Связь врожденных аномалий развития с полом

Связь врожденных аномалий развития с полом

Одни врожденные аномалии чаще встречаются у мужчин, другие—у женщин. Для объяснения этого непонятного факта привлекаются представления развитой ранее концепции о роли дифференциации полов как специализации по альтернативным задачам эволюции: сохранения и изменения (Геодакян, 1965). Предлагается новая гипотеза согласно которой врожденные аномалии развития, характерные для женского пола, имеют атавистическую природу, а мужского—футуристическую (поиск). Сопоставление собранного материала (около 32000 случаев врожденных пороков сердца и крупных сосудов) с характерными особенностями эмбриогенеза и филогенеза сердца подтверждает гипотезу. Гипотеза дает новый подход к пониманию формирования врожденных дефектов. Она позволяет использовать пол больного в качестве диагностического признака.

Существует ряд заболеваний, которые преимущественно поражают людей того или другого пола. Например, диффузным токсическим зобом женщины страдают примерно в 7 раз чаще, чем мужчины, ревматическим митральным пороком сердца—в 3 раза, аппендицитом—в 2 раза. Наоборот подагра более чем в 10 раз чаще встречается у мужчин, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки—примерно в 3 раза, рак почек, желудка, рахит—в 2 раза и т. п. Назовем условно болезни первого типа «женскими», второго—«мужскими». Болезни, которые поражают мужчин и женщин в одинаковой степени, будем считать «нейтральными».

В одних случаях наблюдаемые различия, в частоте поражения полов могут, быть прямым следствием специфики репродуктивной функции, а во многих других они, возможно, обусловлены социальными факторами: условиями жизни, работы, употреблением алкоголя и никотина, участием в войнах и т. д.

Однако существует категория болезней, при которых значительные различия в частоте поражения полов трудно отнести к специфике репродуктивной функции или к социальным факторам. К таким заболеваниям, видимо, можно причислить врожденные аномалии развития, поскольку резонно считать, что все социальные факторы действуют на эмбрионы обоих полов одинаково.

Насколько нам известно, биологической трактовки этих фактов пока нет, хотя она помимо большого теоретического интереса имела бы и практическое значение, в частности, в связи с проблемами диагностики.

В настоящей работе для объяснения природы этого явления мы попытались применить представления о биологической роли половой дифференциации в эволюционных преобразованиях популяции (Геодакян, 1965).

Основные положения применяемой концепции, относящиеся к свободно скрещивающейся популяции, заключаются в следующем.

Живые системы с точки зрения кибернетики—это открытые управляемые системы. Управляющую информацию они получают от среды.

С изменением последней соответственно меняются и живые системы. Вековые изменения живых систем—это процесс их эволюции. Идея эволюции объединяет два альтернативных аспекта: сохранения и изменения. Для лучшего сохранения система должна быть по возможности изолированнее, стабильнее, «дальше» от среды; для легкого изменения, наоборот, должна быть по возможности лабильнее, «ближе» к среде. Таким образом, налицо конфликтная ситуация. Первое возможное решение: всей системе быть на оптимальном расстоянии от среды, второе: осуществить дифференциацию системы на две сопряженные подсистемы, одна из которых выдвинута ближе к среде, а другая отнесена дальше. Второе решение разрешает конфликт и повышает устойчивость системы в целом.

Рассматривая дифференциацию популяции на два пола с этой точки зрения, а именно считая, что главной эволюционной задачей женского пола является сохранение накопленной в филогенезе генетической информации, а мужского пола—связь со средой, получение и передача новой информации от среды к популяции, т. е. изменение генетической информации, можно убедиться, что все имеющиеся различия между полами последовательно способствуют реализации этой основной идеи. Действительно, для того, чтобы информацию от среды получал в основном мужской пол, он должен иметь большую дисперсию признаков, т. е. по всем признакам должен быть разнообразнее женского. Это проявляется в повышенной чувствительности и смертности мужского пола. Получение информации от среды в конечном итоге сводится к тому, что от вредного фактора среды часть особей гибнет, другая часть отстраняется от участия в воспроизводстве, а какие-то особи, самые приспособленные к данному вредному фактору среды, получают возможность оставить большее число потомков.

Большее разнообразие признаков у мужского пола дает возможность виду за новую информацию расплачиваться в основном жертвой самцов. Повышенная смертность мужского пола при неблагоприятных условиях среды приводит к дефициту самцов, а чем хуже условия среды для вида в целом, тем больше требуется самцов для быстрейшего приспособления. Поэтому во всех неблагоприятных условиях среды повышается одновременно как смертность, так и рождаемость самцов, т. е. повышается их «оборачиваемость».

Далее, чтобы эффективно передавать полученную от среды новую информацию потомству, мужской пол должен обладать большим сечением канала связи с потомством. Широкий канал связи, с одной стороны, позволяет оказывать большее влияние на средний генотип популяции, а с другой—делает численность потомства в определенных пределах независимой от количества мужских особей. Следовательно, можно утверждать, что основную роль в передаче информации от среды к популяции играют редкие варианты самцов, максимально отличающиеся от нормы и способные оставить максимальное количество потомства. С другой стороны, женский пол, на котором лежит эволюционная задача сохранения, должен иметь узкий канал связи в сочетании с малой дисперсией признаков для того, чтобы определять количество потомства и быть устойчивым к вредным факторам среды.

Процесс эволюции в известном смысле можно отождествить с методом проб и ошибок. Пробовать и ошибаться—в основном прерогатива мужской подсистемы. А женская подсистема выполняет задачу отбора и закрепления удачных вариантов. Такая специализация подсистем позволяет виду пробовать различные решения эволюционных задач без большого риска закрепления неудачных решений, дает возможность отличать кратковременные изменения условий среды высокой частоты (зима, лето) от вековых изменений малой частоты, т. е. действует как частотный фильтр, задерживая в «оперативной памяти» (мужской пол) большие частоты и пропуская в «постоянную память» (женский пол) малые.

Такое понимание половой дифференциации объясняет повышенную смертность особей мужского пола от всех вредных факторов среды, свойственную не только человеку, но и животным и растениям. Повышенная смертность особей мужского пола целесообразна для вида, поскольку она позволяет реализовать информационный контакт со средой через «оперативную память», а это, как было показано, повышает устойчивость системы в целом. Следует отметить, что существующие по этому вопросу теории (дисбаланса генов и метаболическая) не выдерживают критики, так как первой противоречат различия в смертности особей обоих полов у видов с гетерогаметньши самками (птицы, бабочки и др.), у которых также повышенной смертностью, как правило, отличаются самцы; а вторая теория, констатируя корреляцию между высокой смертностью и более активным метаболизмом, фактически ничего не объясняет (MacArtur, 1932; Hamilton, 1948).

Изложенная, концепция дифференциации полов позволяет устанавливать некоторые новые связи, в частности соотношение полов популяции связать с эволюционной пластичностью вида: чем больше в популяции самцов, тем она пластичнее. Становится понятным, почему во всех неблагоприятных условиях среды повышается рождаемость самцов; почему периоды повышенной детской смертности сопровождаются повышением рождаемости мальчиков; а виды, которые могут размножаться как половым, так и бесполым способом, при наступлении неблагоприятных условий переходят, как правило, на половой способ (Завадовский, 1923; Banta a Brown, 1924; Мануйлова, 1965).

Из-за ограниченной пропускной способности канала передачи информации, связывающего мужскую и женскую подсистемы вида друг с другом, а также определенной избирательности этого канала («вентильного эффекта»), препятствующей смешению всей генетической информации подсистем, неизбежно возникает некоторая инерционность, стабильность, или отставание женского пола, что обнаруживается в более позднем появлении или проявлении признаков в филогенезе, а следовательно, и в онтогенезе. Разница подсистем по инерционности (сдвиг) позволяет системе реализовать специализацию по альтернативным в какой-то степени задачам: стабилизирующей форме отбора—задаче совершенства (миссия женского пола) и ведущей форме отбора—задаче прогрессивности (миссия мужского пола). Величина этого сдвига определяется, очевидно, условиями среды и биологией вида и имеет свой оптимум. Разная инерционность мужского и женского полов приводит к половому диморфизму.

Таким образом появляется возможность связать половой диморфизм по данному признаку с эволюционной тенденцией изменения этого признака (Геодакян и Смирнов, 1968).

Эту связь можно сформулировать в виде гипотезы: признаки недалекого филогенетического прошлого чаще должны встречаться у особей женского пола, а признаки недалекого возможного будущего у особей мужского пола.

Для подтверждения этого предположения можно привести также встречающиеся еще у Дарвина ссылки на сверхнормативные мышцы, которые в 1.5 раза чаще обнаруживаются в трупах мужчин, чем женщин, или же данные о частоте появления новорожденных с 6-м пальцем. Здесь также число мальчиков в 2 раза превышает число девочек (Дарвин, 1953).

Многие известные факты эволюционного переноса половых признаков с одного пола на другой, которые, как правило, передаются от самца к самке (развитие рогов у самок северного оленя, перенос самцовых признаков на самок у многих видов бабочек, жуков, рыб, ящериц, птиц и др.), также могут служить доводами в пользу выдвинутого утверждения. Перенос этот касается не только вторичных половых признаков, но иногда и первичных (Шмальгаузен, 1969).

Применительно к аномалиям развития можно предположить, что дефекты развития, характерные для особей женского пола, представляют собой следствие излишнего консерватизма, поэтому они должны иметь атавистический характер, тогда как дефекты развития, чаще встречающиеся у особей мужского пола, являются следствием чрезмерной лабильности и должны иметь характер поиска, неудачных проб (новоприобретений)—футуристические дефекты.

Благодаря известной связи, которая существует между филогенезом и онтогенезом можно проверить гипотезу, сопоставляя соотношение полов лиц с врожденными аномалиями с различными стадиями фило- и онтогенетического развития.

Среди врожденных аномалий развития человека важное место занимают врожденные пороки сердца и крупных сосудов (Йонаш, 1960; Вишневский, Галанкин, 1962; Keith e. a., 1959; Kjillberg e. a., 1959 и др.). Согласно сделанному предположению, женские врожденные пороки сердца и магистральных сосудов должны носить характер сохранения эмбриональных особенностей строения этих органов, свойственных последним стадиям внутриутробного развития, или же признаков, свойственных видам, стоящим на более низких ступенях эволюционной лестницы (недалекое прошлое). Анатомические признаки, определяющие мужские врожденные пороки, не должны иметь прецедентов у филогенетических предшественников человека или в процессе эмбрионального развития, т. е. в соответствии с развитыми представлениями, это неудачные пробы процесса эволюции. Пороки одинаково часто встречающиеся у мужчин и женщин назовем нейтральными. Если последние носят атавистический характер, то они представляют собой возврат к далекому прошлому (к ранним стадиям фило- и онтогенеза).

Для проверки выдвинутой гипотезы были обработаны данные, собранные нами в нескольких крупных кардиохирургических центрах страны, а также литературные (в основном работы последнего десятилетия) о 31814 больных, страдавших врожденными пороками сердца и магистральных сосудов. Использовали материалы лишь по тем нозологическим единицам врожденных пороков, по которым удалось собрать более 100 наблюдений. Диагнозы у подавляющего большинства больных были подтверждены при операции или патологоанатомическом исследовании, у остальных—в результате проведения внутрисердечных диагностических процедур (зондирование полостей сердца и ангиокардиография).

Собранные данные представлены в таблице, в которой для каждой нозологической единицы указано общее число больных, их распределение по полу, а также отношение числа больных мужчин к числу больных женщин. Достоверность отклонения этого соотношения от 1:1 оценивали по методу χ².

В начале таблицы представлены типично женские врожденные пороки сердца, в середине—нейтральные, в конце—мужские. Переход от одних врожденных пороков к другим происходит постепенно, так как помимо простых, однокомпонентных пороков существуют и сложные, многокомпонентные, которые могут включать как женские так и мужские элементы; кроме того, соотношение различных врожденных пороков сердца у разных полов зависит и от других факторов, например, от стадии эмбрионального или филогенетического развития, которой соответствует тот или иной порок.

Наиболее четко выраженные женские врожденные пороки—открытый артериальный проток (отношение числа больных мужского пола к числу больных женского пола составляет 1:2.72); болезнь Лаутембахера (1:2.14); дефект межпредсердной перегородки вторичного типа (1:1.84); дефект межжелудочковой перегородки и открытый артериальный проток (1:1.51); триада Фалло, то есть сочетание дефекта межпредсердной перегородки, сужения устья легочной артерии и гипертрофии правого желудочка (1:1.45).

Сопоставим эти пороки с характерными чертами эмбриогенеза и филогенеза сердца человека. Как известно, артериальный проток составляет неотъемлемую часть кровообращения поздних стадий развития плода и в норме зарастает в течение первого года после рождения. Овальное окно, которое с некоторыми оговорками можно отождествить с дефектом межпредсердной перегородки вторичного типа¹, является вторым каналом, соединяющим у плода большой и малый круги кровообращения. В том случае, если по тем или иным причинам не происходит закрытия артериального протока или овального окна, соответствующие образования рассматриваются как врожденные пороки сердца и крупных сосудов.. Эти образования в качестве необходимых атрибутов строения нормальной сердечно-сосудистой системы взрослых особей, находим у представителей низших (вплоть до рептилий включительно) классов позвоночных (Жеденов, 1954; Джагарян и Кяндарян, 1961). Таким образом, эти пороки развития можно рассматривать как возврат к недалекому в онтогенетическом и филогенетическом смысле прошлому, а преобладание среди больных лиц женского пола согласуется с выдвинутой гипотезой.

Таблица Соотношение полов больных с врожденными пороками сердца и крупных сосудов.