Дина Эмера – Женщина. Эволюционный взгляд на то, как и почему появилась женская форма (страница 32)

Одним из первых гормонов, вырабатываемых плацентой, является хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), это он выявляется в безрецептурных тестах на беременность. Этот гормон не взаимодействует с тканями плода или плаценты, он скорее дает сигнал яичникам матери о необходимости продолжать выработку прогестерона. Он связывается с рецептором лютеинизирующего гормона (ЛГ), который вырабатывается мозгом матери и заставляет фолликул яичника вырабатывать прогестерон, необходимый для продолжения беременности. По сути, выработка плацентой ХГЧ частично передала контроль над продолжением беременности плоду. Хитрый маленький шельмец! Но развитие конфликта привело к тому, что мать начала использовать уровень ХЧГ как сигнал о качестве эмбриона и изобретать способы, чтобы отвергнуть эмбрион, если уровень этого гормона недостаточный. Реакция плаценты – выработка еще большего количества ХГЧ. И так по кругу. Гормоны беременности (такие как ХГЧ) наблюдаются у людей на предельно высоких уровнях – гораздо выше необходимого, что и должно происходить согласно теории конфликта. Это как спор на повышенных тонах. Вы кричите, чтобы человек, с которым вы спорите, вас услышал, но он начинает кричать еще громче, поэтому трудно что-то понять, и вы оба тратите на это много энергии. Одним из возможных побочных эффектов высокого уровня ХГЧ (и других плацентарных гормонов) в первом триместре является утреннее недомогание, которое до сих пор недостаточно изучено. Еще один набор гормонов, который во время беременности находится на необычно высоком уровне, контролирует уровень глюкозы в крови матери. После еды пища переваривается, и один из видов энергии, высвобождаемой из пищи, – глюкоза – перемещается в кровь и поглощается клетками, которым нужна энергия. Во время беременности эту энергию надо делить между матерью и плодом. Плацента выбрасывает в кровь матери гормоны, которые поддерживают повышенный уровень глюкозы в крови после еды, чтобы дать плоду больше времени для захвата глюкозы из крови в плаценте. Одним из этих гормонов является плацентарный лактоген, гормон, вырабатываемый у приматов в самых высоких концентрациях. Выработка плацентарного лактогена и других подобных гормонов – это прокачка вооружения плода в борьбе за энергию. Ответ матери – выработка большего количества инсулина – гормона, который перемещает глюкозу из крови в клетки, тем самым снижая уровень сахара в крови. Эта гонка вооружений в ходе эволюции привела к тому, что уровень этих гормонов, вырабатываемых обеими сторонами, достиг чрезвычайно высокого уровня – намного выше, чем в небеременном состоянии. Плацента даже вырабатывает ферменты, которые расщепляют инсулин, – еще один прием плода в борьбе за питательные вещества. У беременной матери пиковый уровень инсулина приходится на третий триместр, что парадоксально совпадает со временем, когда у нее самые высокие показатели сахара в крови. Получается, что материнский инсулин под действием гормонов и белков, выделяемых плацентой, становится во время беременности менее эффективным. Если матери не могут обеспечить эффективный ответ, сахар в крови повышается и развивается гестационный диабет, что может привести к повышению кровяного давления, преэклампсии, а также к чрезмерно большому размеру плода и, как следствие, тяжелым родам.

Еще одно поле для битвы (и переговоров) по время беременности – иммунная система мамы. Задача иммунной системы – распознать и уничтожить внешних захватчиков – вирусы и бактерии, у позвоночных она разработала целый ряд мер для воздействия на все, что отличается от собственных клеток организма. Почему иммунная система матери не отторгает плод, как она отторгает вирусы и бактерии или органы другого человека в случае пересадки – давняя загадка человечества, ведь физическая идентичность клеток определяется нашими генами, а плод генетически не идентичен матери. Ясно, что полное отторжение не выгодно ни матери, ни плоду, а иммунный диалог во время беременности отражает как их общие интересы, так и все расхождения.

На ранних стадиях беременности у плацентарных млекопитающих матка матери препятствует попаданию лейкоцитов (которые помогают залечивать все наши раны) к месту прикрепления эмбриона. Если бы этого не происходило, эмбрион просто был бы отторгнут, это подчеркивает, что иммунная система матери готова к сотрудничеству. Но матери одновременно вводят в матку новый тип лейкоцитов со специальными свойствами, которые позволяют контролировать плацентарную инвазию. Эти лейкоциты не отторгают плаценту, но помогают держать ее под контролем. В то же время у разных плацентарных клеток есть свои особенности, которые помогают уклоняться от иммунной системы матери либо склонять ее к сотрудничеству (так же ведут себя вирусы и бактерии, уклоняясь от иммунной защиты организма). Между клетками плаценты существует разделение труда, часть из них остаются невидимыми для иммунной системы за счет того, что вторая часть вырабатывает на поверхности клеток особые белки, которые обеспечивают безопасный проход. У людей и обезьян – видов с самой инвазивной плацентой – конфликт обострился: и иммунная система матери, и плацента создают новые иммунные белки, влияющие на глубокую инвазию. Поскольку вне матки эти белки выполняют свои классические функции, до конца не ясно, с чем связано первоначальное их появление: с борьбой с инфекциями или с беременностью. Полноценное обсуждение иммунологии беременности требует отдельной книги или хотя бы главы, что выходит за рамки наших задач. Но если вам интересно, рекомендую к прочтению труд, который я уже упоминала, – «Нить жизни».

Наиболее убедительным (и при этом сюрреалистическим) доказательством наличия конфликта между матерью и эмбрионом является геномный импринтинг – это феномен из совершенно другого измерения. Во всех примерах выше мы обсуждали ходы плода (через его приспешника, плаценту) и ответные ходы матери. Конфликт происходит между генами двух разных людей, матери и плода. Поскольку от матери эмбрион отличается генами отца, конфликт по поводу передачи плоду питательных веществ происходит на самом деле между материнскими и отцовскими генами. Но в этой битве есть еще одно измерение, сокрытое полностью внутри плода и его плаценты. Эта битва идет между генами плода/плаценты, унаследованными от матери, и генами, унаследованными от отца. Это может показаться странным, поэтому давайте вернемся к некоторым фактам о раннем развитии человека, которые мы обсуждали в первой главе.

Напомню, что и яйцеклетка, и сперматозоид содержат по 23 хромосомы, а полный набор из 46 хромосом достигается, когда происходит их слияние. В большинстве случаев гены развивающегося плода понятия не имеют, произошли они из двадцати трех хромосом мамы или папы – ген есть ген, независимо от того, поступил он от матери или отца. Но иногда у них появляется зацепка. У млекопитающих, в частности у предков сумчатых и плацентарных млекопитающих, развилась совершенно новая система наследования – геномный импринтинг. При геномном импринтинге гены плода сохраняют память о том, от какого родителя они произошли, благодаря особым биохимическим меткам, нанесенным на ДНК яйцеклеток и сперматозоидов. Эти отметки часто препятствуют активности отмеченного ими гена(ов) у ребенка. Отмечены не все гены – у людей и мышей их порядка двухсот из общего числа в двадцать тысяч – поэтому метка является редким и особенным явлением. Но что интересно, многие из них играют роль в развитии плаценты и плода.

Еще более интригующий факт, что влияние импринтинга на беременность связано с конфликтом между матерью и ребенком. Метки импринтинга, оставленные отцом, способствуют увеличению размеров плаценты и появлению более крупных детей, а знаки, оставленные мамой, способствуют сдержанности. Существует импринтированный ген, называемый инсулиноподобным фактором роста 2 (IGF2), который помогает клеткам трофобласта проникать в слизистую оболочку матки. Только отцовская копия IGF2 активна, материнская – нет. И наоборот, есть другой ген, IGF2R, который кодирует белок, чтобы тот связался с IGF2 и предотвратил его работу. И активна только мамина копия этого гена. По подобному сценарию работают многие импринтированные гены, что, на мой взгляд, невероятно круто и подтверждает идею, что гены матери и отца конфликтуют между собой за ресурсы, которые получают дети в период беременности. Я еще поговорю о геномном импринтинге в следующем разделе, а более подробно – в следующей главе.

Существует множество доказательств того, что именно борьба за материнские ресурсы ответственна за удивительные процессы, происходящие во время беременности у людей и других млекопитающих. У генов матери и ребенка одна цель – успешная беременность, но пути ее достижения различаются в деталях, и споры из-за этих деталей приводят к множеству необычных аспектов беременности. Я использовала образ войны, чтобы описать, как происходила эволюция беременности с течением времени, но тот же образ можно отнести к каждой индивидуальной беременности. В большинстве случаев у матери и ребенка одинаковый запас сил, поэтому проигравших нет. Но если баланс по какой-то причине будет хоть немного нарушен, женщина или ребенок столкнутся с одним из множества осложнений, которые грозят нашему виду во время беременности. Как утверждал Дэвид Хейг, борьба между матерью и плодом за питательные вещества привела к многочисленным уязвимостям в физиологии беременности.