Phân hóa giới tính và Phát triển tuyến sinh dục

Trước khi chức năng sinh sản có thể bắt đầu, phôi phải xây dựng một hệ thống sinh sản và xác định giới tính cho nó. Phân hóa giới tính là quá trình tiền sản có trật tự, theo đó một phôi thai không phân biệt giới tính phát triển thành tinh hoàn hoặc buồng trứng và các cơ quan sinh dục trong và ngoài tương ứng, tạo tiền đề cấu trúc cho tất cả các sinh lý sinh sản liên quan đến tuổi tác sau này.

Definition

Phân hóa giới tính là trình tự phát triển tiền sản, trong đó một tuyến sinh dục lưỡng tiềm năng cam kết trở thành tinh hoàn hoặc buồng trứng và, thông qua môi trường nội tiết tố tạo ra, định hướng sự phân hóa của các ống dẫn bên trong và cơ quan sinh dục ngoài theo hướng nam hoặc nữ.

Scope

Chủ đề này bao gồm xác định giới tính tuyến sinh dục (sự lựa chọn giữa tinh hoàn và buồng trứng), kiểm soát nội tiết tố của sự phát triển cơ quan sinh dục trong và ngoài, và các công tắc di truyền khởi đầu con đường nam giới. Đây là nút sớm nhất trong quá trình sống sinh sản và đề cập đến sinh lý phát triển bình thường, không phải quản lý lâm sàng các khác biệt về phát triển giới tính.

Core questions

• Điều gì quyết định tuyến sinh dục lưỡng tiềm năng trở thành tinh hoàn hay buồng trứng?
• Tinh hoàn thai nhi làm nam hóa đường sinh sản như thế nào?
• Tại sao con đường nữ giới thường được mô tả là mặc định khi không có hormone tinh hoàn?

Key concepts

• Tuyến sinh dục lưỡng tiềm năng (không phân biệt)
• Gen xác định tinh hoàn SRY
• Hormone kháng Mullerian (chất ức chế Mullerian)
• Ống Wolffian và Mullerian
• Sự phát triển cơ quan sinh dục ngoài phụ thuộc androgen
• Con đường nữ giới mặc định

Key theories

Mô hình Jost về kiểm soát nội tiết tố

Công trình thực nghiệm của Alfred Jost đã chứng minh rằng tinh hoàn thai nhi chủ động áp đặt sự phát triển nam giới lên đường sinh sản thông qua các hormone của nó, và khi không có các tín hiệu này, sự phát triển diễn ra theo hướng nữ giới.

SRY là công tắc xác định tinh hoàn

Gen SRY trên nhiễm sắc thể Y mã hóa một protein gắn DNA hoạt động như yếu tố kích hoạt di truyền khởi đầu sự xác định tinh hoàn từ tuyến sinh dục lưỡng tiềm năng.

Mechanisms

Các tuyến sinh dục ban đầu là lưỡng tiềm năng. Khi có gen SRY liên kết với nhiễm sắc thể Y, tuyến sinh dục được định hướng thành tinh hoàn, sau đó tiết ra hai tín hiệu chính: hormone kháng Mullerian, gây thoái hóa ống Mullerian (mầm mống của đường sinh dục trong nữ), và testosterone, giúp ổn định ống Wolffian và, sau khi chuyển đổi thành dihydrotestosterone, thúc đẩy sự nam hóa của cơ quan sinh dục ngoài. Khi không có SRY và hormone tinh hoàn, ống Mullerian tồn tại và cơ quan sinh dục ngoài phát triển theo hướng nữ, mô hình mà Jost đã mô tả từ các thí nghiệm cắt bỏ tuyến sinh dục ở thai nhi (jost-1979, sinclair-1990, perrett-2018).

Clinical relevance

Sinh lý học của sự phân hóa giới tính là nền tảng cho việc xác định cấu trúc và giới tính nội tiết tố của hệ thống sinh sản, và là cơ sở khái niệm để hiểu các khác biệt về phát triển giới tính. Mục này mô tả sinh lý phát triển bình thường để tham khảo và không phải là hướng dẫn chẩn đoán hoặc quản lý bất kỳ cá nhân nào.

History

Logic nội tiết tố của sự phân hóa giới tính đã được Alfred Jost làm rõ vào giữa thế kỷ XX thông qua các thí nghiệm cắt bỏ tuyến sinh dục và ghép thai nhi, cho thấy tinh hoàn là yếu tố tổ chức tích cực của sự phát triển nam giới. Yếu tố kích hoạt di truyền vẫn chưa được xác định cho đến năm 1990, khi Sinclair và các đồng nghiệp xác định SRY trong vùng xác định giới tính của nhiễm sắc thể Y ở người, cung cấp công tắc phân tử khởi đầu con đường tinh hoàn (jost-1979, sinclair-1990).

Key figures

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

Seminal works

• jost-1979
• sinclair-1990

Frequently asked questions

Gen quan trọng nhất trong việc xác định giới tính ở động vật có vú là gì?

SRY, nằm trên nhiễm sắc thể Y, hoạt động như công tắc chính định hướng tuyến sinh dục lưỡng tiềm năng phát triển thành tinh hoàn; nếu không có nó, con đường buồng trứng sẽ chiếm ưu thế.

Tại sao sự phát triển nữ giới được gọi là con đường mặc định?

Bởi vì khi không có hormone có nguồn gốc từ tinh hoàn, đường sinh sản và cơ quan sinh dục ngoài phát triển theo hướng nữ giới, như các thí nghiệm trên thai nhi của Jost đã chứng minh; các công trình hiện đại cho thấy con đường buồng trứng cũng được điều hòa tích cực, nhưng cách diễn giải cổ điển phản ánh vai trò chủ đạo của các tín hiệu tinh hoàn.