Genetické určení pohlaví u člověka
Stejné informace jsou ode mně napsané v české wikipedii: Určení pohlaví, část: U člověka
Chromozomální určení pohlaví u všech živočišných organismů vychází z přítomných chromozomů.
- typ Drosophila/savčí, ♀ XX, XY♂, který mají savci, tedy i lidé, ovocné mušky, hmyz, některé ryby, obojživelníci, plazi a některé rostliny
- typ Protenor/ploštice, ♀ XX, X0♂ má hmyz, kobylky, cvrčci, plotice
- typ Abraxas/ptačí či píďalky, ♀ ZW, ZZ♂, který mají ptáci, některé ryby, motýli, moli, a jahodník
- ještě existuje Haplo-diploidní typ, který mají včely a mravenci
Chromozomy s geny určující pohlaví zabezpečují základní poměr pohlaví v potomstvu 1:1. Lze to dokázat křížením heterozygota (Aa, XY) a recesivního homozygota (aa, XX), nebo-li na zpětném křížení/Aa x aa. Poměr v potomstvu vyjde vždy 1:1. Tím je zajišťován přírodou poměr samic a samců 1:1. Co se týče lidí, není to přesně 1:1, poměr v celosvětově populaci je 1,04:1 ve prospěch žen, protože do samotného procesu zasahují umělé procesy jako válka, výběr pohlaví atd. [1., wiki]
Chromozomální určení pohlaví u savců/lidí
Proces se rozděluje na primární a sekundární určení pohlaví, nebo-li
určení pohlaví je ve svou stupních. V případě primárního určení pohlaví savců
neexistuje žádný "výchozí stav". Primární určení pohlaví je určení
vývoje pohlavních žláz, tzn. tvorbu vaječníku nebo varlete
z obojetné gonády. Tvorba
vaječníků a varlat jsou aktivní procesy, které řídí geny, které nejsou ovlivnitelné prostředím. Oba typy se odvíjejí od společné gonády, která vzniká ve 4.-5. týdnu těhotenství. U obou typů se v 6. týdnu zakládá základní tkáň samičího pohlaví/Müllerův vývod, u Wolffovova vývodu, což je část embryonální
prvoledviny/mezonephros a také základní tkáň samčího pohlaví. Pokud je embryu savce odstraněna obojetná gonáda, jeho Müllerovy vývody se vyvíjejí, zatímco Wolffův vývod degeneruje.
Znamená to, že se dotyčný jedinec vyvíjí jako samice, vlivem matčiných/samičích
přítomných hormonů. Tento vzorec se objevuje také u některých lidí, kteří se
narodili bez funkčních gonád[1,2].
Ve většině případů je samice XX a samec je XY. Muž, který je XY, může
vytvářet dva typy spermií: polovina spermií nese chromozom X, druhá polovina
chromozom Y. Pokud vajíčko při oplození obdrží od spermie další chromozom Y,
vznikne jedinec XY, tvoří varlata jako pohlavní žlázu a je to muž. Chromozom Y
nese SRY
gen, který kóduje testis determinující
faktor (TDF). Tento
faktor řídí vývoj obojetné gonády do varlat, nikoliv do vaječníků (Obr.1). U savců je SRY gen/faktor rozhodujícím
faktorem pro určení pohlaví. Takže člověk
s pěti chromozomy X a jedním chromozomem Y (XXXXXY) bude muž trpící Klinefelterovým
syndromem. Dále jedinec s pouze jedním
chromozomem X a bez druhého chromozomu X nebo Y (tzn. XO, Turner syndrom) se vyvine jako samice/žena a začne si
vytvářet vaječníky. Pro kompletní vývoj vaječníku je zapotřebí druhý chromozom
X. Primární určení určuje primární cestu vývoje pohlaví, ale nevzniká
kompletní pohlavní fenotyp[1]
.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279168/
Sekundárnímu určení vládnou hormony
Sekundární určení pohlaví u savců/lidí zahrnuje vývoj samičího a samčího fenotypu v reakci na hormony vylučované vaječníky a varlaty. Samci se vyvíjí penis, semenné váčky a prostata. Samici se vyvíjí pochva, děložní čípek, děloha, vejcovody, vaječníky a mléčné žlázy. Tyto sekundární pohlavní znaky jsou obvykle určovány hormony vylučovanými z pohlavních orgánů. Pokud není přítomen Y chromozom s SRY genem/faktorem, vyvíjí se obojetná gonáda do vaječníků/samičího pohlaví (Obr.1.). Vaječníky produkují estrogen a estrogen umožňuje vývoj Müllerovy chodby do dělohy, vejcovodů a vrchní části pochvy. Pokud je Y chromosom s SRY genem/faktorem přítomen, tvoří se dva základní hormony. Prvních z nich je anti-Müller hormon (AMH) ze Sertoliho buněk ve varlatech, který ničí Müllerovu chodbu, a druhý hormon z Leydigových buněk ve varlatech, testosteron, který stimuluje formování nadvarlate, chámovodů, semenných váčků a dále inhibuje formování prsní tkáně (Obr. 1). Na vývoj typicky mužských vnějších genitálií má největší vliv přítomnost androgenů, zejména pak hormonu dihydrotestorsteronu (DHT) (Obr. 1). Při absenci gonád, nejsou přítomny dva hormony, které se vylučují samčími varlaty, a tak vzniká samičí/ženský fenotyp[1,2,3]. Plod přichází do styku během těhotenství s estrogeny matky z placenty a ovarií[1]. Celá věc je ještě složitější, jinými slovy jdeme do dalšího levelu....
Genetické určení a diferenciace
pohlaví
Vývoj pohlaví je kaskádovitý proces, který zahrnuje koordinované působení mnoha genů a drah. Pro specifickou mužskou dráhu je počátečním spouštěčem, jak již bylo napsáno, gen SRY a jeho produkt/faktor. Ten se v pre-Sertoliho buňkách spojí s ostatními produkty jako je SOX9 a zahajuje vývoj varlat. Dalšími důležitými geny pro časný vývoj varlat jsou NR5A1, AMH a GATA4. AMH (anti-Müller hormon) vylučovaný Sertoliho buňkami hraje klíčovou roli při degeneraci Müllerových struktur (pro samičí orgán) a podpoře vývoje Leydigových buněk ve varleti. Tedy je to mechanismus, kdy s vývojem jednoho pohlaví je přímo potlačován vývoj druhého pohlaví. Navíc, není to jediný blokující mechanismus při vývoji pohlaví: Dráha SOX9 genu a SRY genu blokuje funkci beta-kateninu, který interaguje s produkty proženských genů WNT4 a RSPO1. Při vývoji ženského pohlaví nastává blokace opačným směrem tedy blokace funkce SOX9 dráhy. Dráha SOX9 genu je blokována i proženským genem FOXL2 při vývoji ženského pohlaví, Obr. 2 převzato [4,7] .
Tedy mechnismus potlačení vývoje jednoho pohlaví při vývoji druhé je při fyzioogických podmínkách rozdělen na několik "bojových" front. Následně androgeny produkované varlaty/Leydigovými buňkami usnadňují
vývoj mužských vnitřních orgánů (nadvarlata, chámovody, semenné váčky) a
zevních pohlavních orgánů (penis, šourek). Produkce pohlavních steroidů/hormonů závisí
na neporušené steroidogenní dráze, přičemž všechny steroidní hormony pocházejí
z cholesterolu. Počáteční kroky tvorby pohlavních steroidů se překrývají se
syntézou mineralokortikosteroidů (aldosteron) a glukokortikosteroidů (kortizol).
Bílkovinný hormon INSL3, produkovaný v Leydigových buňkách, hraje roli při
vedení sestupu varlat z břicha do šourku. Proces maskulinizace
původně pohlavně neutrálních, nediferencovaných vnějších genitálií začíná kolem
8.-9. týdne těhotenství, kdy se ve varlatech produkuje silný androgen DHT (dihydrotestosteron).
Enzym 5α-reduktáza je zodpovědný za přeměnu testosteronu produkovaného Leydigovými buňkami na DHT. Úplné maskulinizace zevních genitálií
prostřednictvím DHT je obvykle dosaženo do 14. týdne těhotenství [1,4].
Naproti tomu dráha specifická
pro ženy je iniciována v nepřítomnosti SRY
genu a vyžaduje potlačení signální dráhy SOX9
genu/produktu. Ten je i tak přítomen, protože je autozomální (ne na X a Y chromozomu). Produkty genu, které jsou přítomny celému vývoji ženského pohlaví, tedy jejich geny zůstávají aktivní, jsou WNT4 a dále RSPO1. Ovlivňují aktivitu beta-katerninu, jak jsem již psala, a ten blokuje dráhu SOX9 genu. Aktivace dalších signálních drah několika genů jako je NR0B1 a FOXL2, vede k
tvorbě vaječníků. Absence anti-Müller hormonu umožňuje proliferaci Müllerových
struktur, což vede k vytvoření typického vejcovodu, dělohy, děložního hrdla a
horní části pochvy. Při absenci sekrece testosteronu i aktivity 5α-reduktázy se
pohlavně neutrální zevní genitálie vyvíjejí po ženské dráze[1,4,6].
Jakékoli
narušení složitých genetických a hormonálních procesů, které se podílejí na
determinaci pohlaví, může vést k atypickému vývoji pohlaví a mít za
následek atypické/obojetné, nediferencované vnější genitálie při narození.
Na
"International Consensus Conference on Intersex, bylo dohodnuto dle návrhu Lee
et al. (2006) používat termín "porucha(y) vývoje pohlaví" (DSD =
Disorders of sex development), který nahradil dříve používané termíny
"pseudohermafroditismus", "intersex" a "změna
pohlaví"[5]. O poruchách vývoje pohlaví je můj další článek.