Порядок событий в Библии описан ненаучно: в реальности первой появляется женщина, а уже потом из нее может получиться мужчина, если в ее организме присутствуют мужские половые гормоны, — по крайней мере для мышей это верно, показали американские ученые.

Как происходит развитие пола у эмбриона и в какой момент определяется, станет ли он мальчиком или девочкой, попытались понять ученые из Университета Джонса Хопкинса (США). Пока речь идет не о людях: специалисты изучили рост молочных желез у мышей. Согласно данным статьи, опубликованной в последнем номере журнала Science,

работа нервных сетей ответственна за гендерное перерождение: изначально все зарождаются девочками, а потом все же возникает некоторое количество мальчиков.

Ученые исследовали нервные сети у мышиных самок, которые контролируют наполненность молочных протоков. Если эта наполненность низка, нервы передают мозгу сигнал повысить производство молока. У эмбрионов молочные железы и соответствующие нервные сети наличествуют у обоих полов, и только по мере развития у самцов они исчезают.

В своем прежнем исследовании ученые обнаружили, что из четырех белков, вызывающих рост нервных клеток, только один, под названием BDNF, обнаруживается в больших количествах в грудных железах эмбрионов и у самок, и у самцов. Этот белок имеет свойство связываться с другим, под названием TrkB, который находится на поверхности нервной клетки. Как только эта связь осуществляется, клетке передается сигнал, куда ей расти, чтобы добраться до развивающейся молочной железы.

До сих пор оставалось тайной, каким образом всего за несколько часов у самцов эта нервная сеть прекращает существование.

Казалось бы, самый очевидный здесь вариант – самоубийство. Каждая клетка в живом организме к нему стремится и не совершает его только потому, что ей постоянно передается сигнал: «Живи!» Как только она попадает в не предназначенное для нее пространство, сигнал исчезает и клетка распадается. Это называется апоптоз. Однако сценарий апоптоза был учеными экспериментально исключен. Следовало искать другой механизм.

Ученые предположили, что если нервные клетки не умирают, то они просто останавливаются в развитии, не зная, куда им расти, и не получая на этот счет никакой информации. Они стали добавлять мужские гормоны женским эмбрионам и подавляли их у мужских — и выяснили, что «по умолчанию» нервные клетки и у самок, и у самцов растут по «женскому» сценарию, однако мужские половые гормоны (тестостерон) для любого пола лишают грудные железы нервов.

Тогда они подумали, что причина в белке TrkB, и в конце концов обнаружили в грудных железах самцов его укороченную версию — TrkB.T1. Они выяснили, что

в какой-то момент эмбрионального развития этот укороченный белок начинает вырабатываться клетками молочной железы по «приказу» мужских половых гормонов.

Они выяснили также, что TrkB.T1 соединяется с белком BDNF точно так же, как и TrkB, однако действие его противоположно: он уничтожает BDNF и лишает нервную клетку возможности развиваться.
«Тестостерон работает здесь как сигнал к отступлению, — говорит Дэвид Гинти, главный автор статьи в Science, — в его присутствии нервные окончания, добравшиеся до грудной железы, начинают оттуда уходить, теряя BDNF».

Дэвид Гинти очень надеется, что открытый его группой механизм представляет собой нечто более общее, чем просто механизм уничтожения у мужских эмбрионов грудных желез. Он хочет проверить, не таким ли образом осуществляется различие между нервными системами женщины и мужчины вообще.

Тестостерон управляет ростом нервов в молочной железе

Образование молока в молочных железах управляется нервной системой: специальные нервные клетки протягивают свои отростки к протокам желёз, и если молока недостаточно, то посылают соответствующий сигнал в мозг. Такие нервные клетки есть только у женщин, по вполне очевидным причинам. Однако на ранних стадиях развития молочные железы снабжены этими нейронами у обоих полов. То есть у мужчин они тоже закладываются, но затем исчезают.

Исследователи с Медицинского факультета Университета Джонса Хопкинса (США) сообщают в журнале Science, что первоначально рост нервов в сторону молочных желёз у обоих полов подчиняется белку BDNF — известнейшему ростовому фактору, стимулирующему развитие нервов. BDNF, который выделяет созревающие железы, связывается с белком TrkB, сидящим на мембранах нейронов, и как бы тянет их в сторону желёз.

Протоки молочной железы: женские с нервными отростками (окрашены жёлтым, слева) и мужские без нервных отростков (справа) (фото Yin Liu / The Johns Hopkins University School of Medicine).

Что же происходит дальше? У самцов (опыты проводились на мышах, поэтому лучше говорить не о мужчинах, а о самцах) нейроны, протянувшиеся к протокам молочных желёз, не отмирают, как можно было бы ожидать, а втягивают свои отростки. Со стороны это выглядело так, как будто нейроны перестали получать сигнал к росту. Между тем, согласно результатам экспериментов, уровень обоих белков — и ростового фактора BDNF, и его рецептора TrkB — оставался прежним.

Как оказалось, гормон тестостерон, появившись в молочной железе, побуждал её клетки синтезировать вариант рецептора TrkB. То есть теперь синтезируемый молочной железой фактор роста перехватывался собственным же рецептором и просто не доходил до TrkB, сидящего на нейронах. Вот так у самцов (и, очевидно, у мужчин) молочные железы остаются без нейронных «осведомителей», а потому реагировать на отсутствие молока мозг самцов не может.

С медицинской точки зрения эти сведения пригодились бы, например, в тех случаях, когда надо простимулировать образование молока у женщин или же ограничить рост молочных желёз у мужчин. Однако у полученных результатов есть одна особенность: по словам авторов, это первый случай, когда удалось увидеть влияние полового гормона на рост нейронов. Можно предположить, что одной лишь иннервацией молочных желёз его действие не ограничивается. И тогда возникает вопрос: а не могут ли половые гормоны, не только мужские, участвовать в формировании «мужских» и «женских» нейронных цепей в самых высших, корковых центрах мозга?

Подготовлено по материалам Medical Xpress.