций внутри гаплотипа HLA составляет около 1%, в материнской хромосоме она несколько выше. Ребенок наследует по два аллеля каждого гена HLA: один из материнского гаплотипа, другой — из отцовского. Если удается выявить лишь одну аллельную форму какого-нибудь антигена HLA, это означает, что носитель гомозиготен по данному аллелю или в типирующем наборе нет сыворотки для определения другой аллельной формы антигена. Гаплотип HLA можно установить лишь при анализе наследования генов HLA в семье.

Рубрика: , Отмечено ,

Елена Шведкина об одном из самых распространенных генетических заболеваний - больные жалуются на бесплодие, эректильную дисфункцию, гинекомастию и остеопороз

Синдром Клайнфельтера  - генетическое заболевание, характеризующееся дополнительной женской половой хромосомой Х (одной или даже несколькими) в мужском кариотипе ХY . При этом в мужских половых железах - яичках - образуется недостаточно половых гормонов.

Как известно, генетический набор человека насчитывает 46 хромосом, из которых 22 пары называются соматическими, а 23‑я пара - половая. Женщины имеют пару половых хромосом ХХ , а мужчины - ХY . Для синдрома Клайнфельтера обязательно наличие мужской Y-хромосомы, поэтому, несмотря на дополнительные Х -хромосомы, пациенты всегда являются мужчинами.

Классификация: виды кариотипов при синдроме Клайнфельтера

По количеству дополнительных Х-хромосом различают следующие варианты синдрома Клайнфельтера:

• 47,ХХY  - наиболее часто встречающийся
• 48,ХХХY
• 49,ХХХХY

Кроме того, к синдрому Клайнфельтера также относят мужские кариотипы, включающие, помимо дополнительных Х -хромосом, дополнительную Y -хромосому - 48,ХХYY . И, наконец, среди пациентов с этим синдромом встречаются лица с мозаичным кариотипом 46,ХY /47,ХХY (то есть часть клеток имеет нормальный хромосомный набор).

История открытия синдрома

Синдром получил свое название в честь Гарри Клайнфельтера - врача, в 1942 году впервые описавшего клиническую картину болезни. Клайнфельтер с коллегами опубликовали отчет об обследовании 9 мужчин, объединенных общими симптомами, такими как слабое оволосение тела, евнухоидный тип телосложения, высокий рост и уменьшенные в размерах яички. Позднее, в 1956 г., генетики Планкетт и Барр (Е. R. Plankett, М. L. Barr) обнаружили у мужчин с синдромом Клайнфельтера тельца полового хроматина в ядрах клеток слизистой оболочки полости рта, а в 1959 году Полани и Форд (P. E. Polanyi, S. E. Ford) с сотрудниками показали, что у больных в хромосомном наборе имеется лишняя Х -хромосома.

Активные исследования данной патологии велись в 70‑х годах в США. Тогда всех новорожденных мальчиков подвергали кариотипированию, в результате чего удалось достоверно выявить распространенность и генетические особенности синдрома Клайнфельтера.

Любопытно, что мыши также могут иметь синдром трисомии по половым хромосомам XXY, что позволяет эффективно использовать их в качестве моделей для исследования синдрома Клайнфельтера.

Распространенность заболевания

Синдром Клайнфельтера является одним из наиболее распространенных генетических заболеваний: на каждые 500 новорождённых мальчиков приходится 1 ребёнок с данной патологией.

Кроме того, синдром Клайнфельтера - третья по распространенности эндокринная патология у мужчин (после сахарного диабета и патологии щитовидной железы) и наиболее частая причина врожденного нарушения репродуктивной функции у мужчин.

На сегодняшний день около половины случаев синдрома Клайнфельтера остаются нераспознанными. Часто такие пациенты обращаются за помощью по поводу бесплодия, эректильной дисфункции, гинекомастии, остеопороза, анемии и пр. без установленного ранее диагноза.

Этиология и причины нарушения

Синдром Клайнфельтера относится к генетическим заболеваниям, не передающимся по наследству, поскольку больные, за редким исключением, бесплодны. Патология, как правило, возникает в результате нарушения расхождения хромосом на ранних стадиях формирования яйцеклеток и сперматозоидов. При этом синдром Клайнфельтера, возникающий за счет нарушения в женских половых клетках, встречается в три раза чаще. Мозаичные формы обусловлены патологией деления клеток на ранних стадиях эмбриогенеза, поэтому часть клеток у таких пациентов имеет нормальный кариотип. Причины нерасхождения половых хромосом и нарушения деления клеток на самых ранних стадиях эмбриогенеза до сих пор малоизучены. В отличие от других хромосомных заболеваний, влияние возраста родителей отсутствует или выражено незначительно.

Ранние признаки

В отличие от большинства заболеваний, связанных с нарушением количества хромосом, внутриутробное развитие детей с синдромом Клайнфельтера проходит нормально, склонности к преждевременному прерыванию беременности не наблюдается. Так что в младенческом и раннем детском возрасте заподозрить патологию практически невозможно. Более того, клинические признаки классического синдрома Клайнфельтера проявляются, как правило, только в подростковом периоде. Однако есть симптомы, которые позволяют заподозрить наличие синдрома Клайнфельтера в препубертатном периоде:

• высокий рост (пик прибавки роста приходится на период между 5–8 годами);
• длинные ноги (непропорциональное телосложение);
• высокая талия.

У части пациентов наблюдается некоторая задержка в развитии речи.

В подростковом возрасте синдром часто проявляется гинекомастией, которая при данной патологии имеет вид двустороннего симметричного безболезненного увеличения грудных желез. Так как такого рода гинекомастия часто наблюдается у совершенно здоровых подростков, этот симптом часто остается без внимания. В норме подростковая гинекомастия бесследно исчезает в течение нескольких лет, у пациентов же с синдромом Клайнфельтера обратной инволюции грудных желез не происходит. В некоторых случаях гинекомастия может не развиваться вовсе, и тогда патология проявляется признаками андрогенной недостаточности уже в постпубертатный период.

Симптомы андрогенной недостаточности при синдроме Клайнфельтера

Андрогенная недостаточность при синдроме Клайнфельтера связана с постепенной атрофией яичек, что приводит к снижению синтеза тестостерона. Степень недостаточности андрогенов резко варьирует.

В первую очередь обращают на себя внимание внешние признаки гипогонадизма:

• скудная растительность на лице или же полное ее отсутствие;
• рост волос на лобке по женскому типу;
• волосы на груди и других частях тела отсутствуют;
• маленький объем яичек (2–4 мл) и их плотная консистенция (патогномоничный признак).

Поскольку дегенерация половых желез, как правило, развивается в постпубертатный период, у большинства пациентов размеры мужских половых органов, за исключением яичек, соответствуют возрастным нормам.

Пациенты могут жаловаться на ослабление либидо и снижение потенции. У многих мужчин с синдромом Клайнфельтера половое влечение вовсе не возникает, а некоторые - напротив, заводят семью и живут нормальной половой жизнью. Наиболее постоянный признак патологии - бесплодие, именно оно чаще всего становится причиной обращения таких пациентов к врачу. У 10 % мужчин с азооспемией обнаруживают синдром Клайнфельтера.

Всем пациентам с нарушениями сперматогенеза необходимо определять кариотип для исключения или подтверждения диагноза синдрома Клайнфельтера.

Недостаток андрогенов приводит к развитию остеопороза, анемии и слабости скелетной мускулатуры. У трети больных можно наблюдать варикозное расширение вен голеней.

Андрогены влияют на обмен веществ, поэтому больные с синдромом Клайнфельтера склонны к ожирению, нарушению толерантности к глюкозе и сахарному диабету второго типа.

Доказана предрасположенность таких пациентов к аутоиммунным заболеваниям (ревматоидный артрит, системная красная волчанка, аутоиммунные заболевания щитовидной железы и другие).

Психологические особенности

Коэффициент интеллекта у больных с классическим синдромом Клайнфельтера варьирует от значений ниже среднего до показателей, значительно превышающих средний уровень. Однако во всех случаях отмечается диспропорция между общим уровнем интеллекта и вербальными способностями, так что нередко пациенты с достаточно высоким IQ испытывают трудности при восприятии больших объемов материала на слух, а также при построении фраз, содержащих сложные грамматические конструкции. Такие особенности причиняют пациентам много неприятностей в период обучения и нередко продолжают сказываться на профессиональной деятельности.

Данные о психологических особенностях больных с синдромом Клайнфельтера достаточно противоречивы, однако большинство специалистов оценивают пациентов как скромных, робких людей с несколько заниженной самооценкой и повышенной чувствительностью. Есть данные, свидетельствующие о склонности пациентов с синдромом Клайнфельтера к гомосексуализму, алкоголизму и наркомании. Сложно сказать, вызваны ли особенности психики у таких больных непосредственным влиянием хромосомной аномалии, или же это реакция на проблемы в сексуальной сфере.

В отношении разных цитогенетических вариантов синдрома Клайнфельтера справедливо правило, что с увеличением количества дополнительных Х -хромосом увеличивается количество и выраженность патологических симптомов.

Диагностика синдрома Клайнфельтера

Во многих странах синдром Клайнфельтера часто диагностируется ещё до рождения ребёнка, так как многие женщины позднего детородного возраста, в связи с высоким риском генетических дефектов у будущего потомства, используют пренатальную генетическую диагностику плода. Нередко пренатальное выявление синдрома Клайнфельтера является поводом для прерывания беременности, в том числе и по рекомендации врачей. В России анализ кариотипа будущего ребёнка проводится крайне редко.

При подозрении на синдром Клайнфельтера проводят лабораторный анализ крови для определения уровня мужских половых гормонов. Необходима дифференциальная диагностика с другими заболеваниями, протекающими с проявлениями андрогенной недостаточности. Точный диагноз синдрома Клайнфельтера ставят на основании изучения кариотипа (набора хромосом) больного.

Исследования, необходимые для подтверждения диагноза

У всех мужчин с резко повышенными концентрациями гонадотропинов необходимо исключить синдром Клайнфельтера, так как нередко первый лабораторный признак этой генетической патологии - повышение в крови концентрации гонадотропинов при нормальном содержании общего тестостерона.

Синдром Клайнфельтера необходимо дифференцировать от других форм первичного гипогонадизма. В любом случае при повышении уровня ФСГ в крови необходимо определение кариотипа для исключения в первую очередь синдрома Клайнфельтера.

Лечение

Цели лечения синдрома Клайнфельтера:

• Восстановление нормального содержания тестостерона
• Восстановление сексуальной функции
• Ликвидация метаболических нарушений

При клинически выраженной патологии необходима пожизненная заместительная терапия препаратами тестостерона. Адекватная терапия позволяет не только улучшить внешний вид и общее самочувствие больного, но и вернуть способность к нормальной половой жизни. Кроме того, заместительная терапия предупреждает развитие остеопороза, купирует мышечную слабость. В юном возрасте лечение необходимо начинать сразу же после постановки диагноза. При синдроме Клайнфельтера лучше использовать препараты тестостерона длительного действия:

• смесь эфиров тестостерона в виде масляного раствора, инъекции которого необходимо делать 2–3 раза в месяц;
• тестостерона ундеканоат в виде масляного раствора - препарат-депо с замедленным высвобождением действующего вещества - инъекции 1 раз в 3 месяца.

Гормонолечение при наличии Х хромосомы у мужчин должно носить постоянный характер. Дозу препарата подбирают индивидуально под контролем уровня тестостерона и ЛГ в сыворотке крови.

Уже развившаяся гинекомастия при синдроме Клайнфельтера не подвергается инволюции даже в случае адекватного лечения, поэтому часто приходится прибегать к хирургической коррекции (мастэктомии).

Для профилактики таких сопутствующих заболеваний, как ожирение и сахарный диабет второго типа, больным рекомендуют придерживаться диеты и следить за собственным весом.

Мониторинг пациентов с синдромом Клайнфельтера следует осуществлять не реже 1 раза в 6–12 месяцев. Он должен включать следующие исследования:

• общий анализ крови для оценки уровня гемоглобина и гематокрита;
• гормональный анализ крови, включающий определение тестостерона и ЛГ (проводится на фоне лекарственной терапии за 1–2 дня до очередной инъекции тестостерона);