Тестостерон: гормон, который разделяет и властвует: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

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. Ее влагалище, которое обычно соединяется с маткой, просто замкнулось (так называемое «слепое влагалище»).

Чем объясняются совершенно разные траектории развития, на которых оказались Джеймс и Дженни? Причина кроется в совсем крохотном различии в одном из множества генов Х-хромосомы, в опечатке в одной из трех миллиардов букв, то есть оснований ДНК Дженни.

Ключам нужны замки

Порой опечатки в рецепте не имеют большого значения. Предположим, вы впервые готовите печенье с шоколадной крошкой. Рецепт должен бы велеть класть два яйца, а указано в нем три. Печенье получится неплохим на вкус, но кулинарным шедевром не станет. Так и незначительная мутация в гене – белок все равно как-то будет работать, но не в полную силу.

Рецептор тестостерона в клетке – белковый замо́к, который открывается Т-ключом, – называется андрогенным рецептором. Как следует из названия, замок андрогенного рецептора можно открыть любым андрогенным ключом, из которых Т – основной. В гене андрогенного рецептора Дженни имелась крошечная ошибка, но последствия ее оказались более ощутимыми, чем от опечатки про три яйца. Она больше походила на указание добавить два стакана мути вместо двух стаканов муки. Мути в выпечке совсем не место. Если слепо следовать такой инструкции, результат ваших кулинарных опытов будет совсем не таким, как ожидалось.

Другие мутации в гене андрогенного рецептора в какой-то степени позволяют ему работать – примерно как опечатка про три яйца вместо двух. Подобные мутации вызывают синдром частичной нечувствительности к андрогенам (СЧНкА){83}, при котором способность рецептора связывать андрогены варьируется от крайне низкой до почти нормальной. Если мутация приводит лишь к незначительным изменениям в рецепторе, маскулинизирующее воздействие андрогенов почти полностью сохраняется и человек в целом развивается как обычный мужчина. На другом конце спектра мутация может полностью отключать андрогенный рецептор, и тогда развитие идет по пути Дженни. В ее случае мутация была полной. С андрогенным рецептором, который вообще не работает, организм не может услышать обычный клич высокого уровня T: «Эй! Развивайте мужские органы!»

Именно высокий уровень тестостерона играет ведущую роль в маскулинизации организма мужчин во время внутриутробного развития, в подростковом возрасте и на всем протяжении взрослой жизни. Т наделен этой сверхспособностью, потому что способен активировать (или подавлять) транскрипцию генов. Его меняющееся содержание дает в отношении генетических рецептов инструкции, указывающие, стоит ли эти рецепты выполнять и с какой частотой, тем самым регулируя производство различных белков в разных тканях на разных этапах жизни.

Высокий уровень тестостерона подает генам, связанным с развитием по мужскому типу, сигнал, что им нужно активироваться. У взрослых женщин действует аналогичная система, но там половые гормоны, активирующие соответствующие гены, – это в основном эстроген и прогестерон. При этом на половые стероиды реагируют лишь некоторые гены{84}, в частности те, которые связаны с репродуктивной функцией и вторичными половыми признаками, такими как голос, волосы на теле, молочные железы и мышцы.

Стероиды – это класс биологически активных химических веществ с четырьмя кольцами из атомов углерода. Как упоминалось в главе 2, тестостерон (наряду с другими половыми гормонами) относится именно к стероидным гормонам. Жир и вода не смешиваются: если добавить несколько капель оливкового масла в стакан с водой, они соберутся вместе и образуют отдельный слой на поверхности. Но если добавить в воду немного спирта, эти вещества сразу же перемешаются. Гормоны, как правило, похожи либо на оливковое масло, либо на спирт. Стероидные гормоны напоминают оливковое масло. Они липофильные, то есть «любящие жир», что позволяет им проникать прямо через состоящие из жирных кислот клеточные мембраны внутрь клетки. Попадая в клетку, они взаимодействуют с расположенными там рецепторами. С другой стороны, белковые гормоны, такие как инсулин, похожи на спирт: они гидрофильные, то есть «любящие воду», и не могут проникать внутрь клетки, поэтому они взаимодействуют с рецепторами, которые торчат наружу из самой мембраны.

Попав внутрь клетки, Т находит андрогенный рецептор и связывается с ним. В этот момент образуется так называемый гормон-рецепторный комплекс, что запускает определенную последовательность событий. Сначала комплекс проникает в ядро клетки, где вступает в контакт с ДНК, в частности с ее так называемыми промоторными областями. Некоторые из этих промоторных областей реагируют на андрогены и при связывании с гормон-рецепторным комплексом запускают транскрипцию контролируемых ими генов (см. рис. «Действие стероидных гормонов»).

Действие стероидных гормонов

Сделать женщину во многих смыслах проще, чем мужчину: внешняя анатомия развивается по женскому пути при отсутствии каких-либо гормональных сигналов. (У Дженни были яички, потому что их развитие зависит от гена SRY на Y-хромосоме, а не от тестостерона.) Хотя тестостерон – и работающие андрогенные рецепторы – необходим для появления на свет ребенка с пенисом, для рождения ребенка с влагалищем эстроген не требуется. Необходимые для этого гены будут транскрибироваться просто в отсутствие действия тестостерона. Поэтому внешние половые органы Дженни развивались как у нормальной женщины.

Так маленькая опечатка в одном гене превратила человека, который должен был стать таким, как Джеймс, в Дженни. Отсутствие яичников и матки объясняет, почему у Дженни не начались месячные. Но остается еще один фрагмент гендерной головоломки. Почему она не осталась вечной девочкой? Разве можно без яичников претерпеть характерное для женщины половое созревание? Разве для того, чтобы развиваться как женщина, не требуется много эстрогена?

Дженни в период полового созревания

Да, чтобы пройти характерный для женщины период полового созревания, действительно нужен эстроген, а действие андрогенов на организм должно быть очень низким или нулевым. Это связано с тем, что у женщин маскулинизирующее воздействие даже умеренно высоких уровней тестостерона перекрывает обычное феминизирующее воздействие эстрогена. Как ни удивительно, Дженни получила весь эстроген, необходимый для полной феминизации (а это совсем немного), благодаря высокому уровню тестостерона.

Прародителем всех стероидных гормонов является холестерин (вещество сродни жирам). В яичниках, семенниках и других железах и клетках, вырабатывающих стероиды, есть ферменты – белки, ускоряющие, или, как еще говорят, катализирующие, химические реакции, – которые превращают холестерин в нужный стероидный гормон. Представьте себе веер ручьев, вытекающих из озера с чистой горной водой. Пусть там есть несколько основных потоков, каждый из которых разветвляется на более мелкие рукава. По мере того как изначально чистая вода движется вниз, она – в зависимости от типа почв (или ферментов), через которые проходит, – меняет свои характеристики, становясь либо более или менее солоноватой, либо более или менее мутной.

В случае синтеза стероидов горное озеро наполнено холестерином, а каждое разветвление ручья – это стадия, когда какой-то фермент превращает промежуточный стероид («предшественник») в новый стероид (см. рис. «Упрощенная схема синтеза андрогенов и эстрогена»). В разных тканях нашего организма работают свои особые ферменты, которые превращают определенные предшественники в разные новые стероиды.

Упрощенная схема синтеза андрогенов и эстрогена

Важнее всего для нас тут то, что весь эстроген образуется из тестостерона (или других андрогенов). Иными словами, тестостерон является предшественником эстрогена. Фермент под названием ароматаза превращает тестостерон и другие, менее активные андрогены в эстроген. Ароматаза содержится во многих тканях – в яичниках и жировой ткани этот фермент присутствует в относительно высоких концентрациях, но, кроме того, он имеется в костях, коже, головном мозге и даже в яичках. Как и со всеми ферментами, его уровни различны у разных людей, в разных тканях и на разных этапах жизни. Если ароматазы много, более заметная доля доступного тестостерона будет преобразована в эстроген. (Это отлично понимают бодибилдеры, которые из-за этого принимают специально модифицированные андрогены, которые нельзя превратить в эстроген{85}. Если бы они просто потребляли много тестостерона, бо́льшая его часть оказалась бы преобразована в эстроген, и их внешний вид был бы далек от идеала.)

У Дженни была собственная фабрика по производству эстрогена – в ее яичках. Как правило, стандартная рекомендация врачей при СПНкА состоит в удалении яичек, поскольку их сохранение сопряжено с повышенным риском рака. Но в этом случае женщины с СПНкА должны принимать препараты эстрогена, чтобы сохранять женственный облик, а также прочность костей. Взвесив все риски, Дженни решила, что пусть лучше ее организм будет по-прежнему вырабатывать эстроген естественным путем, и сохранила свои внутренние яички{86}. Они обеспечили ей возможность нормального полового созревания, которое началось в том же возрасте, что и у сверстниц, и с теми же внешними изменениями. На самом деле, она прямо светилась, рассказывая о своих отличиях от других девушек: у нее не было волос на теле, угрей и неприятного телесного запаха! Как маскулинизирующий фактор тестостерон был для Дженни бесполезен{87}, зато он отлично работал как фактор феминизирующий.