Проблема походження статевих відмінностей, детермінація статі та підтримання певного співвідношення кількості особин жіночої та чоло¬вічої статі представляють собою захоплююче та разом із тим вельми важли¬ве питання сучасної біології.
Чому народжуються хлопчики та дівчатка в рівній кількості? Чому саме це співвідношення статі спостерігається у більшості тварин? Ці та інші питання не могли не хвилювати думку дослідників. Було висловлено сотні здогадок, та жодна з них не отримала наукового підтвердження до того часу, поки розвиток генетики та цитології не розкрив механізму успадку¬вання та визначення статі.
Через велику кількість хромосом у клітинах організму людини та недосконалість методів дослідження вивчення їх було затруднене аж до 1956 р., коли шведські вчені J.H.Tjio та A.Levan розробили методику дослідження хро-мосом в культурі фібробластів легень ембріонів людини та встановили, що в соматичних клітинах людського організму міститься 46 хромосом. Через три роки були відкриті хромосомні хвороби.
Сучасні методи цитогенетичного аналізу хромосом дозволяють про¬вести морфологічний аналіз хромосом і простежити поведінку їх в мітозі і мейозі. Широкого застосування набуло вивчення хромосом в культурах клітин людини, зокрема, культивування лімфоцитів периферичної крові. Крім цього методу аналізу хромосом, застосовують радіоавтографічний метод введення мічених попередників ДНК (Н3-тимідин або Н3-5-бромдезоксиурідин); метод диференціального забарвлення хромосом флуорохромами (Q-метод) з подальшим вивченням препарату за допомогою люмінесцентного мікроскопа та інші методи.

1.1. Поняття про каріотип: гомологічні хромосоми, автосоми,
статеві хромосоми
Стать – це сукупність ознак та властивостей організму, яка забезпечує відтворення нащадків та передачу спадкової інформації. Пере¬давання спадкових ознак і властивостей нерозривно пов’язане з розмноженням організмів, а останнє – з поділом клітин. Статеве розмноження рослин і тварин (в тому числі людини) супроводжується заплідненням – злиттям двох статевих клітин (гамет) – чоловічої (сперматозоїд) і жіночої (яйце-клітина). У результаті утворюється запліднена яйцеклітина – зигота, яка дає початок розвитку нового покоління організмів.
В ядрах незрілих статевих клітин, така як і в ядрах соматичних клітин, всі хромосоми парні, набір хромосом подвійний (2n), диплоїдний – 46 хромосом. У ньому кожна хромосома має собі гомологічну хромосому, яка повторює всі розміри і особливості її морфології. Отже, хромосоми із однієї пари називаються гомологічними (від грецьк. homologos – згідний), а хромосоми з різних пар – негомологічними хромосомами. 22-ві пари хро¬мосом диплоїдного набору у чоловіків та жінок за формою однакові, вони називаються аутосомами. Хромосоми 23-ої пари у них різні, вони назива¬ються статевими хромосомами (гетерохромосомами). У жінок статеві хромосоми представлені двома Х-хромосомами, а у чоловіків – однією Х-хромосомою та однією Y-хромосомою меншого розміру.
В Х-хромосомі людини знаходиться значна кількість генів, зокрема, рецесивні гени, які визначають дальтонізм (кольорову сліпоту), гемо-філію (незгортання крові), близькозорість, іхтіоз, м’язову атрофію та ін.
У людини Y-хромосома відіграє вирішальну роль у формуванні чоло¬вічої статі. Вона складається із двох ділянок: гомологічної, відпо-від¬ній ділянці Х-хромосоми, і негомологічної Х-хромосоми. Гени, локалізо¬вані тільки в Y-хромосомі, які не мають алелей в X-хромосомі, успадко¬вуються голандрично, тобто передаються з Y-хромосомою від батька до сина. В Y-хромосомі виявлено 9 генів гомологічних з Х-хромосомою і 5 у ділян¬ці, негомологічній з Х-хромосомою.
Сукупність хромосом клітини, яка характеризується їх числом, розмірами і формою, називається каріотипом (мал. 1).


Мал. 1. Каріотип людини. Зліва – жінки, справа – чоловіки, зверху – хромосомні комплекси, знизу – ідіограми
Ідіограма (від грецьк. idios – своєрідний, gramme – запис) – це систе¬матизований каріотип, коли хромосоми розташовуються в порядку зменшення їх довжини (мал. 2).

Мал. 2. Ідіограма чоловічого каріотипу (схематичне зображення хромосом культури клітин чоловічого організму; сомати¬чні хромосоми і X- та
Y-хромосоми)

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1.    Скільки хромосом мають такі клітини організму:
а) незрілі статеві?
б) соматичні?
2.    Що таке гомологічні та негомологічні хромосоми?
3.    Як називають пари хромосом, однакові для організму чоловічої та жіночої статі?
4.    Які хромосоми називають статевими?
5.    Що таке голандричне успадкування?
6.    Вкажіть характерні для клітини ознаки, необхідні для опису її каріотипу:
а) кількість хромосом;
б) кількість генів;
в) активність генів;
г) розміри хромосом;
д) форма хромосом.
7.    Що таке ідіограма?

1.2. Мейоз, біологічна роль
У процесі дозрівання статевих клітин відбувається редукцій¬ний поділ – мейоз (від грецьк. meiosis) – зменшення, редукція (при якому число хромосом зменшується вдвоє, із диплоїдних клітин (2n) утворюються гаплоїдні (n). Мейоз – це такий спосіб клітинного поділу, в результаті якого з однієї вихідної клітини утворюються чотири похідні, кожна з яких містить удвічі меншу кількість хромосом, у чотири рази меншу за масу ДНК та перекомбіновану генетичну інформацію порівняно з вихідною клітиною. Він відбувається у статевих залозах тварин, під час утворення мікроспор та мегаспор у рослин, при чергуванні поколінь у деяких одноклітинних.
Мейотичний поділ вперше описано в 1888 р. Під час мейозу відбувається обмін генами між батьківскими та материнськими хромо-сомами, завдяки чому статева клітина утримує унікаль¬ний набір генів.
Мейоз складається з двох швидких у часі послідовних поділів клітин: першого і другого, причому подвоєння ДНК відбувається тільки перед першим поділом. Один з них називається редукційним, або першим мейотич¬ним поділом, при якому число хромосом зменшується в два рази; інший – екваційним (рівним), або другим екваційним поділом, який нагадує мі¬тотичний поділ.
У мейоз, як і в мітоз, вступають клітини з хромосомами, які складаються з двох сестринських хроматид. Після першого поділу швидко настає другий поділ, без піготовки і без синтезу ДНК. Другий мейотичний поділ відбувається за типом мітозу, тільки з тією відмінністю, що на всіх фазах буде вдвоє менше число хромосом.
На біологічне значення мейозу вперше вказав А.Вейсман, зазначи¬вши, що редукція числа хромосом в мейозі й наступне запліднення лежать в основі підримання сталості числа хромосом виду із покоління в поколі¬ння.
Цикл мейозу складається з послідовних фаз, в яких хромосоми за¬знають закономірних змін. (мал. 3).

Мал. 3. Схема мейозу
(за Г.В.Гуляев, 1991).
1-5 – профаза І (1 - лептонема,
2 – зигонема, 3 – пахінема,
4 – диплонема, 5 – діакінез);
6 – метафаза І; 7 – анафаза І;
8 – телофаза І; 9 – інтерфаза;
10 – профаза ІІ; 11 – метафаза ІІ; 12 – анафаза ІІ
Профаза І. На відміну від мітозу, де кожна окрема хромосома поводить себе незалежно від інших і не впливає на їх поведінку, в профазі І мейозу гомологічні хромосоми об’єднуються, формуючи парні утворення. Це тривала і складна фаза, вона характеризується певними послідовними стадіями залежно від стану хромосом.
Летпонема, або стадія тонких ниток. З’являються помітні тонкі нитки. Це хромосоми, кількість їх диплоїдна.
Зигонема, або стадія з’єднаних ниток. Гомологічні (однакові за будовою) хромосоми зближуються, попарно утворюючи біваленти. Число їх вдвоє менше, ніж висхідна кількість хромосом. Взаємне притягування хромосом отримало назву кон’югація, або синапсис. Кон’югація відбувається дуже точно; з’єднуються кінці хромосом або з’єднання проходить по всій довжині хромосом. Причому зближуються кожен хромомер і кожна ділянка однієї нитки з відповідним хромомером і ділянкою іншої гомологічної нитки.
Пахінема, або стадія товстих ниток. Процес об’єднання гомологічних хромосом повністю завершується. Вони настільки зближені, що їх легко прийняти за одну. Кожна хромосома в складі біваленту подвоєна і складається з двох сестринських хроматид. Біваленти іноді називають тетрадами.
Диплонема, або стадія подвійних ниток. Хромосоми, які були об’єднані в біваленти, розпочинають поступово відштовхуватися одна від одної, залишаючись з’єднаними між собою в окремих ділянках (хіазмах). Кожна хромосома складається із двох хроматид, а кожний бівалент утворює тетраду. Переплетена одна навколо одної хромосома (біваленти) поступово розкручуються і зменшується число хіазм.
Діакінез – заключна стадія профази І. У діакінезі біваленти вкорочені, потовщені дочірні хроматиди кожної хромосоми мало помітні. Хіазми поступово зміщаються на кінці хромосом. Завершується профаза І зруйнуванням ядерної оболонки, формуванням ахроматинового веретена.
Метафаза І. Число бівалентів вдвічі менше за диплоїдний набір хромосом. Вони (біваленти) значно коротші, ніж хромосоми в метафазі соматичного мітозу і розміщаються в екваторіальній площині. Центромери хромосом з’єднуються з нитками фігури веретена. В цю фазу мейозу можна підрахувати кількість хромосом.
Анафаза І. До протилежних полюсів веретена розходяться гомологічні хромосоми. Кожна з них складається із двох дочірніх хроматид, з’єднаних своїми центромерами. В цьому полягає істотна відмінність від анафази мітозу. Відбувається редукція центромер.
Телофаза І. Розпочинається, коли анафазні хромосоми досягли полюсів клітини, на кожному полюсі знаходиться гаплоїдне число хромосом. Телофаза І характеризується формуванням ядерної мембра-ни і відновленням структур ядра. Утворюються дві дочірні клітини.
Інтерфаза між І і II поділом мейозу буває дуже короткою. На відміну від звичайної інтерфази, тут відсутня репродукція хромосом. Мейоз II відбувається за типом звичайного мітозу.
Профаза II. Нетривала, хромосоми чітко розрізняються.
Метафаза ІІ. Добре помітна подвійна структура хромосом, настає значна їх спіралізація.
В анафазі II відбувається розходження подвоєних центромер, внаслідок чого дочірні хроматиди рухаються до різних полюсів.
У телофазі II утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом.
Генетичне значення мейотичного поділу:
1. У результаті мейозу кожна материнська клітина дає початок чотирьом клітинам з “редукційним”, тобто зменшеним вдвоє числом хромосом.
2. Мейоз є механізмом, який підтримує видову сталість кількості хро¬мосом і обумовлює постійність видів на Землі. Якби число хромосом не зменшувалося, то в кожному наступному поколінні відбувалося би зростання їх вдвоє (у батьків – 46, у дітей – 92, у онуків – 184, у правнуків – 368 і т.д.).
3. Завдяки випадковій перекомбінації материнських і батьківських хромосом мейоз забезпечує генетичну різнорідність гамет. Тобто мейоз сприяє комбінативній мінливості (гени батьків комбінуються, внаслідок чого у дітей можуть з’являтися ознаки, яких не було у батьків). Комбінативна мінливість забезпечує велику різноманітність людства і дає можливість пристосуватися до зміни умов середовища, сприяючи виживанню виду.
4. Мейоз забезпечує різнорідність гамет за генетичним складом, внаслідок рекомбінації ділянками гомологічних (парних) батьківських хромосом сприяє утворенню хромосом нового генетичного складу. У профазі цьому сприяв кросинговер, в метафазі – вільне перекомбінування хромосом. Тобто виникає рекомбінація батьківських наборів хромосом.
Таким чином, одна статева клітина, вступивши в мейоз, утворює чотири статевих клітини, кожна з яких містить лише один гаплоїд¬ний набір.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1.    Дайте загальну характеристику мейозу.
2.    Хто вперше вказав на біологічне значення мейозу та в чому воно полягає?
3.    На якому етапі мейозу утворюються біваленти?
4.    На якому етапі мейозу відбувається розходження гомологічних хромосом?

1.3. Гаметогенез
Мейоз з його стадіями та фазами розвитку статевих клітин є лише одним з етапів процесу статевого розмноження; після мейозу починається етап формування зрілих статевих клітин – гамет¬. Процес утворення зрілих статевих клітин називається гаметогенезом.
Первинні статеві клітини в чоловічих та жіночих статевих залозах (гонадах) проходять ряд послідовних мітотичних та мейотичних поділів, в результаті чого утворюються зрілі чоловічі гамети (сперматозоїди) і жіночі гамети (яйцеклітини). В обох випадках процес поділяється на три фази – фазу розмноження, фазу росту та фазу дозрівання.
Гаметогенез, який характеризується рядом важливих біологічних процесів, проходить по-різному при формуванні сперматозоїдів (сперматогенез) та яйцеклітин (овогенез).
Сперматогенез. Сперматозоїди (спермії) утворюються в результаті ряду послідовних клітинних поділів, які називаються у сукупності сперматогенезом (мал. 4).


Мал. 4. Схема процесу сперматогенезу у людини

Процес утворення спермія займає приблизно 70 днів; на 1 г ваги яєчка утворюється 107 сперміїв на добу. Яєчка містять багато компактно покручених сім’яних канальців, стінка яких утворена декількома шарами клітин. Вони представляють собою послідовні стадії розвитку сперматозоїдів. Зовнішній шар клітин складається з сперматогоніїв – клітин округлої форми з відносно великим ядром та значною кількістю цитоплазми. В період ембріонального розвитку та після народження до статевого дозрівання сперматогонії розмножуються шляхом мітозу. В процесі ряду мітотичних поділів при збереженні диплоїдного набору хромосом збільшується кількість сперматогоніїв та розміри яєчка. Період інтенсивного поділу сперматогоніїв називається періодом розмноження.
Після настання статевої зрілості частина сперматогоніїв продовжує поділ шляхом мітозу, а деякі з сперматогоніїв переміщуються в зону росту, яка розташована ближче до просвіту сім’яного канальця. В цій зоні відбувається значне зростання розмірів клітин за рахунок збільшення кількості цитоплазми. На цій стадії розвитку незрілі чоловічі статеві клітини з диплоїдним набором хромосом називають сперматоцитами першого порядку.
Третій період розвитку чоловічих гамет має назву періоду дозрівання. В цей період відбувається два швидких у часі послідовних поділа клітин.
З кожного сперматоцита першого порядку спочатку утворюються два сперматоцита другого порядку (з гаплоїдним набором хромосом), а потім – чотири сперматиди, що мають овальну форму, значно менші розміри та гаплоїдний набір хромосом внаслідок екваційного поділу. Отже, з однієї диплоїдної клітини – сперматоциту першого порядку, в результаті двох мейотичних поділів утворюється чотири гаплоїдні сперматиди.
Процес перетворення сперматид в сперматозоїди називається сперміогенезом. У ньому приймають участь усі елементи ядра та цитоплазми. По всьому простору від зовнішнього шару стінки сім’яного канальця до його просвіту розташовані клітини Сертолі, або трофічні клітини, які забезпечують сперміям, що дозрівають, механічну опору, захист та живлення.
Усі поживні речовини та кисень, що надходять до гамет під час їх розвитку по кровоносним судинам, які оточують сім’яні канальці, а також продукти метаболізму, проходять через клітини Сертолі. Ці клітини секретують і рідину, з якою спермії проходять по канальцям.
Сперматозоїди, або спермії, – це дуже дрібні рухомі чоловічі гамети, що утворюються чоловічими гонадами – яєчками (мал. 5).
Мал. 5. Сперматозоїди людини

Сперматозоїд має довжину 0,06 мм. Кожний спермій можна підрозділити на ділянки. Головка спермія вкрита чохликом – акросомою і містить ядро з гаплоїдним числом хромосом. Акросома – це особлива структура, містить гідролітичні ферменти, що сприяють проникненню спермія в овоцит безпосередньо перед заплідненням. В короткій шийці спермія розташована пара центріолей, що лежать під прямим кутом одна до другої. Мікротрубочки однієї з центріолей подовжуються, утворюючи осьову нитку джгутика, яка проходить уздовж усієї іншої частини сперматозоїда. Середня частина сперміїв розширена за рахунок великої кількості мітохондрій, забраних у спіраль. Ці мітохондрії доставляють енергію для скоротливих механізмів, що забезпечують рух джгутика. Усі сперматозоїди несуть однаковий (негативний) електричний заряд, що перешкоджає їхньому склеюванню. Незрілі статеві клітини і сперматиди більш чутливі до впливу зовнішніх факторів порівняно із сперматозоїдами.
Овогенез. На відміну від утворення сперміїв, яке розпочинається у чоловіків тільки при статевому дозріванні, утворення яйцеклітин у жінок починається ще до їх народження і завершується для кожної даної яйцеклітини тільки після її запліднення (мал. 6).
Під час розвитку плоду первинні статеві клітини багаторазово діляться шляхом мітозу, утворюючи значну кількість клітин, які називаються овогоніями (дрібні клітини з відносно великим ядром і невеликою кількістю цитоплазми). Після фази розмноження при збереженні диплоїдного набору хромосом, клітини збільшуються у розмірах. На цій стадії вони мають назву ооцити І порядку. В яєчнику дівчинки в період внутрішньоутробного розвитку закладається близько 400 000 ооцитів І порядку на першій стадії мейотичного поділу (профаза). Хромосоми кожної пари кон’югують між собою, утворюючи хіазми, і подальший поділ ооцитів І порядку припиняється.
З настанням статевої зрілості відбувається подальше дозрівання ооцита І порядку – кожен місяць одного, аж до менопаузи.

Мал. 6. Схема процесу овогенезу в людини

Перед овуляцією ооцит І порядку вступає у перший мейотичний поділ, утворюючи гаплоїдний ооцит ІІ порядку (з великою кількістю цитоплазми) та перше полярне тільце (з малою кількістю цитоплазми). Другий мейотичний поділ доходить до метафази, але не продовжується далі, поки ооцит не з’єднається з сперматозоїдом. При заплідненні ооцит ІІ порядку здійснюється мейотичний поділ, утворюючи велику клітину – яйце, а також друге полярне тільце. Перше полярне тільце, в свою чергу, ділиться на два. Таким чином, з одного ооцита І порядку утворюється яйцеклітина і три полярних тільця.
Останні містять незначну кількість цитоплазми, тому є нежиттєздатними і незабаром відмирають. Але інколи полярне тільце містить достатній запас цитоплазми і може бути запліднене. Це один з можливих механізмів походження двояйцевих близнюків.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1)    Що таке гаметогенез?
2)    Назвіть фази гаметогенезу.
3)    Що таке сперматогенез?
4)    Що таке овогенез?
5)    У яких чоловічих і жіночих клітинах відбувається:
а) мітоз?
б) перший поділ мейозу?
в) другий поділ мейозу?
6)    Які статеві клітини завжди знаходяться:
а) в яєчнику дорослої жінки?
б) в яєчку дорослого чоловіка?
7)    Які жіночі і чоловічі статеві клітини мають диплоїдну кількість хромосом?
8)    Які чоловічі і жіночі статеві клітини мають гаплоїдну кількість хромосом?
9)    Який механізм забезпечує генетичну ідентичність усіх сперматогоніїв і сперматоцитів першого порядку у одного й того самого чоловіка?
10)    Які клітини утворюються в результаті І етапу мейозу під час овогенезу та під час сперматогенезу?
11)    Які є відмінності між чоловічою і жіночою гаметами людини?

1.4. Особливості успадкування статі
Перші згадки про статеві хромосо¬ми знаходимо в роботах Генгкінга (1891). Поступово формувалося уяв¬лення, що хромосоми визначають стать тварин і передаються від одного покоління до другого так, як і фактори, що визначають успад¬кування інших ознак.
Понад 80 років тому цитогенетики довели залежність формування статі від набору хромосом, який набуває зигота в результаті злиття батьківских статевих клітин.
Стать людини визначається однією парою хромосом, які отримали назву статевих. У людини, як і у багатьох видів тварин, жіночі особини в соматичних клітинах мають дві Х-хромосоми, а чоловічі – Х- та Y-хромосоми. Отже, всі яйцеклітини містять Х-хромосоми, і в цьому відношенні всі однакові. Сперматазоїди у цих організмів ут-ворюються двох типів: одні містять Х-хромосому, інші – Y-хромосому, тому при заплідненні можливі дві комбінації:
1. Яйцеклітина запліднюється сперматазоїдом, який несе статеву X-хромосому; утворюється зигота, з якої розвивається ембріон і плід жіночої статі (XX).
2. Яйцеклітина запліднюється сперматазоїдом, який несе статеву Y-хромосому. Поєднання в зиготі Х-та Y-хромосом веде до розвитку чоловічого організму (ХY) (мал.7).
Наявність Y-хромосоми завжди визначає чоловічу стать новонародженого навіть при хромосомних порушеннях, коли разом з Y-хромо¬сомою в клітині присутні дві або більше Х-хромосоми. Хоча існує захворювання – тестикулярна фемінізація – при якому чоловічий хро¬мосомний набір (46, ХY) виявляється в індивидів з жіночим фенотипом (такі жінки безплідні). Існує припущення, що однією з таких жі¬нок була англійська королева Єлизавета: вона не одружувалась, не мала спадкоємців та, хоч і не була зовсім байдужою до чоловіків, вдачу, волю та розум мала чоловічі.


Мал. 7. Визначення статі

Чоловіки, позбавлені Y-хромосоми, зустрічаються надзвичайно рідко. Певно, у таких індивідумів міститься сегмент Y-хромосоми, транслокований на іншу хромосому, і тому існують складнощі у його виявленні.
Доведено, що чоловіки мають гени чоловічої статі не тільки в Y-хромосомі; у невеликій кількості вони містяться і в Х-хромосомі та аутосомах. Вони мають також гени жіночої статі. Жінки, як і чоловіки, мають гени як жіночої так і у невеликій кількості і чоловічої статі. Людина генетично бісексуальна.
Спермотозоїдів з X-хромосомою та Y-хромосомою майже однакова кількість, тому особин чоловічої та жіночої статі народжується приблизно порівну. У людини відсоток хлопчиків при народженні – 51. Стать з двома однаковими статевими хромосомами (XX) називається гомогаметною, так як усі гамети однакові, а стать з різними статевими хромосомами (ХY) – гетерогаметною (утворюєть-ся два типи гамет). У людини гомогаметна стать – жіноча, гетерогаметна – чоловіча.
Останні спостереження англійських вчених з Кембриджської клініки генетики свідчать про те, що протягом перших двох місяців внутрішньоутробного розвитку стать дитини може змінюватися. Як це відбувається? Як відомо, жіноча Х-хромосома на чверть довша за чоловічу Y-хромосому. Саме ця “четвертинка” може з’являтись чи зникати. Перші два місяці розвитку ембріону йде тестування його життєздатності, переві¬ряється все, що дісталось йому у спадок – від фізіології до темпе¬раменту та здібностей. Природа вирішує, як краще розвинутись дитині, щоб реалізувати цей потенціал – чоловічій чи жіночій. За даними англійських генетиків зміна статі відбувається в основному тоді, коли майбутній дитині загрожує хвороба. На жаль, цей механізм спрацьовує не завжди: в деяких випадках генетичні пошкодження настільки значні, що навіть ця природна страховка виявляється безсилою. Сучасні лабораторні методи дозволяють визначити перетворення зародку тільки з жіно¬чого на чоловічий шляхом виявлення нерозчинної молекули хромосомної “четвертинки”. Дізнатися, чи була жінка чоловіком, поки що вченим не вдається.
Існує гіпотеза, за якою в деяких випадках зміна статі може бути пов’язана із здоров’ям матері. Наприклад, якщо у неї вірусне захворю¬вання, при якому може бути пошкоджена X-хромосома (наприклад, деякі пріонні захворювання, гепатит В, ящур). В таких випадках Х-хромосома сама змінюється на Y, а стать відповідно з жіночої на чоловічу.
У всі часи людей хвилювало питання про можливість впливу на стать нащадків. Для пророкування статі дитини застосовувались усі засоби магії: астрологія, теорія магічних чисел, сновидіння, вивчення нутро¬щів тварин жертвопринесення, тлумачення ліній польоту птахів та ін.
Опис, можливо, найдавнішого з відомих людству методів визначення статі плоду, знайдено у єгипетському папірусі, датованому приблизно 1350 р. до н.е. В ньому розповідається про спосіб, який об’єднує діагноз вагітності з пророченням статі плоду. Ґрунтується він на застосуванні сечі жінок, яку використовували для щоденного змочування зерен ячменю та пшениці: якщо проростав ячмінь, то пророкували народження дівчинки, якщо пшениця – хлопчика. У випадку, коли насіння не проростало взагалі, вважали, що жінка не вагітна. У 1933 р. цей стародавній спосіб намагались відтворити деякі дослідники. Вони повідомили, що точність пророцтва була досягнута у 80% випадків.
Анаксагор гадав, що здатність відтворювати індивідуумів тієї чи іншої статі розподіляється між правою та лівою половинами людського тіла. Праву сторону тіла вважали більш сильнішою та життездатною – чоловічою, а ліву – жіночою. Тому, щоб народилась дівчинка, чолові¬ку рекомендувалось лежати зліва від жінки, а щоб хлопчик – справа.
При тлумаченні сновидінь в Індії вважали, що якщо жінка у сні бачить їжу, якій віддають перевагу чоловіки, у неї, ймовірно, народиться хлопчик. Колись в Росії сни, в яких фігурували ножі та дубинки, означали народження хлопчика, а сни про весну чи веселих друзів – дівчин¬ку. В средньовічній Японії гадали, що жінки, які хочуть хлопчика, по¬винні займатись чоловічими справами, зокрема, полюванням.
Такі ознаки, як пігментна лінія, утворена під час вагітності між лобком та пупком, поява веснянок на обличчі у вагітноі жінки, сильне блювання пророкували народження хлопчика.
Закономірності успадкування та розвитку статі особливо цікавили лікарів-акушерів, багато з яких прославились своїми працями про вивчення данної про¬блеми. Так, в огляді І.Ф.Сутковського зазначено, що при проведенні аналізу статистики великої кількості пологів, Естерлен встановив, що на 100 дів¬чаток народжується 106 хлопчиків.
Альфред на основі власних спостережень стверджував, що, якщо запліднення відбувається в молодому віці жінки, то народжуються хлопчики.
В.Н.Шредер також вважав: чим молодшою дівчина виходить заміж, тим більше шансів, що першим у неї народиться хлопчик. Хлопчиків більше народжується і тоді, коли чоловік старший за дружину. На 100 дівчаток народжується у цьому випадку 121 хлопчик. Якщо вік батьків однаковий, то на 100 дівчаток народжується 94 хлопчики, а якщо чоловік молодший за дружину, то на 100 дівчаток народжується 85 хлопчиків.
Надалі можливість регуляції утворення статі почали шукати в тих хімічних змінах, які відбуваються при статевому акті в жіночих статевих шляхах. Відомо, що сім’яна рідина чоловіка складається з трьох компонентів, які виробляються яєчками, сім’яними міхурцями та передміхуро¬вою залозою (секрет цієї залози має рН 7,2-7,6 та специфічний запах). У піхві жінки за звичайних умов кисле середовище. Але під час статевого оргазму матка скорочується і слиз з каналу шийки матки, реакція якого лужна, видавлюється у піхву. Після цього у піхві може відбутись нейтралізація кислого середовища, вміст піхви стає нейтральним, що може мати вирішальне значення для відтворення статі нащадків.
І.Ф.Сутковський вважав, що якщо під час статевого акту у чоло¬віка оргазм відбувається раніше, ніж у жінки, то спермії попа¬дають в кисле середовище піхви і в цьому випадку народжується жіноча стать; якщо еякуляція відбувається після того, як настане оргазм у жінки і реакція вмісту піхви зміниться на нейтральну, то у цьому випадку народжу-ється хлопчик. Закономірності, які були помічені, Сутковський переніс на тварин, де й знайшов підтвердження своїх спостережень. Якщо запліднення у тварин відбувається на початку тічки, то сім’я самця попадає в кисле середовище піхви, при цьому розвивається жіноча стать; якщо ж в кінці тічки, то у самки задоволення настає раніше і сім’я попадає в нейтральне середовище піхви, що сприяє розвитку нащадків чоловічої статі.
Під час війни, коли гинуть переважно чоловіки і спостерігається спад народжуваності, в деяких країнах жінкам пропонували проводити содові спринцювання піхви для збільшення нащадків чоловічої статі. Проте ряд спостережень свідчить, що у воєнні роки народжується взагалі хлопчиків більше ніж дівчаток.
Д.Л.Длигач (1972) виявив цікаві закономірності при проведенні вимірювання росту батьків дітей різної статі. В тих сім’ях, де ріст матері перевищував ріст батька більше, ніж на 5 см, народжувались переважно хлопчики. В тих сім’ях, в яких ріст чоловіка був більший за ріст жінки – народжувались переважно дівчатка.
Різні сім’ї відрізняються між собою ймовірностями народження хлопчиків та дівчаток. Відомі випадки з незвичайним співвідношенням статей протягом поколінь. Так, К.Штерн наводить два родоводи, в одно¬му з яких протягом трьох поколінь народилось 72 дочки і жодного сина, а в другому – усі діти в 11-ти поколіннях були чоловічої статі.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1.    Розвиток уявлень щодо успадкування статі.
2.    Яка пара хромосом визначає стать людини?
3.    Вкажіть на можливі комбінації статевих хромосом в зиготі при заплідненні.
4.    В яких структурах клітин чоловічого організму знаходяться гени чоловічої статі?
5.    Поясніть генетичну бісексуальність людини.
6.    Чому народжується майже однакова кількість особин чоловічої та жіночої статі?
7.    У людини гомогаметна стать:
а) чоловіча?
б) жіноча?
8.    У людини гетерогаметна стать:
а) жіноча?
б) чоловіча?
9.    Чи можлива зміна статі дитини протягом внутрішньоутробного розвитку?

1.5. Диференціація статі
У процесі розвитку зиготи відбувається становлення, або диференціація статі. Під диференціацією статі розуміють процес розвитку, який призводить до різниці між чолові¬чим та жіночим організмами в ході онтогенезу. Статева диференціація визначає анатомічну, фізіологічну та біохімічну організацію особини. Статеві відмінності стосуються внутрішніх та зовнішніх органів розмноження, зовнішньої морфології особини, складних актів поведінки, обміну речовин, гормональної діяльності, тривалості життя та ін.
Розрізняють первинні та вторинні статеві ознаки. До первинних статевих ознак відносять ті морфологічні і фізіологічні особливості організму, які забезпечують утворення гамет та поєднання їх у процесі запліднення, а також відмінності у будові внутрішніх та зовнішніх орга¬нів розмноження. Первинні статеві ознаки визначаються при заплідненні та в ембріональному періоді – до 8-го тижня включно після запліднен¬ня. Їх розвиток продовжується в плодному періоді (починаючи з 9-го тиж¬ня) та після народження. З початком пубертатного періоду та аж до за-вершення статевого дозрівання формуються вторинні статеві ознаки.
До вторинних статевих ознак відносять ознаки та властивості організму, які безпосередньо не забезпечують процеси гаметогенезу та запліднення, але відіграють роль у статевому розмноженні. Такий поділ умовний, тому що вторинні ознаки, які контролюються гормональною діяль¬ністю, безпосередньо пов’язані з нормальним функціонуванням первинностатевих органів – гонад – в системі всього організму.
Статеве диференціювання ембріонів людини починається з утворення гонад. Оскільки організм людини в своїй основі є бісексуальним, зародкові гонади у ембріонів людини та багатьох тварин двоїстої природи або, точніше, індиферентні у статевому відношенні. У ембріонів раннього періоду статеві залози представлені генітальними валиками, які ще не містять статевих клітин. Первинні статеві клітини (гоноцити) утворюються в жовтковому мішку ембріона близько 25-го дня ембріонального розвитку і на 30-й день амебоїдними рухами вони мігрують в генітальні валики, з яких потім розвиваються статеві залози. Залежно від того, в яку частину генітальних валиків (периферичну чи центральну) вони проникають, розвивається яєчник чи яєч¬ко. Міграція гоноцитів в периферичну чи центральну частину геніталь¬ного валика визначається геном SRY Y-хромосоми, який відноси¬ться до родини ДНК-регуляторних генів Sox. Ген SRY кодує регуляторний фактор TDF – один з індукторів розвитку чоловічої статевої залози. В хромосомі 17 міститься Sox-подібний ген SRA1, мутації якого призводять до реверсії статі (генетичні чоловіки мають жіночий фенотип). Відповідно до цих статевих перетворень зародків відбувається диференціація i статевих шляхів. На ранніх стадіях розвитку ембріона генітальний тракт формується з індиферентних (однакових для обох статей) структур: мюллерових та вольфових проток, що впадають в сечостатевий синус. З кожної з них формуються внутрішні статеві органи. Сечостатевий синус утворює структури, з яких формуються зовнішні статеві органи.
При розвитку жіночої статевої системи вольфові протоки регресують, а з мюллерових – утворюються фаллопієві труби, матка та верхня частина піхви. Сечостатевий синус дає початок клітору, малим та великим статевим губам.
При формуванні чоловічої статевої системи регресують мюллерові протоки, а вольфові – диференціюються в сім’явиносну протоку, сім’яні мі¬хурці та придаток яєчка. З сечостатевого синусу розвивається статевий член, калитка та передміхурова залоза.
Для диференціації жіночого фенотипу статеві гормони не потріб¬ні (жіночий фенотип є нейтральним), а для нормального розвитку чолові¬чого фенотипу необхідна наявність двох факторів, які синтезуються в яєчках: а) антимюллерового гормону, що викликає регресію мюллерових проток, та б) тестостерону, що забезпечує перетворення вольфових проток у чоловічі статеві органи. Продукт подальшого перетворення тестостерона – дигідротестостерон – сприяє розвитку зовнішніх статевих органів чоло¬віків. Це перетворення здійснює фермент 5-α-редуктаза, дефект якого приз¬водить до порушення нормальної диференціації зовнішніх статевих органів.
Стать людини визначається такими компонентами: набором статевих хромосом, генеративними елементами гонад, вмістом в організмі статевих гормонів, вторинними статевими ознаками, внутрішніми та зовнішніми статевими органами, психо-сексуальною спрямованістю. В широкому розумінні, якщо який-небудь з компонентів статі у суб’єкта не відповідає усім ін¬шим, його можна віднести до групи гермафродитів.
Гермафродитизм – це вроджена патологія, в більшості випадків генетично обумовлена; це наявність в однієї особи ознак обох статей. У грецькій міфології сина Гермеса та Афродіти, прекрасного юнака Гермафродита поко-хала німфа з джерела Салмакіда. Боги зглянулись на її палкі благання про вічне з’єднання з ним, тіла їх злились в одне ціле, утворивши дво¬статеву істоту (мал. 8).


Рис. 8. Двостатева істота за грецькою міфологією

Розрізняють справжній та несправжній гермафродитизм. Справжній гермафродитизм – рідкісне захворювання, яке, за даними літератури, характеризується жіночим набором статевих хромосом (46#ХХ) в 80%, решта ви¬падків – (46 ХY) та мозаїцизм (стан, при якому індивід складається з клітин двох видів: з нормальним числом хромосом та з зайвою хромосомою). Справжній гермафродитизм характеризується наявністю у людини статевих залоз обох статей (яєчники та яєчка) за умови їх одночасного функціону¬вання. Така вада у практиці зустрічається дуже рідко, бо такі діти народ¬жуються з аномаліями інших органів, що несумісні з життям, і гинуть у перші дні після народження (мал. 9). В світовій літературі описано 146 таких випадків.

Мал. 9. Справжній герма-фродитизм. Penis довжиною 6,5 см. В уретру вве¬дена гумова трубка, у піхві знаходиться металевий зонд. У великих стате¬вих губах розташовані яєчка, в брюшній порожнині – яєчники

Несправжній гермафродитизм (псевдогермафродитизм) – вада, при якій будова зовнішніх статевих органів та вторинні статеві ознаки не відпо¬відають характеру статевої залози. При несправжньому жіночому гермафродитизмі внутрішні статеві органи та статеві залози – жіночі, а зовнішні статеві органи розвинуті подібно до чоловічих – клітор збільшений і нагадує пеніс, великі статеві губи гіпертрофовані і нагадують калитку (каріотип 46,ХХ). При несправжньому чоловічому гермафродитизмі статеві залози чоловічі, а будова статевих органів нагадує жіночу. Каріотип таких особин 46,XY, або 45,Х/46,ХY; 46,ХХ/46,ХY. При дефіциті дигідротестостерону формування зовнішніх статевих органів відбувається за жіночим типом, а внутрішні статеві органи – чоловічі.
Одним з важливих лікувальних заходів при гермафродитизмі є оперативна зміна статі. Такого роду хірургічні втручання можна проводити у відпо¬відному віці з урахуванням бажання та наступною соціальною адаптацією хворих. Зміна статі у дітей 3-4 років не викликає психологічних труднощів. У віці 7-10 років така зміна переноситься тяжко, тому що у цьому віці вже достатньо стале усвідомлення статевої належності, а поняття статі в розумінні статевої функції ще не існує. З пубертатного періоду діти починають усвідомлювати свою інтерсексуальність і стають дуже вразливими, часто самі наполягають на визначенні своєї статі. В цілому, у хворих віком 16-20 років адаптація до зміни жіночої статі на чоловічу психоло¬гічно відбувається легше, ніж при зміні чоловічої на жіночу стать (особ¬ливості чоловічої поведінки набуваються легше).
Отже, первинне визначення статі здійснюється генами, що розташовані в статевих хромосомах. Ці гени зумовлюють розвиток гонад; гонади продукують відповідні гормони, що впливають на розвиток соматичних ознак статі. На основі соматичних ознак визначається громадянська стать, а тоді – психічна та соціальна стать.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1.    Дайте загальну характеристику процесу диференціація статі.
2.    Які особливості організму відносять до первинних статевих ознак?
3.    Які ознаки та властивості організму відносять до вторинних статевих ознак?
4.    Розкрийте механізм статевого диференціювання ембріонів людини.
5.    Як відбувається диференціація статевих шляхів зародків?
6.    Наявність яких факторів необхідна для нормального розвитку чоловічого фенотипу?
7.    Якими компонентами визначається стать людини?
8.    Аномалії статевої диференціації – гермафродитизм.

1.6. Успадкування ознак у людини, зчеплених зі статю
Статеві хромосоми, крім визна¬чення статі, виконують і інші функції, оскільки містять гени, які вплива¬ють на різні системи органів. Успадкування ознак і властивостей, зумов¬лених генами, локалізова-ними в статевих хромосомах, називається успадкуванням, зчепленим зі статтю. Це явище було відкрито Т.Морганом. Х- і Y-хромосоми мають багато в чому різну структуру і містять як гомологічну, так і негомологічні ділянки. Крім генів, що зумовлюють розвиток статевих залоз за чоловічим або жіночим типом (які визначають стать), у статевих хромосомах розміщені і інші гени. Харак¬тер зчепленого зі статтю успадкування істотно залежить від того, в яких статевих хромосомах і в яких їх ділянках розміщені ті чи інші гени.
У статевих хромосомах міститься найбільша група зчеплення; до її складу входить близько 40 генів. Ці гени поділяються на три підгрупи залежно від того, в яких частинах Х і Y-хромосом вони розташовані (мал. 10).


Мал. 10. Найбільш імовірне розташування в гомологічних ділянках
X- та Y-хромосом генів, не повністю зчеплених зі статтю (за Ніл і Шелом, І963). Зверху зліва – гени, розташовані в непарній з Y-хромосомою ділян¬ці Х-хромосоми. Зверху справа – гени, розташовані в непарній ділянці
Y-хромосоми. Знизу, справа та зліва – гени, розташовані в парній ділян¬ці
Х-хромосоми. Цифри показують частоту (%) рекомбінацій з ділянкою хромосоми, що визначає стать

До першої підгрупи віднесено гени, розташовані в парному сегменті статевих хромосом (в тій ділянці, яка однакова у Х і Y-хромо-сом). Такі гени частково зчеплені зі статтю і залишаються обмеженими Х-хромосомою тільки до кросинговеру між локусом їх розташування. Після такого кросинговеру гени переходять із X- у Y-хромосому, і виникає вже успадкування, характерне для генів, частково зчеплених із Y-хромосомою. До цієї підгрупи відноситься багато генів, зчеплених зі статтю. Звідси у людини, на відміну від дрозофіли, Y-хромосома генетична активна і містить певну кількість генів.
Другу підгрупу складають гени, розташовані у ділянці X-хромо-соми, відповідної якій у Y-хромосоми немає. Такі гени повністю зчеплені зі статтю, передаються нащадкам разом з Х-хромосомою і не можуть переходити з X- в Y-хромосому. Число генів, які входять в цю підгрупу, у людини досить велике.
Третю підгрупу складають гени непарної ділянки Y-хромосоми. Такі гени отримали назву голандричні, вони обмежені тільки чолові-чою статтю і число їх невелике (всього п’ять: риб’яча шкіра, перетинчасті пальці, підвищена кількість волосся у зовнішньому слуховому проході та ін.)
Ознаки, зчеплені зі статтю, виявлено у дводольних рослин, бага-тьох тварин і людини. Такі спадкові хвороби, як дальтонізм і гемофі-лія, викликаються рецесивними генами, локалізованими в X-хромосо-мі. Жінки, гетерозиготні за цими генами, є носіями хвороб, а у чолові-ків рецесивні гени, перебуваючи в гомозиготному стані, проявляють свою дію.
Дальтонізм, або “кольорова сліпота”, полягає у порушенні сприйняття червоного і зеленого кольорів. Кількість випадків цього захворювання серед населення різних країн визначається як 3-4% для чоловіків і тіль¬ки 0,2-0,3% для жінок. Ще в 1910 р. було з’ясовано локалізацію генів “кольорової сліпоти”. Виявилось, що нормальний кольоровий зір є домі¬нантним по відношенню до “кольорової сліпоти”. В залежності від того, які саме гени, що визначають зір, містяться в Х-хромосомі, розрізняють три типи жінок: 1. Гомозиготні за нормальним зором – обидва гени нормальні. 2. Гомозиготні за “кольоровою сліпотою” – Х-хромосоми містять обидва дефектних гена. 3. Гетеро-зиготні – один ген нормальний, другий – дефектний.
Якщо чоловік отримав від матері Х-хромосому, яка несе ген даль¬тонізму, то він буде дальтоніком, тому що в Y-хромосомі домінантний алель нормального зору, який би міг подавити прояв рецесивного гену “кольорової сліпоти”, відсутній. Жінка може бути дальтоніком тільки при наявності Х-хромосом з рецесивним геном “кольорової сліпоти” в кожній з них.
Чоловіки-дальтоніки не передають цей дефект синам, так як ті отри¬мують свою єдину Х-хромосому від матері. Проте, дочки можуть виявитись носіями Х-хромосоми з рецесивним геном дальтонізму і передавати її своїм синам.
Гемофілія – ще один приклад зчепленої зі статтю генної хвороби. Клінічні прояви хвороби – сильна, невпинна кровотеча в місцях ураже-ння внас¬лідок сповільненого згортання крові. На даний час визначенні 10 спадкових дефектів, котрі призводять до порушення зсідання крові. Найчастіше трапляються гемофілія А (дефектний фактор VІІІ) і гемо-філія В (дефектний фактор ІХ). Мутація, що відповідає за гемофілію А, трапляється з частотою 1:10000, гемофілію В – 1:100000 (у 10 разів рідше). Водночас гемофілія В у популяції спостерігається лише в 5 разів рідше у зв’язку з ранньою смертністю дітей з гемофілією А.
Це спадкове захворювання відоме ще за стародавніх часів: повідомлення в Талмуді при¬падають на ІІ ст.н.е. Вже тоді немовлят чоловічої статі звільняли від обрізання, якщо у старших братів після цієї ритуальної процедури спосте¬рігалась сильна кровотеча. Гемофілія була розповсюджена серед представни¬ків королівських сімей Європи. Вперше ген гемофілії виник, мабуть, в ре¬зультаті мутації у англійської королеви Вікторії. Вона була гетерозиготним носієм цього гену і передала його сину та двом дочкам. Нащадки коро¬леви Вікторії розповсюдили цю ознаку на багатьох королівських сім’ях.
На гемофілію хворіють чоловіки, хоча її передають їм жінки. Ген гемофілії рецесивний, тому у більшості гетерозиготних жінок він не проявляється, хоча у них і спостерігається деяке збільшення часу згортання крові. Саме за цією ознакою можна відрізнити носіїв даного гену від здоро¬вих людей. У жінок гемофілія виникає тільки при наявності двох уражених Х-хромосом: від хворого на гемофілію батька та від матері-носія патологічного гену. Описано 24 випадки гемофілії у жінок. За статистикою один хворий припадає на 5000 новонароджених хлопчиків. Хворі на гемофілію страждають непліддям.
До недавна вважалося, що гемофілія невиліковна. Тепер доведено, що введення хворим сироватки крові із відповідним фактором усуває смертельну кровотечу. Американські вчені запропонували викорис-товувати новітні досягнення генної терапії для лікування цього захворювання. Експериментальна методика лікування гемофілії, яка полягає у введенні хворим фібробластів з власної шкіри, насичених генами фактору згортання крові VІІІ, дала ефективні результати.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1.    Що називають успадкуванням, зчепленим зі статтю?
2.    Від чого залежить характер зчепленого зі статтю успадкування ознак?
3.    Наведіть приклади зчеплених зі статтю генних хвороб.
4.    Яку ознаку визначає ген, що домінує над геном дальтонізму?
5.    Чи можна вважати, що ген дальтонізму знаходиться в Y-хромо-сомі?
6.    Що таке гемофілія?

1.7. Хромосомні хвороби
Хромосомні хвороби поділяються на дві групи: викликані зміною числа хромосом або зміною структури хромосоми, які видимі у світловий мікроскоп.
Зміна кількості хромосом виникає при порушенні розподілу їх в дочірніх клітинах при першому і другому мейотичних поділах під час гаметогенезу або в перших дробленнях заплідненої яйцеклітини. Механізм виникнення змін такий:
а) порушення розходження під час анафази редуплікованої хромо-соми викличе надходження в одну дочірню клітину подвоєних хромосом;
б) порушення кон’югації гомологічних хромосом, внаслідок чого зазнає змін нормальне розходження гомологів до дочірніх клітин;
в) втрата хромосоми при її відставанні в анафазі при розходженні у дочірні клітини.
Хромосомні хвороби, які виникають при числових порушеннях, можуть бути обумовлені або зміною плоїдності (2n+n) хромосомного набору (поліплоїдія), або внаслідок відхилення числа хромосом від диплоїдного по кожній з окремих пар у бік зменшення (моносомія) або збільшення (трисомія й інші форми полісомій) їх числа. Триплоїди і тетраплоїди зустрічаються в основному серед спонтанних абортованих ембріонів або плодів і серед мертвонароджених.
Яка ж загальна клінічна характеристика хромосомних хвороб? Майже всі вони супроводжуються множинними порушеннями скелета і психіки, уродженими вадами зовнішніх і внутрішніх статевих органів, сповільнених ростом, порушенням функції нервової та ендокринної систем.
У жінок найчастіше зустрічаються аномалії статевих хромосом у вигляді синдромів Шерешевського-Тернера (Х0) та трипло-Х (XXX), а у чоловіків – синдром Клайнфелтера (ХХY) та подвійної хромосоми Y (ХYY).
Синдром Шерешевського-Тернера (Х0) вперше описано Н.А.Шере-шев¬ським в 1925 р., а потім у 1938 р. – Тернером. В 1959 р. К.Форд встановив, що у цих хворих тільки одна Х-хромосома, а каріотип описується формулою 45, Х0. При народженні така дитина виглядає як дівчинка, при цьому часто спостерігаєть¬ся лімфатичний набряк кінцівок та надлишок шкіри на шиї. Дорослі жінки заз¬вичай низького зросту (135-140 см) з недорозвинутими яєчниками та зовніш¬німи статевими органами. Характерною особливістю цих хворих є криловидна складка на шиї, деформація вушних раковин, відсутність молочних залоз та менструальних виділень. В 50% випадків хворі розумово відсталі, крім цього, у 40% – спостерігається порушення слуху, у 60% – аномалії сечовидільної системи та у 20% – аномалії серця. Причина народження дітей з синдромом Шерешевського до теперішнього часу остаточно не виявлена. Вік батьків не має значення, але такі діти народжуються частіше у батьків низького зросту з нормальним каріотипом. Втрата Х-хромосоми, мабуть, відбува¬ється на перших етапах поділу зиготи. Єдина Х-хромосома цих хворих може бути як від батька, так і від матері. Серед мимовільних абортів синдром Тернера зустрічається у 20% випадків і тільки приблизно 2% жінок, що ва¬гітні плодом з цим синдромом, зберігають вагітність до кінця і народжують живих дітей. Цікаво, що серед братів та сестер таких уражених жінок в 5-10 разів частіше, ніж зазвичай, зустрічаються близнюки і більшість з них – однояйцеві. Лікування хворих з синдромом Шерешевського-Тернера спрямо¬вано в основному на корекцію вторинних статевих ознак.
Синдром трипло – Х (XXX) характеризується різноманітними клінічними проявами, найбільш характерним з яких є розумова відсталість. У середньому жінки з каріотипом XXX зустрічаються з частотою 1-1,4 на 1000 народжених дівчаток. Близько 30% таких хворих зберігають генеративну функцію та мають нормальних дітей. Іноді зустрічаються варіанти з 4-5 Х-хромосомами, що супровод-жується більш тяжким інфантилізмом та більш глибоким ступенем дебільності (коефіціент розумового розвитку – IQ-50).
Синдром Клайнфелтера (ХХY): у 1942 р. лікар Х.Клайнфелтер описав групу з 9 чоловіків з ненормально розвинутими молочними залозами, малими яєчками та відсутністю сперматозоїдів. Деякі статеві гормони, що були знайдені у їх сечі, зазвичай виявлялись у кастрованих чоловіків. Крім цього, тілобудова у них була жіночого типу та нагадували вони євнухів. Такий стан у більшості випадків проявляється та діагностується тільки після до-сягнення статевої зрілості. Чоловіки, що страждають на цю хворобу, зазви¬чай мають зріст вище середнього та відстають у інтелектуальному відношен¬ні. Неодноразово такі хворі засуджувались за невеликі злочини та стате¬ві збочення, а багато з них опиняються в психіатричних лікарнях та в’язницях. Практично усі вони страждають на безпліддя. В 1959 р., приблизно через 14 р. після встановлення Клайнфелтером клінічних проявів цього порушення, відразу декілька груп дослідників у різних країнах відкрили хромосомну формулу цих чоловіків – ХХY. В подальшому було описано випадки з 3-ма та 4-ма Х-хромосомами. Чим більше Х-хромосом в каріотипі, тим більше виражені симптоми хвороби та ступінь дебільності. На теперішній час встановлено, що приблизно 11% випадків чоловічого безпліддя обумовлено хворобою Клайнфелтера. Гадають, що однією з імовірних причин виникнення цього захворювання може бути вік матері при народженні дитини: чим вона старша, тим небез¬пека народження хворої дитини більша.
Своєрідним різновидом синдрому Клайнфелтера є полісомний за хромосомою Y синдром ХYY, який виявлено нещодавно у клінічно здорового чоловіка. Час¬тота синдрому ХYY серед чоловіків з різними психічними порушеннями та анти¬соціальними проявами коливається від 0,45 до 15%. Клініка симптому ХYY в загальних рисах нагадує синдром Клайнфелтера, проте у чоловіків з хромо¬сомним комплексом ХYY зріст більше, ніж 180-185 см. Встановлено, що для нормальних чоловіків ризик потрапити протягом життя у в’язницю складає 1 ви-падок на 1000 (0,1%), а для чоловіків з ХYY хромосомами – 1%, тобто у 10 разів більше! Найбільш вірогідним поясненням того, що ХYY чо-лові¬ки створюють неприємності собі та іншим, є факт їхнього низького інтелек¬туального рівня, що обумовлює антисоціальну поведінку.
Відсутність Х-хромосоми в осіб чоловічої статі (45YО) несумісне з життям, вона виявляється серед спонтанно абортованих ембріонів або плодів і мертвонароджених.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1.    На які групи поділяються хромосомні хвороби?
2.    Який механізм виникнення зміни кількості хромосом?
3.    Що таке поліплоїдія, моносомія та трисомія?
4.    Яка загальна клінічна характеристика хромосомних хвороб?

1.8. Медико-генетичне консультування
Виняткове значення в профілактиці спадкових хвороб має медико-генетичне консультування, направлене на виявлення в популяції носіїв-індивідуумів, які самі не страждають від спадкових захворю-вань, але гетерозиготні за рецесивною мутацією, що здатна викликати хвороби, попередження появи в сім’ї хворої дитини. Якщо такими гетеро¬зиготними носіями будуть люди, які вступають у шлюб, то у них велика ймовірність народження дитини гомозиготної за рецесивним алелем і хворої на спадкове захворювання.
Медико-генетична служба України включає обласні і місцеві медико-генетичні центри – вид спеціалізованої допомоги сім’ям із спадковими хворобами, який направлений на визначення імовірності ризику та попередження появи хворої дитини. Прийняття рішення – мати чи не мати дітей, переривати чи не переривати вагітність – завжди залишається за батьками.
Суть медико-генетичного консультування:
1.    Встановлення діагнозу.
2.    Визначення прогнозу і ризику народження дитини зі спадковою патологією.
3.    Пояснення пацієнту і батькам імовірності повторних випадків.
4.    Допомога батькам в прийнятті рішення щодо доцільності пологів.
При ймовірності народження хворої дитини лікар-генетик рекомен-дує: чи утриматися від вагітності, чи провести, якщо вона настане, пренатальну діагностику.
Медико-генетичне консультування свої витоки бере з 20-х років XX сторіччя і пов’язане з ім’ям російського генетика і невропатолога С.М.Давиденкова. Пізніше в 40-х роках американський учений Д.Нель організував перший кабінет з медико-генетичного консультування.
За підрахунками, в консультації лікаря-генетика мають потребу від 5 до 25% всіх сімей.
У консультацію звертається родина, в якої є дитина із спадковим або вродженим захворюванням, або передбачається народження дитини, коли серед родичів є спадкові захворювання і батьки перебувають у родинному шлюбі і, накінець, якщо вік батьків за 35-40 років. За консультацією звертаються при вроджених вадах розвитку, затримці розвитку, низькорослості та ін., коли патологія може і не бути генетичної етіології.
Медико-генетична консультація – найбільш поширений метод профілактики спадкових хвороб.
В обласних медико-генетичних консультаціях виконують такі лабораторні обстеження: визначення статевого хроматину, каріотипування з використанням культури лімфоцитів периферичної крові, амніоцитів, клітин хоріона і плаценти, імуноферментне визначення в сироватці крові альфа – фетопротеіну і хоріогоніну, потовий тест для діагностики муковісцидозу та ін.
У медичній генетиці при проведенні медико-генетичного консультуван¬ня для попередження розвитку і прогнозу захворювання необхідно діагностувати гетерозиготний стан батьків як носіїв патологічного гена. Виявити в популяції гетерозиготних індивідуумів, які самі не хворіють на спадкове захворювання, але гетерозиготні за рецесивною мутацією, яка здатна його викликати, набуває виняткового значення. Успіхи в загальній генетиці (зчеплення і локалізація генів), молекулярній і біохімічній генетиці, знання механізмів дії генів, розшифрування характеру порушення первинних продуктів функції гена дозволили визначати гетерозиготний стан.
Виявити гетерозиготних носіїв особливо важливо у випадках з автосомно-рецесивним типом успадкування, в сім’ях, де є захворю¬вання, зчеплені з Х-хромосомою та при близькородинних шлюбах.
Гетерозиготне носійство, в ряді випадків, може бути встановлено вже при аналізі родоводу: наприклад, якщо батько жінки страждає рецесивним захворюванням, зчепленим з Х-хромосомою (гемофілія, міопатія Дюшена та ін.), то така жінка зі 100% ймовірністю гетеро-зиготна за цим геном і ризик захворювання для її синів складає 50%.
Гетерозиготним носіям не радять вступати в родинні шлюби, оскільки зростає ризик народження хворої дитини.
Пренатальна (до народження) діагностика при медико-генетичному консультуванні родин набула широкого застосування. Це найбільш ефективний метод розпізнати спадкову патологію (аномалії хромосом) і вади розвитку на досить ранніх етапах та запобігти народженню хворої дитини. У багатьох країнах цю діагностичну процедуру запроваджують як обов’язкову для всіх вагітних, старших 35 років. Пренатальна діагностика – комплекс обстежень, що передбачає: ультразвукове сканування, контрастну рентгенографію, фетоскопію, амніоцентез, біопсію хоріона, визначення альфа-фетопротеїну.
Основні показники для проведення пренатальної діа¬гностики:
1.    Поява в сім’ї точно встановленого спадкового захворювання;
2.    Вік майбутньої матері більший 35 років, батька – більший від 40#років;
3.    Поява у матері Х-зчепленого рецесивного патологічного гена;
4.    Вагітні, які мають в анамнезі спонтанні викидні, мертвонародження невстановленої етіології, діти з множинними вродженими вадами розвитку і з хромосомною патологією;
5.    Поява структурних перебудов хромосом (особливо транслокацій та інверсій) у одного з батьків;
6.    Гетерозиготність обох батьків по одній парі алелів при автосомно-рецесивних захворюваннях;
7.    Вагітні з зони підвищеного радіаційного забруднення, з тератоген-ним впливом та ін.
Амніоцентез проводять на 14-16 тижні вагітності під контролем ультразвукового дослідження, визначаючи точне розташування плаценти (мал. 11).
За допомогою шприца отримують 10-15 мл амніотичної рідини, визначають вміст в ній метаболітів, які характеризують стан плода, а також одержують клітини плода з метoю вивчення їхніх хромосом. Рідину і клітини піддають цитологічному, цитогенетичному, біохіміч-но-генетичному, імунологічному дослідженню. В поодиноких випад-ках амніоцентез може спричинити викидень. Цим методом можна визначити понад 100 хромосомних і генних аномалій.
Ультразвукове обстеження плоду (ехографія) займає провідне місце в комплексній пренатальній діагностиці хромосомних захворю-вань і дозволяє визначити досить різноманітний спектр вроджених вад розвитку плода і аномалій, пов’язаних з хромосомною патологією. Це безпечний та надійний метод, що проводиться всім вагітним жінкам тричі на 14-16-му, 20-21-му і 26-27-му тижнях вагітності. Метод ультразвукової діагностики грунтується на здібності високочастотних ультразвукових хвиль проникати у тканини плода, не ушкоджуючи їх. Датчик, який рухається по поверхні живота вагітної, одночасно виконує функцію випромінювача та приймача хвиль, відбитих від плода. Внаслідок перетворення ультразвукових хвиль на екрані комп’ютера виникає зображення плоду.


Мал. 11. Амніоцентез

Так визначають термін вагітності, величину і число плодів, життєздатність плоду, анатомічні відхилення в будові головки, хребта, кінцівок, серця, судин, ЦНС, положення плаценти, об’єм амніотичної рідини та ін.
Фетоскопія передбачає візуальне спостереження або фотографування плода в порожнині матки за допомогою еластичного зонда, з’єднаного з оптичною системою. Оптимальний термін обстеження – 18-21-й тиждень вагітності. Процедура може викликати викидень.
Дослідження ворсинок хоріона, оптимальний термін проведення якого з 9 до 12 тижнів вагітності, дозволяє виявити спадкову патологію на ранніх етапах розвитку плода. Хоріон – зовнішня оболонка амніотичного мішка, що оточує плід. За допомогою ультразвуку точно визначають місцезнаходження плода. Через піхву або черевну стінку у матку вводять канюлю (порожнисту трубку діаметром 1,5 мм) і беруть тканину для аналізу (мал. 12).

Мал. 12. Біопсія ворсинок хоріона

Клітини ворсинок з цих проб є основою для культивування клітин з їх наступним хромосомним аналізом. Інколи ця процедура може спричинити викидень або ушкодження пальців чи рук плода.
Тест на альфа-фетопротеїн (-ФП) грунтується на визначенні в сироватці крові вагітної або в амніотичній рідині ФП – кислого глікопротеїну, який продукується печінкою плода. Підвищення або зниження концентрації цього білка порівняно з нормою може свідчити про вади розвитку плода, багатоплідну вагітність та хромосомні патології.
Тест можна проводити на 15-20 тижнях вагітності, максимальна точність досягається на 16-18 тижнях.
Таким чином, із впровадженням у практику методів пренатальної діагностики виконується одне із завдань медичної генетики – запобігання народженню дітей з важкою спадковою або вродженою патологією.
Методи пренaтальної діагностики постійно удосконалюються. Найближчим часом будуть отримувати клітини плоду із крові матері. У крові вагітної циркулює близько 1 клітини плоду на 1 млн. клітин матері. Виділення таких клітин дозволить позбавити плід інвазійних втручань.
У Великій Британії триває опрацювання технології “Genechip” – комп’ютерної системи, яка здатна здійснювати спеціальний генетичний тест прогнозування очікуваної тривалості життя та вразливості щодо окремих захворювань. Комп’ютер, аналізуючи слину людини, здатен передбачити до 400 тисяч різних генетичних аномалій. Електронні зонди виділяють ДНК, зчитують її склад та на підставі цього судять про можливість або ризик захворіти на низку фатальних недуг з доволі точним передбаченням їх появи. Можливо, похмурі прогнози “Genechip” змусять людей змінити спосіб життя та позбутись шкідливих звичок.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1.    Принципи, етапи, значення медико-генетичного консультування.
2.    Структура, завдання, організація медико-генетичного консультування.
3.    Назвіть методи, що використовують для пренатальної діагностики спадкових хвороб і природжених вад розвитку.
4.    Яка спільна мета біопсії хоріона та амнеоцентезу?
5.    З якою метою проводять пренатальну діагностику?
6.    Яку інформацію можна одержати з результатів біохімічного дослідження амніотичної рідини?
7.    Який спосіб використовують для отримання амніотичної рідини?