Гормоны и пол

В теле млекопитающих животных и человека существуют две системы передачи распоряжений, касающихся регуляции клеточного обмена, функций отдельных органов и их систем. Одна из них - нервы, другая - гормоны. Первая система - быстродействующая, телеграфная, но не лишенная одного недостатка: в случае нарушения целостности нервного проводника связь данного органа или отдела тела с центральной нервной системой нарушается.

Гормоны (по-русски - возбудители) - это своего рода посыльные, или курьеры. Через них команды передаются гораздо медленнее, но с полной гарантией за доставку при любых обстоятельствах: они попадают к местам назначения через кровь, которая омывает все уголки тела. Одна из характерных особенностей гормонов состоит в том, что они действуют в неизмеримо малых количествах. Так, например, количество гормона надпочечника, вырабатываемое в течение жизни человека, не превышает одного грамма, а его эффективная концентрация в крови составляет 1:1 - 2 миллиардам.

Гормоны как общего действия, регулирующие процессы клеточного обмена, так и специальные, половые, регулирующие развитие и рост организма, функции его воспроизводительной системы и их цикличность, играют важную роль на всех стадиях жизни человека, и потому на них необходимо кратко остановиться.

Рис. 17. Влияние кастрации на внешний облик петухов породы себрайт. Слева - нормальный петух. Справа - кастрированный петух

Если у животного оперативным путем удалить половые железы, оно становится не только бесплодным, но и утрачивает так называемые вторичнополовые признаки, по которым представители одного пола отличаются от представителей другого пола. Кастрированный петух перестает кукарекать, утрачивает петушиный наряд и гребень, половое влечение, драчливость - он становится "куроперым петухом", каплуном (рис. 17). Горячий жеребец превращается в спокойного мерина, упрямый бык - в равнодушного ко всему вола и т. д.

Не менее резкие изменения вторичнополовых признаков наблюдались у кур породы коричневые леггорны в результате кастрации и пересадки им семенников (рис. 18).

Рис. 18. Влияние кастрации и пересадки семенников на внешний облик кур породы коричневые леггорны. 1 - нормальная курица; 2 - кастрированная курица; 3 - кастрированная курица, которой был пересажен семенник; 4 - курица, которой был пересажен семенник

Подобные факты были известны в глубокой древности. Так, уже в Илиаде и в Библии можно прочитать, что покоренные враги подвергались кастрации. В Китае и Турции до сравнительно недавнего времени существовал обычай кастрировать мальчиков - будущих покорных и надежных служителей гаремов (евнухов). В Италии до середины прошлого века на некоторых парикмахерских можно было видеть такие объявления. "Здесь за доступную плату производят кастрацию". По обычаю того времени кастрированных мальчиков продавали как покорных слуг, актеров, хористов - исполнителей дискантовых партий в католических соборах и т. д. На рис. 19 приведена фотография женщины, на которой своеобразный эксперимент этого рода осуществила сама природа: борода и другие мужские черты развились у нее в результате заболевания яичников и разрастания клеток семенника.

Рис. 19. У этой женщины отчетливо выраженные мужские черты развились в результате заболевания яичников и разрастания клеток семенника

Сходные результаты можно получить введением гормональных препаратов, не прибегая к операции. На рис. 20 изображена девственная самка-обезьяна, у которой преждевременное развитие половых органов, молочных желез и материнского инстинкта было вызвано введением ей гормона гипофиза, или питуитарной железы. Эта ложная мать с большой нежностью кормила новорожденную морскую свинку как своего детеныша. Но стоило ее кастрировать, как она потеряла к своей приемной дочери всякий интерес и равнодушно наблюдала, как та была убита другой обезьяной.

Эти и другие аналогичные опыты показали, что рассмотренный выше хромосомный механизм определения пола у млекопитающих фиксирует лишь первичные признаки пола - строение половых желез, в то время как вторичнополовые признаки фиксируются не необратимо и при особых, патологических или экспериментальных условиях могут претерпевать обратное развитие и превращаться в признаки противоположного пола. Решающую роль в этих превращениях играют половые гормоны, что отчасти и было показано на приведенных примерах.

Рис. 20. Девственная самка-обезьяна, воспитавшая приемную морскую свинку. Половое созревание, материнский инстинкт и отделение молока были вызваны введением ей гормона гипофиза

Таким образом, двойственная природа мужского и женского пола заключается в том, что тот и другой содержит в себе тенденции, или элементы, обоих полов. С известным основанием можно сказать, что у человека и у животных не существует абсолютных, стопроцентных мужчин пли самцов и таких же абсолютных женщин или самок. Разница между ними сводится к тому, что у нормальных представителей мужского пола мужская тенденция оказывается сильнее женской, у таких же представителей женского пола женская тенденция преобладает над мужской.

Двойственная природа пола отчетливо проявляется на всех стадиях жизни человека начиная с внутриутробного развития. В начальном периоде развития зародыша зачатки его половых желез проходят так называемую "нейтральную" стадию, когда в их строении нельзя обнаружить таких особенностей, на основании которых можно было бы сказать, что железа данного зародыша разовьется скажем, в яичник, а не в семенник. На этой стадии развития половая железа состоит из двух отделов - внешнего, или так называемого кортикального, слоя и внутренней, или медуллярной, части (рис. 21).

Рис. 21. 'Нейтральная' стадия в развитии половых желез млекопитающих животных и человека. 1 - зачаточная половая железа; 2 - будущий яичник, который разовьется из кортикального слоя зачатка; 3 - будущий семенник, который разовьется из медуллярного отдела зачатка

Лишь миновав "нейтральную" стадию, половые железы зародыша вступают в фазу видимой дифференцировки. У зародыша, клетки которого содержат по две Х-хромосомы, преимущественное развитие получает кортикальный слой железы, из которого формируется яичник, и постепенно исчезает (дегенерирует) медуллярный отдел. У зародыша, клетки которого содержат Х- и У-хромосомы, наблюдается обратная картина: дегенерирует кортикальный слой нейтральной железы, а преимущественное развитие получает медуллярный слой, из которого образуется семенник.

На этой стадии развития по принципу двойного обеспечения сдублированы также зачатки выводных протоков половых желез - яичников и семенников. Их дифференцировка идет по тому же принципу, как и дифференцировка половых желез. Важную роль в этих процессах играют гормоны яичников и семенников, регулирующие дальнейшую дифференциацию половых протоков, половых органов и других вторичнополовых признаков. У зародышей с двумя Х-хромосомами из зачатков женских выводных протоков (так называемых Мюллеровых протоков) развиваются яйцеводы, матка и верхний отдел влагалища, а зачатки мужских протоков, за исключением некоторых рудиментов, дегенерируют. У зародышей же с Х- и У-хромосомами дегенерации подвергаются зачатки женских выводных протоков, а из зачатков мужских протоков (так называемых Вольфовых протоков) развиваются семявыносящие протоки (рис. 22).

Рис. 22. 'Нейтральная' стадия в развитии выводных протоков половых желез млекопитающих животных и человека. 1 - Мюллеровы протоки; 2 - Вольфовы протоки; 3 - половые железы. Объяснение тексте

Анатомическая двойственность пола, проявляющаяся во внутриутробном развитии, не устраняется полностью и во взрослом состоянии и у мужчин представлена зачатками органов женского пола, а у женщин - органами или их рудиментами мужского пола. У женщин таким органом является клитор, по своему происхождению и функции соответствующий пенису, у мужчин - зачаточные молочные железы и матка, по величине не превышающая зерна риса.

Таким образом, поскольку развитие зародышей протекает в значительной мере под влиянием половых гормонов, то не удивительно, что любое значительное нарушение гормонального режима в процессе ли внутриутробного развития или во взрослом состоянии может повести к сдвигам в формировании вторичнополовых признаков в противоположном направлении. Некоторые примеры тому были приведены выше.

Гормональным влияниям подвержены также и упомянутые рудиментарные органы. Так, например, рак молочных желез у самцов особо к нему восприимчивых мышей представляет собой не столь редкое явление. Редкие случаи рака молочных желез описаны также у мужчин. Наконец, в некоторых патологических случаях сами молочные железы достигают у мужчин такого развития, что с косметической целью их приходится удалять оперативным путем.

Влияние половых гормонов на внешний облик и психику человека выражено настолько отчетливо, что его жизнь после рождения можно разделить на три достаточно четко обособленных периода, соответствующих функциональному состоянию половых желез: период первый - юность и незрелость половых желез; период второй - возмужалость, связанная с началом воспроизводительной активности половых желез; период третий - угасание этой функции. Созревание мужских половых клеток сопровождается выработкой мужских половых гормонов, созревание женских половых клеток - выработкой женских половых гормонов.

Однако сколь бы слаженно и четко ни работали гормональные механизмы мужчины и женщины, они не достигали бы своей цели, если бы не способствовали выполнению их основной биологической задачи - воспроизведению потомства. Для достижения этой цели под влиянием половых гормонов у представителей обоих полов в период полового созревания (так называемый пубертатный период) развивается ряд морфологических особенностей, или вторичнополовых признаков, в совокупности представляющих собой тот "брачный наряд", в котором они становятся взаимно наиболее притягательными. Вторичнополовые признаки - это своего рода рекламные фирмы мужчины и женщины: через их посредство окружающие оповещаются о том, что молодые люди созрели для воспроизведения потомства, хотя их половые клетки и не видны, будучи укромно спрятаны внутри тела.

Самым очевидным и наиболее удивительным из всех половых различий переходного периода является более раннее - в среднем на два года - половое созревание девочек (11 - 14 лет) по сравнению с мальчиками (12 - 16 лет).

Наступление первой менструации служит показателем относительной зрелости матки, хотя, как правило, это не означает, что созревание воспроизводительной функции завершилось полностью. Первые менструальные циклы часто не сопровождаются выходом яйца из яичника. В течение года после первой менструации, а иногда и дольше наблюдается период относительного бесплодия.

Наступление периода половой зрелости сопровождается также глубокими изменениями психики человека, нашедшими многочисленные отражения в художественной литературе. Вот одно из таких описаний.

"Может быть, и читатели не знают, что за беда случилась вдруг с нашей героиней, чего она искала глазами в горнице, отчего вздыхала, плакала, грустила. Известно, что до сего времени веселилась она, как вольная пташка, что жизнь ее текла, как прозрачный ручеек стремится по беленьким камешкам между злачных, цветущих бережков; что же случилось с нею? Скромная Муза, поведай!

С небесного лазоревого свода, а может быть, откуда-нибудь и повыше, слетела, как маленькая птичка колибри, порхала, порхала по чистому весеннему воздуху и влетела в Натальино нежное сердце - потребность любить, любить, любить. Вот вся загадка: вот причина красавицыной грусти - и если она покажется кому-нибудь из читателей не совсем понятною, то пусть требует он подробнейшего изъяснения от любезнейшей ему осьмнадцатилетней девушки.

С сего времени Наталья во многом переменилась - стала не так жива, не так резва - иногда задумывалась, - и хотя по-прежнему гуляла в саду и в поле, хотя по-прежнему проводила вечера с подругами, но не находила ни в чем прежнего удовольствия. Так человек, вышедший из лет детства, видит игрушки, которые составляли забаву его младенчества,- берется за них, хочет играть, но, чувствуя, что они уже не веселят его, оставляет их со вздохом.

...Она не понимала сердечных своих движений, не знала, как толковать сны свои, не разумела, чего желала, но живо чувствовала какой-то недостаток в душе своей и томилась. Так, красавицы, ваша жизнь с некоторых лет не может быть счастлива, если течет она, как уединенная река в пустыне, а без милого пастушка целый свет для вас пустыня, и веселые голоса подруг, веселые голоса птичек кажутся вам печальными отзывами уединенной скуки.

Напрасно, обманывая самих себя, хотите вы пустоту души своей наполнить чувством девической дружбы, напрасно избираете лучшую из подруг своих в предмет нежных побуждений вашего сердца. Нет, красавицы, нет! Сердце ваше желает чего-то другого: оно хочет такого сердца, которое не приближалось бы к нему без сильного трепета, которое вместе с ним составляло бы одно чувство, нежное, страстное, пламенное"^*.

^*(Н. М. Карамзин. Наталья - боярская дочь. Избранные произведения. М., Детгиз, 1966.)

Шиллеру приписывают афоризм: "Весь круговорот жизни поддерживается любовью и голодом". Однако в наиболее законченной и всеобъемлющей форме смысл этого афоризма позднее нашел выражение в основном труде Дарвина - "Происхождение видов", подзаголовок которого гласит: "Борьба за существование и выживание наиболее приспособленных".

Выше уже была отмечена тесная связь между физиологическим возрастом человека и функциональным состоянием половых желез и вырабатываемых ими половых гормонов. У женщин эта периодичность, или, точнее сказать, цикличность, идет гораздо дальше. Весь ее воспроизводительный период слагается из чередующихся циклов, ритм которых регулируют половые гормоны.

В течение юношеского возраста гипофиз продуцирует гормон роста, регулирующий общее развитие тела. С наступлением периода половой зрелости гипофиз переключается на выработку гормона, стимулирующего созревание яиц.

Во время созревания яйца окружающая его капсула, или фолликул, вырабатывает гормон фолликулин. Фолликулин относится к числу гормонов, обладающих чрезвычайно высокой активностью: один грамм препарата может в течение двух дней превратить 35 миллионов неполовозрелых мышей в половозрелых.

Ближайшим назначением фолликулина является сигнализация матке - подготовиться к принятию зародыша. Под влиянием фолликулина слизистая оболочка матки разрастается и превращается в губчатую подстилку, содержащую большое количество кровеносных сосудов. По состоянию матки можно безошибочно судить, содержит ли яичник созревающее яйцо и на какой стадии созревания оно находится.

Оплодотворение яйца происходит во время прохождения его по яйцеводу; у женщин яйцеводы носят название фаллопиевых труб. У женщины с правильным менструальным циклом выделение зрелого яйца из яичника происходит на 12-й день после окончания предшествующих месячных (рис. 23). Между 12 - 18-м днями яйцо странствует по яйцеводу. Оплодотворение яйца происходит именно в эти дни месячного цикла и в этом месте половых путей. На 20-й день яйцо достигает матки и, если оно оплодотворено, внедряется в ее стенку и продолжает развитие, начавшееся еще в яйцеводе немедленно после оплодотворения.

Рис. 23. Половые пути женщины и последовательные этапы месячного цикла. 1 - яичник; 2 - воронка яйцевода; 3 - яйцевод; 4 - матка. Вертикальные линии и цифры при них делят месячный цикл на этапы и показывают, в каком месте половых путей находится в данный момент яйцеклетка, когда происходит оплодотворение и внедрение зародыша в стенку матки

Одновременно с этим в цикл включается гормон так называемого желтого тела, образовавшегося на месте лопнувшего фолликула, из которого незадолго перед тем освободилось созревшее яйцо. Гормон желтого тела влияет на образование и формирование плаценты. Если желтое тело разрушить, развитие зародыша в матке быстро прекращается.

Наконец, гипофиз, как центральный пункт, контролирующий функции яичников, в соответствующий момент получает уведомление о том, что матка занята внедрившимся в нее зародышем. Под влиянием этого импульса активность гипофиза незамедлительно переключается на противоположную, тормозящую созревание новых яиц на весь период беременности.

По мере роста зародыша растет и матка. В начале беременности ее размеры не превышают кулака женщины. В конце беременности она достигает размеров тыквы. Увеличение размеров матки осуществляется путем роста мышечных клеток. Число и размеры питающих плод кровеносных сосудов также увеличиваются, и в конце концов они окутывают матку густой сетью.

Если во время прохождения по яйцеводу яйцо осталось неоплодотворенным, оно погибает. В ожидании оплодотворенного яйца слизистая оболочка матки пребывает в состоянии готовности 10 - 12 дней, и, если оплодотворения не произошло, она спадается, разжижается и, отслаиваясь, отходит в виде кровянистого содержимого (месячных). Этот исход цикла изображен в нижней части рис. 23 светлыми контурами.

Яйца выделяются из яичников приблизительно через месячные интервалы. С такой же периодичностью повторяются вышеописанные циклы. Отсюда они получили название менструаций (от латинского слова мензис, что значит месяц).

В заключение настоящего раздела следует подчеркнуть, что пол - лишь одна из многочисленных биологических особенностей организма, которая зависит от того или другого сочетания половых хромосом и по которой мы отличаем мужчину от женщины, мужское и женское начало в природе вообще.

С хромосомами связаны также зачатки всех наследственных признаков, делающих неповторимым каждого из трех с половиной миллиардов населяющих землю людей. Все они произошли от слияния трех с половиной миллиардов яиц с таким же количеством сперматозоидов.

Общий объем хромосом в трех миллиардах человеческих сперматозоидов (в которых они занимают значительную часть) и в трех миллиардах яиц (в которых хромосомы составляют ничтожно малую долю объема - яйцо человека в 85 000 раз больше сперматозоида) не превышает по величине таблетки аспирина. В столь ничтожном объеме хромосомного вещества заключено самое ценное богатство человечества, а именно - само человечество.

В предыдущем изложении неоднократно было отмечено сходство различных сторон проявления жизни у самых разнообразных организмов. Это сходство выражается в едином плане их строения и строения составляющих их клеток, в сходстве зародышей и их развития и т. д.

Теперь мы с полным основанием можем прибавить к ним сходство в способе определения пола зародышей, общем для ряда столь разнообразных живых, существ, на одном конце которого стоит мушка-дрозофила, а на другом - венец творения природы - человек.