Половая дифференциация и развитие гонад

Прежде чем репродуктивная функция сможет начаться, эмбрион должен сформировать репродуктивную систему и определить ее пол. Половая дифференциация — это упорядоченный пренатальный процесс, посредством которого полово недифференцированный эмбрион развивает яички или яичники и соответствующие внутренние и внешние половые органы, закладывая структурную основу, на которой разворачивается вся последующая возрастная репродуктивная физиология.

Definition

Половая дифференциация — это пренатальная последовательность развития, в которой бипотенциальная гонада становится яичком или яичником и, посредством возникающей гормональной среды, направляет дифференциацию внутренних протоков и внешних половых органов по мужскому или женскому типу.

Scope

Тема охватывает гонадное определение пола (выбор между яичком и яичником), гормональный контроль развития внутренних и внешних половых органов, а также генетические переключатели, инициирующие мужской путь развития. Это самый ранний узел в репродуктивном жизненном цикле, и он рассматривает нормальную физиологию развития, а не клиническое ведение различий в половом развитии.

Core questions

• Что определяет, станет ли бипотенциальная гонада яичком или яичником?
• Как фетальное яичко маскулинизирует репродуктивный тракт?
• Почему женский путь часто описывается как путь по умолчанию в отсутствие тестикулярных гормонов?

Key concepts

• Бипотенциальная (индифферентная) гонада
• Ген SRY, определяющий развитие яичка
• Антимюллеров гормон (мюллероингибирующее вещество)
• Вольфовы и мюллеровы протоки
• Андроген-зависимое развитие наружных половых органов
• Женский путь по умолчанию

Key theories

Парадигма Йоста о гормональном контроле

Экспериментальные работы Альфреда Йоста установили, что фетальное яичко активно навязывает мужское развитие репродуктивному тракту посредством своих гормонов, и что в отсутствие этих сигналов развитие происходит по женскому типу.

SRY как переключатель, определяющий развитие яичка

Ген SRY на Y-хромосоме кодирует ДНК-связывающий белок, который действует как генетический триггер, инициирующий определение яичка из бипотенциальной гонады.

Mechanisms

Ранние гонады являются бипотенциальными. При наличии Y-сцепленного гена SRY гонада направляется к развитию яичка, которое затем секретирует два ключевых сигнала: антимюллеров гормон, вызывающий регрессию мюллеровых протоков (зачаток женского внутреннего тракта), и тестостерон, который стабилизирует вольфовы протоки и, после превращения в дигидротестостерон, стимулирует маскулинизацию внешних половых органов. В отсутствие SRY и тестикулярных гормонов мюллеровы протоки сохраняются, а внешние половые органы развиваются по женскому типу, что было описано Йостом в экспериментах по фетальной кастрации (jost-1979, sinclair-1990, perrett-2018).

Clinical relevance

Физиология половой дифференциации лежит в основе того, как устанавливается структура и гормональный пол репродуктивной системы, и является концептуальной основой для понимания различий в половом развитии. Эта статья описывает нормальную физиологию развития для справки и не является руководством по диагностике или лечению какого-либо конкретного человека.

History

Гормональная логика половой дифференциации была разработана Альфредом Йостом в середине двадцатого века посредством экспериментов по фетальной кастрации и трансплантации, которые показали, что яичко является активным организатором мужского развития. Генетический триггер оставался неидентифицированным до 1990 года, когда Синклер и коллеги идентифицировали SRY в области определения пола Y-хромосомы человека, предоставив молекулярный переключатель, который инициирует тестикулярный путь (jost-1979, sinclair-1990).

Key figures

• Alfred Jost
• Robin Lovell-Badge
• Peter Goodfellow
• Andrew Sinclair

Seminal works

• jost-1979
• sinclair-1990

Frequently asked questions

Какой ген является самым важным в определении пола у млекопитающих?

SRY, расположенный на Y-хромосоме, действует как главный переключатель, который направляет бипотенциальную гонаду к развитию в качестве яичка; без него преобладает путь развития яичника.

Почему женское развитие называют путем по умолчанию?

Поскольку в отсутствие гормонов, продуцируемых яичками, репродуктивный тракт и внешние половые органы развиваются по женскому типу, как показали фетальные эксперименты Йоста; современные работы показывают, что путь развития яичника также активно регулируется, но классическая формулировка отражает доминирующую роль тестикулярных сигналов.