какого пола эмбрион человека изначально

Какого пола эмбрион человека изначально

Ни в одном разделе эмбриологии не было такого количества предположений, как в вопросе об определении пола. С незапамятных времен выдвигались многочисленные теории, стремящиеся объяснить, почему один эмбрион становится самцом, а другой — самкой. Однако все эти теории были дискредитированы. В связи с этим исследователи стали особенно осторожными при обсуждении любой новой теории в этой области.
Но в настоящее время появилось так много интересного в связи с хромосомной теорией определения пола, что с ней необходимо познакомиться.

У клеток женской особи в аналогичной паре хромосом вместо большой Х- и маленькой Y-хромосом, характерных для мужских особей, имеются только две большие Х-хромосомы. В таком случае можно детализировать наше прежнее утверждение о том, что клетки человека содержат 24 пары хромосом, образуя видовое число 48. Мы можем сказать теперь, что в соматической клетке мужчины имеются 23 пары одинаковых хромосом и одна пара различных хромосом, составленная из Х- и Y-хромосом. Количество хромосом в соматической клетке женщины также равно 23 парам одинаковых хромосом и одной пары, состоящей из Х-хромосом, причем одна из них по своему расположению соответствует маленькой Y-хромосоме у мужчины.

Тщательное изучение созревания гамет позволило выяснить, как создается и сохраняется это половое различие в хромосомном наборе. При синапсисе, наблюдаемом во время делений созревания, две половые хромосомы, так же как и в любой другой хромосомной паре, оказываются соединенными друг с другом. При редукционном делении сперматоцитов Х-хромосомы переходят в одну клетку, а Y-хромосомы — в другую.

При эквационном делении все дочерние клетки будут обладать одинаковым набором хромосом. Следовательно, после двух делений созревания из каждого сперматоцита первого порядка образуются два сперматозоида, имеющие по 23 соматических хромосомы и по Х-хромосоме, а также два сперматозоида, имеющие по 23 соматических хромосомы и по Y-хромосоме. Так как во всех клетках женской особи имеется сочетание X—Х-хромосом, то при редукционном делении, происходящем во время созревания яйцеклетки, одна из Х-хромосом должна перейти в полярное тельце, а другая — в созревающую яйцеклетку. Набор хромосом в яйцеклетках всегда состоит из 23 соматических хромосом и одной Х-хромосомы.

Когда яйцеклетка, готовая к оплодотворению, будет окружена сперматозоидами, половина из которых имеет один хромосомный набор, а другая половина — другой, то ясно, что сперматозоиды любого из двух типов имеют равные шансы для проникновения в яйцеклетку.

Если проникает сперматозоид, содержащий Х-хромосому, то в результате оплодотворения в зиготе образуется X—Х-комбинация, характерная для женской особи. Если же в яйцеклетку проникнет сперматозоид, несущий Y-хромосому, то образуется X—Y-комбинация, характерная для мужской особи. Если ради простоты изображения мы используем половые клетки животного, видовое число хромосом у которого равняется только восьми, то основные моменты хромосомной теории определения пола можно схематически суммировать.

Достоверность этой теории подтверждается большим количеством фактов, чем любая другая теория. Однако необходимо признать, что мы практически ничего не знаем о механизме действия различных хромосомных наборов, определяющего пол потомства. Указывают на то, что набор хромосом, установившийся при оплодотворении, дает лишь начальный импульс к половой дифференцировке в том или ином направлении, и что действия определенных внутренних факторов среды могут оказать большое влияние на окончательную дифференцировку пола. Людям, пытающимся найти способ контролировать пол своего потомства, пока можно дать только один ответ: насколько известно, определение пола ребенка — дело случая и находится пока за пределами наших возможностей. Обещать повлиять на исход, это значит оказать компании с лекарями первобытных племен или заклеймить себя как шарлатана.

Источник

Какого пола эмбрион человека изначально

Каким образом формируется пол ребенка в утробе матери: когда можно его определить?

Каким образом формируется пол ребенка в утробе матери: когда можно его определить?

Планируя беременность, всякая пара рано или поздно задумывается, ребенку какого пола они бы обрадовались больше. Многие будущие родители задаются вопросом, нельзя ли заранее повлиять на ситуацию и запланировать пол малыша.

Как и когда закладывается половая принадлежность эмбриона? Можно ли вмешаться в этот процесс?

Как формируется пол малыша?

Учеными доказано, что вся информация о физиологических характеристиках человека закодирована в его ДНК. Касается это и данных о половой принадлежности. Информация о том, кем суждено стать эмбриону – мальчиком или девочкой – заложена в генах плода изначально. Как такое возможно?

Кариотип здорового человека состоит из 46 элементов, но его половая принадлежность определяется только двумя из них: так называемыми X и Y хромосомами. При этом последние присутствуют лишь в клетках мужчин. Принадлежность же к женскому полу кодируется хромосомной парой XX.

Из школьного курса биологии мы помним, что при зачатии ребенка происходит «смешение» родительского генетического материала в пропорции 50:50. То есть ровно половину своего ДНК-набора эмбрион наследует от матери, в то время как другую – от отца.

Распространяется правило и на половые хромосомы. Зародыш получает по одной от каждого из родителей. В случае с матерью это X-хромосома. Других в ее яйцеклетках нет. Отец же с равной вероятностью может передать потомку как X, так и Y-хромосому, в зависимости от того, сперматозоид с каким «зарядом» достигнет цели. Это в итоге и определит половую принадлежность крохи.

Когда это происходит?

«Запись» кариотипа будущего ребенка начинается непосредственно в момент зачатия малыша. Иными словами, пол плода предопределен с первого дня беременности. Впрочем, на этом этапе все только начинается.

Сами половые органы – женские или мужские – начнут формироваться у зародыша на более позднем этапе развития. Обычно их зачатки проявляются не ранее пятой недели беременности.

При этом почти до конца второго месяца гестации абсолютно все эмбрионы развиваются «по женскому типу». Специфические репродуктивные органы (член и мошонка) у будущих представителей мужского пола появляются не раньше, чем на 9-11 неделе их нахождения в материнской утробе. Именно в этот момент в организме зародыша начинают активно синтезироваться особые гормоны и ингибиторы, необходимые для редуцирования мюллерова протока («зачатка» матки и фаллопиевых труб) в элемент предстательной железы с зачатками яичек.

Когда и какими способами можно определить половую принадлежность плода?

Из-за вышеописанных особенностей эмбрионального развития, выяснить, кто родится – мальчик или девочка – практически невозможно, как минимум, до середины беременности. Только на сроке вынашивания в 4-4,5 месяца наружные репродуктивные органы зародыша оформятся настолько, что станут различимыми на снимке УЗИ.

Конечно, предположения о поле плода врач сделает еще во время первого ультразвукового обследования, планово назначаемого будущим мамам в начале второго триместра беременности, но точность его догадок будет далека от идеальной. При использовании метода трехмерного сканирования достоверность результатов исследования немного повышается.

Иногда специфическое положения плода в утробе делает невозможным определение пола эмбриона с помощью ультразвука. В этом случае врачи вынуждены использовать альтернативные методы исследования:

Основной недостаток обоих упомянутых способов заключается в их инвазивности (а значит, потенциальной опасности для эмбриона). При этом, когда дело касается определения пола малыша, ни амниоцентез, ни хорионобиопсия не обеспечивают 100%-ную точность результатов. Некоторые родители пытаться выяснить пол ребенка с помощью нетрадиционных народных методов:

Можно ли как-то повлиять на пол ребенка?

Некоторые будущие мамы считают, что на формирование пола ребенка можно повлиять, соблюдая на ранних сроках беременности следующую диету:

Впрочем, никто не помешает женщине сменить режим питания на указанный в таблице заблаговременно, еще до зачатия. Некоторые считают, что так можно «запрограммировать» нужный сценарий развития для следующего зародыша. Эта теория, однако, также не выдерживает критики, из-за доказанного влияния отцовских генов на половую принадлежность потомства.

Источник

Гендерная идентичность как биологический процесс: нормальная пренатальная дифференциация

С момента зачатия на дифференциацию полов на мужской и женский оказывают влияние многочисленные биологические факторы. На следующих страницах мы проанализируем, как происходит биологическая половая дифференциация в период пренатального развития. Наше описание будет построено по хронологическому принципу: мы начнем с момента зачатия и рассмотрим различия мужских и женских хромосом. Затем мы перейдем к развитию гонад, выработке гормонов, формированию внутренней и наружной репродуктивных структур и закончим рассмотрением половой дифференциации мозга.

Пол на хромосомном уровне

Наш биологический пол определяется при зачатии хромосомным составом сперматозоида (мужской половой клетки), оплодотворяющего яйцеклетку, или яйцо (женскую половую клетку). Все клетки человеческого организма, за исключением половых клеток, содержат набор из 46 хромосом, состоящий из 23 пар. Двадцать две из них являются комплементарными. Иными словами, хромосомы, входящие в состав каждой пары, практически идентичны. Эти комплементарные пары, называемые автосомами, одинаковы и у мужчин и у женщин. Они не оказывают влияния на дифференциацию полов. Однако одна хромосомная пара — пара половых хромосом — у мужчин и женщин различная. Женщины имеют две сходные хромосомы, обозначаемые XX, тогда как мужчины имеют различные хромосомы, обозначаемые XY. Сперматозоид — мужская половая клетка. Яйцеклетка — женская половая клетка.
Автосомы — 22 пары человеческих хромосом, не оказывающих значительного влияния на дифференциацию полов. Половые хромосомы — Единичный набор хромосом, оказывающий определяющее влияние на биологический пол.
Как уже отмечалось выше, половые клетки являются исключением из правила, распространяющегося на весь 23-парный набор. В результате биологического процесса, известного как мейоз, созревшие половые клетки содержат только половину полного набора хромосом — по одному компоненту каждой пары. (Данный процесс необходим, чтобы избежать удвоения полного числа хромосом, когда половые клетки соединяются при зачатии.) Нормальная женская яйцеклетка (или яйцо) содержит 22 автосомы плюс одну X-хромосому. Нормальный мужской сперматозоид содержит 22 автосомы плюс либо X-, либо Y-хромосому. В яйцеклетке, оплодотворенной сперматозоидом, несущим Y-хромосому, образуется комбинация XY. В результате этого рождается мальчик. С другой стороны, если яйцеклетку оплодотворяет Х-несущий сперматозоид, образуется комбинация XX. В результате этого рождается девочка. Для формирования полноценных внутренних и наружных структур женского организма необходимы две X-хромосомы. Если же в наборе присутствует одна Y-хромосома, у ребенка формируются мужские наружные половые органы и органы размножения.
Недавно исследователям удалось локализовать единичный ген на короткой ветви человеческой Y-хромосомы. Этот ген, по-видимому, и играет решающую роль в запуске последовательности событий, приводящих к формированию мужских гонад, или яичек. (Как мы вскоре увидим, яички, в свою очередь, выделяют гормоны, стимулирующие формирование других структур мужского организма.) «Мужской» ген, ответственный за формирование мужского организма (определяющий появление яичек), получил название SRY-гена.
Яички. Мужские гонады, расположенные в мошонке и вырабатывающие сперму и половые гормоны.
Результаты исследования, проведенного итальянскими и американскими учеными, позволяют предположить, что, возможно, существует также и «женский» ген или гены, ответственные за формирование женского организма. Ученые исследовали четыре случая обратного превращения мужских организмов в женские у индивидов, обладающих XY-хромосомами и функционирующими SRY (мужскими) генами.
У троих из четырех исследуемых лиц абсолютно отчетливо наблюдались женские внешние половые органы. Половые органы четвертого индивида носили амбивалентный характер. Если бы мужской ген являлся решающим фактором, определяющим биологический пол, подобных обратных превращений не могло бы произойти. Что же явилось причиной этих превращений? В ходе анализа ДНК исследуемых лиц был обнаружен факт дупликации крохотного участка генетического материала на короткой ветви X-хромосом. В результате, каждый из этих индивидов обладал двойной дозой гена, получившего обозначение DSS. Именно этот факт и явился причиной превращения в остальном нормального мужского плода в женский (Bardoni et al., 1994).
Полученные результаты позволяют предположить, что ген (или гены), содержащиеся в X-хромосоме, способствуют развитию недифференцированных гонад в женском направлении, аналогично тому как SRY-ген способствует началу формирования мужских половых структур. Данное наблюдение противоречит господствовавшему в течение длительного времени представлению о том, что человеческий зародыш является изначально женским. Противоречит оно и убеждению, что в отличие от пренатальной дифференциации, ведущей к появлению мужского организма, для дифференциации, ведущей к появлению женского организма, не требуется наличия запускающих факторов на генетическом уровне.

Пол на гонадном уровне

В первые недели после зачатия структуры позднее развивающиеся в органы размножения, или гонады, одинаковы у мужчин и женщин. Дифференциация начинается спустя приблизительно 6 недель после зачатия. Разовьется ли масса недифференцированных половых тканей в мужские или женские гонады, определяется генетическими факторами. К этому моменту продукт (или продукты) SRY-гена мужского плода инициируют процесс превращения зародышевых гонад в яички. Если продукты SRY-гена отсутствуют, а также, вероятно, под влиянием DSS или других женских генов, недифференцированные гонадные ткани развиваются в яичники. Гонады: мужские и женские половые железы — яички и яичники. Яичники — женские гонады, производящие яйцеклетки и половые гормоны.

По окончании процесса формирования яичники или яички начинают выделять собственные половые гормоны. Как мы увидим далее, эти гормоны становятся решающим фактором в дальнейшей половой дифференциации. Генетические же влияния прекращают свое действие.

Пол на гормональном уровне

Как и другие железы эндокринной системы (системы бесканальных желез, включающих гипофиз, щитовидную, паращитовидную, надпочечниковые и поджелудочную железы), гонады вырабатывают гормоны и выделяют их непосредственно в кровь. Яичники вырабатывают два типа гормонов: эстрогены и прогестационные соединения. Эстрогены, наиболее важным из которых является эстрадиол, оказывают влияние на развитие женских физических признаков и участвуют в регулировании менструального цикла. Наиболее важным с физиологической точки зрения из известных прогестационных соединений является прогестерон. Его функции включают участие в регулировании менструального цикла и стимуляцию развития стенок матки в периоды подготовки к беременности. Основными гормональными продуктами яичек являются андрогены. Наиболее важный из них, тестостерон, оказывает влияние на развитие мужских физических половых признаков и сексуальной мотивации. У обоих полов надпочечниковые железы также выделяют половые гормоны, включая небольшое количество эстрогена и большое количество андрогена.
Эстрогены. Класс гормонов, регулирующих менструальный цикл и ответственных за развитие вторичных женских половых признаков.
Прогестационные соединения. Класс гормонов, включая прогестерон, вырабатываемый яичниками.
Андрогены. Класс гормонов, способствующих развитию мужских гениталий и вторичных половых признаков, а также оказывающих влияние на сексуальную мотивацию обоих полов. Данные гормоны вырабатываются надпочечниковыми железами как у мужчин, так и у женщин, а также яичками у мужчин.

Пол на уровне внутренних репродукционных структур

Приблизительно на 8-й неделе после зачатия половые гормоны начинают играть важную роль в дифференциации полов. К этому времени две проводящие системы, показанные — каналы Вольфа и каналы Мюллера — начинают дифференцироваться, формируясь во внутренние структуры. У мужского плода андрогены, выделяемые яичками, стимулируют развитие каналов Вольфа и превращение их в семявыносящие протоки, семенные пузырьки и эякуляторный канал. Другое выделяемое яичками вещество известно как тормозящее вещество Мюллера (Mullerian inhibiting substance, MIS). Это вещество вызывает усыхание и исчезновение системы каналов Мюллера у мужчин. Каналы Мюллера развиваются в фаллопиевы трубы, матку и внутреннюю треть вагины, а проводящая система Вольфа атрофируется.

Пол на уровне наружных половых органов (гениталий)

Поскольку наружные половые органы, гонады, а также ряд внутренних структур у мужчин и женщин развиваются из одних и тех же зародышевых тканей, неудивительно, что они являются соответствующими друг другу, или гомологичными, органами.

Половая дифференциация мозга

Результаты исследований позволяют предположить, что существует ряд значимых функциональных и структурных различий между мозгом мужчины и женщины. Эти различия являются результатом, по крайней мере отчасти, пренатального процесса половой дифференциации. Они касаются как минимум двух основных отделов мозга: гипоталамуса, а также левого и правого полушарий головного мозга.

Источник

Базовая комлектация

Так исторически сложилось, что основу будущему ребенку дает именно женская яйцеклетка. Отсюда следует, что базовый пол ребенка всегда женский: именно женская яйцеклетка несет в себе X-хромосому.

Мужчинам сложнее

Формирование зародыша мужского пола проходит более сложный путь, чем эмбрион-«девочка». Когда приблизительно на 8-й неделе развития эмбриона Y-хромосома побуждает организм зародыша к выработке тестостерона, мозгу будущего ребенка приходится перестраиваться: избавляться от клеток, ответственных за общение, заботу и кормление грудью, и «выращивать» центры сексуальной активности и агрессии.

XY более уязвим

Ученые выявили, комбинация XY-хромосом, которая «обеспечивает» мужской пол, более уязвима, чем XX-набор. Почему? Оказывается, у зародышей-девочек, если одна из X-хромосом будет повреждена, готов своего рода «дублер», которого нет у мужского зародыша. К тому же X-хромосома содержит больше полезной генетической информации для развития мозга, регенерации, поэтому генетики считают, что по этой причине мальчикам чаще грозит аутизм.

Синдром Морриса

Источник

Процесс развития эмбриона человека: современный взгляд

Процесс развития эмбриона – очень интересный и длинный путь от слияния яйцеклетки со сперматозоидом до того момента, с которого эмбрион превращается в плод. Этот процесс проходит в несколько этапов.

Периоды развития эмбриона человека

Процесс развития эмбриона в утробе матери происходит в два этапа. Эмбриональный период развития человека начинается с того момента, когда сперматозоид сольётся с яйцеклеткой и до конца восьмой недели. Затем начинается фетальный период развития эмбриона, он превращается в плод. Считают, что этот этап начинается с начала девятой недели и продолжается до конца беременности, то есть, до того времени, когда малыш увидит мир.

Процесс развития эмбриона человека по дням на первом месяце

После оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом образуется зигота. Через несколько часов после оплодотворения начинается дробление клеток. Они называются бластомеры. Это первый период развития эмбриона человека. Количество клеток за четыре дня увеличивается в геометрической прогрессии от двух до 58. Из них 53 обеспечат процесс развития эмбриона, а три нужны для образования пуповины, хориона и плаценты. Вокруг зародыша находится оболочка оплодотворения, которая не даёт ему увеличиваться в размерах. На четвёртый день первого периода развития эмбриона он имеет величину 0,14 мм, по форме напоминает ягоду ежевику.

На пятые сутки образуется пузырёк с жидкостью, который называется бластоциста. С его помощью к моменту имплантации плодного яйца к слизистой матки разрушается оболочка оплодотворения. С этого момента ничто не мешает росту зародыша и его размеры, и масса станут быстрее увеличиваться.

На шестые или седьмые сутки с момента зачатия эмбрион, который находится в плодном яйце, спускается к месту своего пребывания до рождения – полость матки. Он уже увеличился до двух миллиметров и имплантируется в её стенку. Этот период развития эмбриона длится сорок часов. В организме женщины начинает вырабатываться специальный гормон – хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), который сигнализирует о том, что произошла беременность и обязывает организм начать перестраиваться к новым условиям.

Процесс развития эмбриона продолжается на второй неделе. К восьмому дню он находится в эндометрии и начинает получать питательные вещества с материнской крови, та как его запасы уже закончились. В процессе развития эмбриона к концу второй недели происходит образование первичных ворсинок. Вот тут-то женщине надо быть начеку. Вторая неделя беременности очень опасна. Момент прикрепления зародыша к стенке матки – это первый критический период беременности.

Под влиянием различных факторов зародыш может не имплантироваться. Существует много факторов, которые влияют на правильное развитие эмбриона в этот период его развития:

С третьей недели эмбрион окружён эндометрием, он плотно прилегает к мышечному слою матки. В этот период развития эмбриона его клетки активно делятся, создаётся подобие кроветворной системы, формируется околоплодный пузырь. На этом этапе развития эмбриона происходит дифференциация клеток: каждая из них знает, за какой орган или систему будет отвечать в будущем.

На четвёртой неделе развития эмбриона можно зафиксировать, как сокращается сердечко крохи. Уже видны и ручки, и ножки, начинается процесс формирования жаберных дуг.

Развитие эмбриона человека по дням на втором месяце

На пятой неделе в процессе развития эмбриона увеличивается размер головки из-за быстрого деления клеток мозга. Утолщаются стенки сердца. Начинает формироваться прямая кишка, глотка, пищевод и желудок. Происходит формирование пуповины и начинается дифференциация пола. 6 неделя развития эмбриона вообще уникальна: сердце поделилось на камеры, происходит образования мозжечка и моста головного мозга. На руках уже видны пальчики. Маленький человечек на 6 неделе развития эмбриона уже имеет спинной мозг и черепномозговые нервы.

Как развивается эмбрион после шестой недели? Процесс развития эмбриона продолжается. Его размер достает 23милиметров. В этот период развития эмбриона формируется плацента, она начинает продуцировать гормоны. Развиваются бронхи, печень и сердечко, происходит процесс формирования яичек либо яичников в зависимости от того, какой закладывается пол.

В сроке 8 недель развитие эмбриона уже заканчивается. Это же человечек: видны носик, ушки, губки! Глаза на 8 неделях развития эмбриона прикрыты веками, формируются ушные раковины. 8 недель продолжалась дифференциация и развитие органов и систем. А полное развитие всех органов будет происходить на фетальной стадии развития эмбриона. С третьего месяца зародыш называется плодом.

Факторы, влияющие на развитие эмбриона

На развитие эмбриона влияет множество факторов:

На 6 неделе развития эмбриона особенно опасны для него внешние факторы и вредные привычки будущей мамы, так как они могут вызвать выкидыш.

Развитие эмбрионов при ЭКО

Различают следующие периоды развития эмбрионов при ЭКО (экстракорпоральном оплодотворении):

На эмбриологическом этапе производят оплодотворение яйцеклетки концентратом сперматозоидов спустя 4-6 час после чрезвагинальной пункции. Оплодотворённые яйцеклетки помещают на специальных средах в инкубатор. Там они будут развиваться до пятого дня. На пятый день эмбрион покидает яйцеклетку. Этот процесс называется хетчинг, он напоминает момент, когда птенцы вылупляются из яйца. На этом периоде развития эмбрион готов к подсадке. Дальше проводят подсадку эмбрионов.

Как же происходит процесс развития эмбрионов после ЭКО? Он происходит так же, как и при обычной беременности. Важен момент имплантации эмбриона. Врачи наблюдают за женщиной, берут необходимые анализы в день имплантации, через одну неделю и на четырнадцатый день после подсадки. Если эмбрионы прижились, то женщину наблюдают в обычном режиме.

Как проходит развитие эмбрионов после ЭКО по дням

Через 12 часов после оплодотворения наступает первая стадия развития эмбриона после ЭКО – зигота, у которой есть двойной набор хромосом. Через 24 часа клетки должны делиться. Их называют бластомерами. На третий день насчитывается от шести до восьми бластомеров. На этом этапе развития эмбрионов после ЭКО они могут прекратить развиваться и погибнуть, если обнаружится поломка генома.

На четвёртые сутки наступает стадия морулы, а к концу этого дня в моруле образуется полость, а бластомеры делятся на две группы, каждая из которых в последующем способна выполнять свою функцию. На пятые сутки развития эмбрионов после ЭКО наступает стадия бластоцисты. Именно на этой стадии эмбрион имплантируют в матку.

В результате оплодотворения в матке развивается новый организм. За время развития будущий малыш приобретает неповторимые, только ему свойственные черты. Нужно сделать всё необходимое, чтобы он вошёл в этот мир здоровым и счастливым.

Источник