Chromozomy, geny, hormony a pohlaví

Na téma „ona a on“ se píšou básně, romány i dramata. Pestré a napínavé příběhy nabízí i příroda. Cesty, jimiž se může ubírat vývoj pohlaví živočichů, jsou až nečekaně spletité. Platí to i pro pána tvorstva – člověka.

Na první pohled je biologické určení pohlaví jednoduché. Člověk má dědičnou informaci rozdělenou na 46 porcí čili chromozomů, z nichž jednu polovinu dostává od otce a druhou od matky. Jedna dvojice chromozomů má zásadní vliv na to, zda se narodíme jako muži, nebo ženy. Pokud nám otec i matka předají po jednom „ženském“ chromozomu X, získáme konstelaci pohlavních chromozomů XX a s ní i ženské pohlaví. Pokud nám ale otec předá svůj „mužský“ chromozom Y a matka chromozom X, sejde se nám v buňkách dvojice pohlavních chromozomů v konstelaci XY a na svět přijdeme jako muži. Jak zařídí chromozom Y vývoj mužského pohlaví? Jednu z klíčových rolí sehrává gen SRY, který leží právě na „mužském“ pohlavním chromozomu. Podobně jako člověk jsou na tom i další savci – šimpanzi, myši, sloni, psi nebo koně. Také oni mají buď pohlavní chromozomy XX, nebo XY a také u nich leží na chromozomu Y gen SRY.

Jihoafrická atletka Caster Semenyová byla podle rozsudku Evropského soudu pro lidská práva diskriminována zavedením pravidel, která ji nutila snížit hladinu testosteronu, aby mohla pokračovat v závodění.

Snímek Martin Rickett, PA Images, Profimedia

Mohlo by se zdát, že vlastnictví chromozomu Y s genem SRY je poukázkou na samčí pohlaví a jejich absence na pohlaví samičí. Ale tak jednoduché to není. Samci i samice ostnokrysy japonské mají shodně jen jeden chromozom X. Chromozom Y jim chybí a postrádají i gen SRY. Přesto u nich najdeme jak samice, tak samce, kteří nemají potíže s rozmnožováním. U jiného hlodavce, slepušky východní, mají samci a samice dva chromozomy X. Samcům opět chybí chromozom Y a gen SRY, ale vyvíjejí se normálně. Tyto příklady dokazují, že savci k vývoji samčího pohlaví chromozom Y a gen SRY nutně nepotřebují. A zdaleka to neplatí jen pro dva málo známé hlodavce.

Gen SRY sám o sobě samčí vývoj pohlaví nezajistí. Aktivuje gen SOX9, který neleží na pohlavních chromozomech, a ten pak probouzí k činnosti další geny zodpovědné za vývoj samce. Gen SOX9 je schopen zajistit vývoj samce sám, bez přispění genu SRY, což může nastat i u jedinců s konstelací pohlavních chromozomů XX. A aby nebyl komplikacím konec, nestačí k vývoji samičího pohlaví pouhá absence genu SRY v roli „poháněče“ genu SOX9. Gen SOX9 musí být u samic utlumen genem RSPO1. Pokud má jedinec s pohlavními chromozomy XX tento gen poškozen, gen SOX9 není ničím brzděn a zajistí vývoj samce.

Konstelace pohlavních chromozomů XY sice většinou zajistí vývoj samců, ale při poškození genu SRY se jedinec vyvíjí jako samice. Stejně mohou skončit i vlastníci pohlavního chromozomu Y s nenarušeným genem SRY, protože vývoj samičího pohlaví je poháněn aktivitou genu DAX1, který se nachází na chromozomu X. V případě genetického defektu, při kterém se na chromozomu X vyskytuje jedna kopie genu DAX1 navíc, pak chromozom Y s neporušeným genem SRY k zajištění vývoje samce nestačí. Geny DAX1 jejich účinky převáží a spustí vývoj samice. Muži s pohlavními chromozomy XX a ženy s pohlavními chromozomy XY jsou sice vzácní, ale žijí mezi námi. Mnozí to o sobě ani netuší.

Intersexuální lidé mají pohlavní znaky odlišné od jasných definic pro muže a ženu. Může jít o směs mužských a ženských znaků, včetně variací vnějších pohlavních orgánů a vnitřních orgánů. Může jít také o genetické odchylky zahrnující chromozomy X a Y. Termín hermafrodit se používá pro označení směsi mužských a ženských pohlavních žláz – vaječníků a varlat. Obrázek z knihy Hygiene et medecine des deux sexes (1890) francouzského autora Alexise Clerca.

Kresba: COLLECTION ABECASIS, SCIENCE PHOTO LIBRARY, Sciencephoto, Profimedia

Ani těmito výjimečnými případy nejsou zvláštnosti vývoje tzv. primárního pohlaví – tedy vývoje pohlavních žláz – vyčerpány. V některých případech se mohou vyvíjet v těle zároveň vaječníky i varlata a takové jedince označujeme jako hermafrodity. Někdy narostou hermafroditům pohlavní žlázy oddělené, jindy tvoří tkáně vaječníků a varlat jeden orgán označovaný jako ovotestes. U bezobratlých není hermafroditismus nijak vzácným fenoménem. Dobře znám je třeba u hlemýžďů zahradních. U savců jsou hermafroditi podstatně vzácnější, ale u některých druhů nejde o poruchu vývoje pohlaví, nýbrž o normální stav. Třeba pohlavní žlázy samic krtka obecného jsou tvořeny vaječníky s vajíčky a poměrně velkými varlaty, jež ale nevytvářejí spermie. Také samice krtků se při vývoji varlat obejdou bez chromozomu Y a genu SRY. Varle produkuje značná množství testosteronu, ale na plodnost a plnění mateřské role samic to nemá zásadní dopad.

Co umějí hormony

Zatímco pohlavní žlázy – varlata samců a vaječníky samic – se vyvíjejí pod diktátem genů, další pohlavní znaky podléhají vlivu hormonů produkovaných pohlavními žlázami. K nejpopulárnějším patří testosteron, který je brán bezmála jako synonymum samčího pohlaví. Zajímavé je, že vývoj samčích pohlavních znaků včetně pohlavních orgánů nemá na starosti testosteron, ale jeho podstatně účinnější derivát dihydrotestosteron. Mozek samců získává specifické rysy dokonce až poté, co se v něm testosteron promění na estradiol, řazený v učebnicích mezi ryze samičí hormony.

Pokud má člověk vyvinutá varlata produkující testosteron, ale chybí mu enzym, který by tento hormon zpracoval na dihydrotestosteron, vyvíjejí se jeho zevní pohlavní znaky čili sekundární pohlaví jako samičí. Ani organismus vybavený chromozomem Y s genem SRY a produkující testosteron, který je následně přeměňován na dihydrotestosteron, nemá cestu k samčímu sekundárnímu pohlaví jistou. Hormonální signál může spustit vývoj samčích pohlavních znaků jen v případě, že se dihydrotestosteron naváže v příslušných buňkách na specifickou vazebnou bílkovinu, tzv. androgenový receptor. Pokud ale v důsledku genetické poruchy androgenové receptory nevznikají, míjí se dihydrotestosteron účinkem a sekundární pohlavní znaky se formují jako samičí. Hladiny dihydrotestosteronu srovnatelné s normálními samci na tom nic nemění.

O ženách s nefunkčními androgenovými receptory se svět dozvídá obvykle v souvislosti s kauzami ze sportovního prostředí. Stačí připomenout třeba zjitřenou atmosféru kolem boxerského turnaje žen na posledních olympijských hrách v Paříži. Ženy s nefunkčními androgenovými receptory mají chromozom Y, gen SRY a varlata, která produkují testosteron konvertovaný následně na dihydrotestosteron. Jejich organismus je na tom ale podobně jako domácnost s televizorem postrádajícím anténu. Bez ohledu na kvalitní televizní signál se na žádný program nepodívají. Těmto ženám nepřinášejí varlata produkující testosteron žádnou výhodu oproti ostatním sportovkyním. Přesto jsou v některých sportech, např. v bězích, z ženských soutěží vyloučeny. Mohou se jich zúčastnit pouze v případě, že pomocí léků dlouhodobě srazí hodnoty testosteronu v krvi pod určenou mez. Studie, na jejímž základě bylo toto pravidlo přijato, sice dokazovala, že testosteron ženám s nefunkčními androgenovými receptory určitou výhodu zajistí, ale řada odborníků ji odmítla jako nekvalitně provedenou. Pochybný je i argument, že ženy s poruchou androgenových receptorů podávají po snížení produkce testosteronu léky horší výkony. Vedlejší účinky léků jsou nezanedbatelné a špičkových výkonů se s nimi dosahovat nedá.

Samci nemají na testosteron patent. V malých množstvích ho produkují i samice a díky funkčním androgenovým receptorům se to na jejich organismu do určité míry projeví. Názorný příklad toho, co dokáže testosteron u samic s funkčními receptory, nabízí hyeny skvrnité, u kterých v době březosti stoupají hladiny testosteronu v krvi na hodnoty vyšší, než jaké lze běžně zjistit v krvi samců. Vede to k výrazným změnám v tělesné stavbě samic, které v mnoha ohledech připomínají samce. V hyeních smečkách zaujímají samice vedoucí úlohu a testosteronový „doping“ dcer před narozením jim k tomu otevírá cestu. Zároveň jim to však formuje pohlavní orgány tak, že připomínají genitálie samců. Proto třeba Aristoteles tvrdil, že u hyen existuje pouze samčí pohlaví. Samice hyen za to platí těžkými porody, protože porodní cesty jsou dlouhé, úzké a neústí v blízkosti konečníku, ale až v zadní části břicha.

Zvláštní poměry panují u ptáků, protože u nich hormony sekundární pohlavní znaky zjevně neurčují. Ukázalo se to u zvláštních jedinců, tzv. bilaterálních gynandromorfů, kteří mají z nepříliš jasných příčin na jedné polovině těla převahu samčích buněk a na druhé naopak buněk samičích. Přestože hormony kolují krví a působí na obě poloviny těla gynandromorfů stejně, pohlavní znaky těchto zvláštních jedinců jsou poplatné dědičné informaci buněk převažujícího pohlaví. To znamená, že u gynandromorfů kura domácího jedna polovina těla vykazuje znaky typické pro kohouta (např. barvu peří, mohutné svaly, velikost lalůčku pod zobákem nebo tvar ostruhy na běháku) a na opačné polovině těla vypadá pták jako slepice.

Intersexové

V souvislosti s vlivem hormonů na vývoj pohlavních znaků je namístě zmínit transženy, které se domáhají startů v ženských sportovních soutěžích. Obvykle se od narození vyvíjely jako muži, a pokud tak prošly i pubertou a s ní spojenými hormonálními změnami, získalo jejich tělo řadu mužských charakteristik včetně mohutnějšího svalstva, vyšší kapacity plic, výkonnějšího oběhového systému. Jestliže se rozhodnou pro změnu pohlaví a srazí si pomocí léků hodnoty testosteronu v krvi na nízké hodnoty, o mužský fyzický „náskok“ z mládí nepřijdou. V některých sportovních odvětvích jsou s to podávat výkony i o 50 procent lepší nežcis ženy (tedy ženy, jež neprošly změnou pohlaví). O výhodě transžen svědčí i fakt, že transmuži, kteří prožili pubertu jako ženy a následně podstoupili změnu pohlaví, nemají v mužských sportovních soutěžích velké šance na úspěch a většinou se o účast v nich ani nesnaží. Pokud mají být ženské sportovní soutěže spravedlivé a bezpečné, není v nich účast transžen žádoucí. V tomto případě nejde o diskriminaci transžen, ale o ochranu jejich soupeřek. Pokud ale stejně přistoupíme k ženám postrádajícím androgenové receptory a diskvalifikujeme je z ženských soutěží jen na základě toho, že mají varlata, chromozom Y, gen SRY nebo vysoké hladiny testosteronu, postrádá toto rozhodnutí biologické opodstatnění.

Lidská společnost je navyklá na dělení na muže a ženy. Vývoj pohlaví je ale velmi komplikovaná záležitost a nemusí dospět k jednoznačnému stavu, který lze označit buď jako mužské, nebo jako ženské pohlaví. Ukazuje se, že vedle většinové populace mužů a žen se rodí i lidé, jejichž pohlavní orgány se nacházejí na přechodu mezi oběma pohlavími a nejednou se vyvinuly do podoby, kdy jednoznačné přiřčení pohlaví není možné. Takový člověk bývá označován jako intersex.

Často je už záhy po narození patrná snaha intersexu jedno pohlaví přiřknout, a někdy dokonce chirurgickým zákrokem upravit pohlavní orgány tak, aby měly k takto zvolenému pohlaví blíže. Lékaři i rodiče mohou být vedeni těmi nejlepšími úmysly, ale takto časným zákrokem vyřadí z rozhodování toho, koho se to týká nejvíce – novorozeného intersexe, který později nemusí úpravu svých pohlavních orgánů považovat za šťastnou. Některé země proto zakazují chirurgickou „korekci“ pohlavních orgánů u intersexů bez jejich souhlasu. Naopak povolují, aby kolonka „pohlaví“ zůstala v dokumentaci nevyplněná, nebo nabízejí kolonku pro třetí možnost – intersex. Život těchto lidí ale ani pak není jednoduchý, protože současná lidská společnost je založena na rozdělení na muže a ženy a pro lidi, kteří se do těchto kategorií nevměstnají, hledá místo jen s obtížemi.

Co je přirozené?

V emotivních diskusích týkajících se lidského pohlaví často zaznívají argumenty, že to či ono není přirozené a že v přírodě nic podobného nenajdeme. Při zevrubnějším pohledu do živočišné říše ale zjistíme, že příroda je v otázce pohlaví velmi kreativní. Platí to třeba o homosexualitě, tedy o soužití partnerů stejného pohlaví. Ta je poměrně častá u nejrůznějších živočichů a nejednou s sebou nese významnou výhodu. Třeba u brouků potemníků moučných dochází k násilnému páření mezi samci. Do pohlavních orgánů samce, který se při tomto aktu ocitl v pozici samice, se dostane sperma násilníka. Když se pak znásilněný samec sám páří se samicí, přenáší na ni i násilníkovo sperma. V tomto případě vede homosexuální chování k početí potomstva. Násilnickému samci dodává výhodu, protože mu zajistí plození potomků, ať už narazí na samici, nebo samce.

Homosexualitu nelze zaměňovat s narušenou identitou pohlaví transsexuálů, kteří se nedokážou vyrovnat se svým biologickým pohlavím. Narodili se jako muži, ale cítí se být ženami, nebo naopak přišli na svět jako ženy, ale sami sebe vnímají jako muže. Homosexuálové jsou se svým biologickým pohlavím většinou spokojení. Transsexuálové nejednou podstoupí změnu pohlaví, a ani to není v přírodě neznámý fenomén. Pro řadu živočichů je změna pohlaví nedílnou součástí životního cyklu. Názornou ukázku nabízejí mořské ryby klauni, žijící pod ochranou žahavých ramen sasanek. U některých druhů obývá sasanku skupina tvořená jedním samcem a větším počtem samic. Pokud samec uhyne, nahradí ho samice, jež zaujímá na „dámském“ společenském žebříčku nejvyšší příčku. Dojde u ní ke změně pohlaví na samce. Kromě jiného jí k tomu pomůže i razantní zvýšení aktivity genu SOX9, který sehrává důležitou roli ve vývoji primárního samčího pohlaví.

Ani u savců včetně člověka není proměna pohlaví tak úplně neznámou věcí. Pohlaví není nic, co by měli dáno od kolébky po hrob. Organismus musí na jeho udržení pracovat po celý život. U samců k tomu používá třeba gen DMRT1, u samic gen FOXL2. Pokud tyto geny v aktivitě poleví, dochází k proměně pohlavních žláz. Ve varlatech postrádajících podporu genu DMRT1 se začnou objevovat buňky typické pro vaječníky a ve vaječnících se po ochabnutí činnosti genu FOXL2 vyskytují buňky charakteristické pro varlata. Tato proměna nepostihuje pohlavní buňky, tedy spermie a vajíčka, ale promítá se do produkce hormonů.

Živočichové včetně člověka mohou dospět do stavu, který označujeme jako samčí nebo samičí pohlaví, velmi různorodými a někdy i hodně překvapivými cestami. Nejednou se mohou jako intersexové ocitnout na „území nikoho“ mezi samčím a samičím pohlavím. Příklady z živočišné říše i lidské populace dokazují, že zjednodušené definice pohlaví založené na přítomnosti pohlavních chromozomů, genů či hormonů mohou být zavádějící. A dříve, než něco prohlásíme jako jev odporující přírodě, je dobré se kolem sebe důkladněji porozhlédnout. Je celkem pravděpodobné, že příklady údajně nepřirozeného fungování pohlaví objevíme.