Загадка семьи Ларвина: генетический аспект
М.Д.Голубовский,
доктор биологических наук Санкт-Петербург
Бесплодные браки
Согласно статистике, около 10—15% браков остаются бесплодными. Нарушением в репродуктивной функции считают ситуацию, когда при регулярной половой жизни и желании иметь детей беременность не наступает в течение года. В норме у 30% супружеских пар она случается в первые три месяца совместной жизни, у 60% — в течение семи, а у остальных 10% — через 11 — 12 мес после вступления в брак. Различают три группы бесплодия — женское, мужское и комбинированное, обусловленное несовместимостью в работе репродуктивных систем супругов.
На долю женского бесплодия в браках приходится около 50% случаев, а доля мужского составляет ~40%. Диагноз и поиски «виновников» такого нарушения ведут с трех сторон: анатомических аномалий в строении репродуктивных органов (например, непроходимость маточных труб, дефекты строения мужского полового аппарата и т.д.); сбоев в эндокринной регуляции репродуктивной системы; нарушения гаметогенеза и аномалий женских или мужских гамет (олигоспермия, малая подвижность спермиев, отсутствие овуляции, хромосомные мутации и т.д.).
И все же примерно в 30% случаев причины бесплодия в браке до сих пор остаются невыяс-
© М.Д.Голубовский
ненными или неясными. В репродуктивной медицине это так и называют: необъяснимое бесплодие (unexplained infertility). Некоторые специалисты возражают против такого термина, указывая, что «необъяснимое» — это лишь плохо диагностированное, ибо современные методы позволяют поставить точный диагноз. Однако, на мой взгляд, доводы за сохранение термина «необъяснимое бесплодие», несмотря на его размытость, весьма убедительны. Ибо современное знание и применяемые методы еще далеко не охватывают все сложности функционирования системы воспроизведения [1].
Гаметогенез, мейоз и оплодотворение (включая образование и первое деление зиготы) — это три сложных многоступенчатых и связанных между собой процесса репродукции. Есть обратная корреляция между точностью анализа и его правильностью, т.е. пониманием феномена в целом. Стремление к большой точности вовсе не всегда совпадает с правильностью. Поэтому несколько размытый термин (каковым, к примеру, был и остается основной термин генетики «ген») позволяет держать дверь открытой для неожиданных сценариев. Так, в статье «Отцы и близнецы», напечатанной более 20 лет в «Природе» [2], приводились доводы в пользу передачи в ряду поколений и действия в некоторых семьях доминантного фактора, который, активируясь в мужских га-
метах в ходе оплодотворения, может приводить к диспермии, т.е. к ситуации, когда не один, а два спермия проникают в ядро яйцеклетки. Это в свою очередь приводит к образованию аномальных триплоидных зигот с искаженным ходом эмбриогенеза, которые абортируются на разных стадиях беременности.
Триплоидия — одна из наиболее частых причин крупных хромосомных нарушений, вызывающих спонтанные выкидыши. Ведущая роль диспермии в возникновении зигот и эмбрионов с тройным набором хромосом установлена точными методами молекулярной генетики [3]. Парадокс здесь состоит в том, что аномалии репродукции вызваны не отсутствием спермиев или их малоподвижностью, а напротив, их сверхактивностью при оплодотворении. Оказывается, своеобразный menage a troix (брак втроем) на уровне гамет ни к чему хорошему не приводит.
Другой парадокс состоит в том, что в семьях с передачей фактора, действующего на уровне мужских гамет и способствующего диспермии, могут наблюдаться удивительные аномалии: сочетание долгого бесплодия с редким счастливым исходом — рождением близнецов. В этих же семьях возможно появление необычных типов близнецов и особей-химер, нередко бесплодных [2]. Именно подобное сочетание описано в Библии в родословной Авраама и его потомков [4]. Вместе
с моим коллегой Дж.Сент-Клэ-ром из Эдинбурга мы исследовали одну родословную из Шотландии, где на протяжении 200 лет по отцовской линии передавался фактор, приводящий к рождению близнецов и в то же время ассоциированный с бесплодием [5].
Почему Джордж Вашингтон, «отец США», сам никогда не был отцом?
Статья под таким названием вышла в 2004 г. из стен центра репродукции человека в Вашингтонском университете в Сиэтле [6]. Джордж Вашингтон (1732 — 1799), пожалуй, самая почитаемая политическая фигура в США. Он возглавлял Континентальную армию в семилетней революционной войне 1775—1783 гг., одержав после ряда поражений трудную победу над британцами и обеспечив создание нового государства. Затем Вашингтон стал во главе Конституционного конвента, провозгласившего независимость США; был избран первым президентом США на два срока 1789—1797 гг.
Все детали жизненного пути Вашингтона и особенности его личности хорошо прослежены биографами. Этот выдающийся военный и государственный деятель, человек атлетического сложения, большого мужества и благородства в личной жизни страдал от бесплодия в браке. В 1759 г. он женился на 27-летней вдове Марте Кэртис (1731 — 1802), которая в первом браке родила четырех детей (двое из них выжили). К сожалению, брак с Мартой оставался бездетным на протяжении 16 лет, после чего Вашингтон окунулся с головой в политическую жизнь, когда началась война за независимость.
Причина бесплодия в их браке была явно с мужской стороны, хотя сам Вашингтон так не считал (как и большинство мужчин в аналогичной си-
туации). На основе современных представлений Дж.Эмори провел ретроспективный дифференциальный диагноз непонятной стерильности Вашингтона. По его мнению, роль таких факторов мужской стерильности, как ХХY-синдром (лишняя Х-хромосома), делеция части Y-хромосомы, эндокринные нарушения и сексуальная дисфункция, анатомические дефекты, в данном случае маловероятна. Скорее здесь могло проявиться побочное действие на функции гонад такого токсичного агента, как хлорид ртути (или каломель), широко использовавшегося в то время для лечения желудочных заболеваний, которыми смолоду страдал Вашингтон. С другой стороны, хлорид ртути хотя и подавляет сперматогенез, но его влияние преходяще и не может объяснить длительную стерильность.
Наличие лишней Х-хромо-сомы вызывает отклонения от нормы, называемые синдромом Клайнфельтера, который встречается среди лиц мужского пола с частотой 1:1000. Носители этого синдрома отличаются высоким ростом, относительной худобой, нарушением гормонального баланса, недоразвитием половой системы и обычно стерильны. Они обладают также некоей женственностью, увеличением грудных желез и пониженными познавательными и лингвистическими способностями. Хотя Вашингтон был высокого роста (около 190 см), но отличался хорошим сложением, сильной мускулатурой, был отличным всадником, прекрасно владел языком и речью. Все это не вяжется с признаками синдрома ХХY. Эмори склонен считать наиболее вероятной причиной бесплодия Вашингтона перенесенный им в тяжелой форме в 1757 г. легочный туберкулез. Эта болезнь примерно в 20% случаев дает осложнения на придатки яичка, где происходит созревание зрелой спермы, и ведет к бесплодию.
>
Дарвин в 1853 г. Рисунок С.Лоуренса.
Здесь и далее фото из архива «Природы»
Бесплодие в семье Дарвина
Совершенно поразительный и загадочный случай бесплодия представляет семья Дарвина. Оно носит здесь семейный характер и поражает оба пола. Попытаюсь рассмотреть генетический аспект этой загадки, привлекая данные генеалогии. По мужской линии, начиная с Эразма Дарвина (врача, ботаника, натурфилософа, изобретателя и эротического поэта), этот род подарил человечеству двух гениев — Чарльза Дарвина и Фрэнсиса Гальтона. Курьезно, но основатель учения об улучшении человеческого рода (евгеники) Гальтон не оставил свои ценные гены потомству. Бесплодие затронуло и потомков Дарвина — троих его взрослых детей.
Сведения о родословной Дарвина можно найти в двух его детальных биографиях [7, 8]. В 1958 г. под редакцией Норы Барлоу* впервые вышел полный, без купюр текст автобиографических записок Дарвина [9]. В родословной, приведенной там, есть интересные сведения
* Эмма Нора Барлоу (1885—1989), дочь Горация, последнего сына Дарвина, прожила 104 года.
Josiah Wedgwood I Sarah Wedgwood
Фрагмент родословной, показывающей близкородственные кузенные браки в семьях Дарвин-Вэджвуд. В двух кузенных браках: Чарльз Дарвин и Эмма Вэджвуд, и Каролина Дарвин и Джо Вэджвуд-3 были общие прародители Джо Вэджвуд и Сара Вэджвуд. Мужчины обозначены квадратами, женщины — кружками; двойными линиями — кузенные браки. Числа соответствуют количеству детей мужского или женского пола в данном браке.
Схема, обозначающая потомство Чарльза Дарвина и Эммы Вэджвуд. В их браке было 10 детей, из них семь дожило до взрослого состояния. Умершие дети показаны перекрестной линией в квадрате или кружке. Бесплодие в браках Уильяма, Генриетты и Леонарда обозначено черным цветом и двойной перпендикулярной линией. Число детей в браках у Джорджа, Фрэнсиса и Горация указано в скобках.
о брачной демографии семьи Дарвина.
В середине 1838 г. 30-летний Чарльз Дарвин решил жениться и остановил выбор на своей кузине Эмме Веджвуд. Семейства Дарвинов и Веджвудов* связывали давние экономические интересы и брачные узы, в том числе кузенные. 24 января 1839 г. Дарвина избрали членом Британского Королевского общества, а пять дней спустя, 29 января, он обвенчался с Эммой Вэджвуд в маленькой церкви поместья ее родителей. Молодожены сняли жилье в районе Блумсбери, в Лондоне. Их первый сын Уильям появился на свет уже через 11 мес после венчания. Последующие восемь детей родились один за другим в достаточно короткий период в 11.5 лет. Затем, после пятилетнего перерыва, 48-летняя Эмма родила последнего ребенка, который умер спустя два года.
Две дочери и пять сыновей Дарвина дожили до взрослого возраста. Дочь Элизабэт, прожившая 78 лет, никогда не вступала в брак. Из остальных шести детей, которые прожили долгую семейную жизнь, трое — старший сын Уильям, дочь Генриетта и сын Леонард — были бесплодными. Причем мужское бесплодие Леонарда особенно показательно, ибо он был женат дважды и в обоих случаях брак был б
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.