Ещё недавно считалось, что потеря Y хромосомы не играет большой роли для здоровья. В ней всего несколько десятков генов, и долгое время специалисты полагали, что она нужна в основном для определения мужского пола и работы сперматозоидов. Однако новые данные показывают совсем другую картину. Оказывается, с возрастом мужчины всё чаще теряют эту хромосому в части клеток организма, и это может отражаться на работе сердца, мозга и иммунной системы.
Современные методы генетического анализа позволили точнее измерять количество клеток без Y хромосомы. Выяснилось, что примерно у сорока процентов мужчин в возрасте шестидесяти лет уже обнаруживается её частичная утрата. К девяноста годам этот показатель вырастает более чем до половины. Это значит, что организм буквально превращается в мозаику из клеток с Y хромосомой и без неё. Причём такие изменения не обратимы: если клетка потеряла Y, её потомки уже не восстанавливают её. Интересно, что клетки без Y хромосомы в лабораторных условиях делятся быстрее обычных. Это может давать им преимущество, особенно в тканях, где клетки активно обновляются. Но такое преимущество может обернуться проблемой, так как быстрое деление связано с повышенным риском ошибок и злокачественных изменений. Учёные предполагают, что именно поэтому потеря Y нередко обнаруживается в опухолевых клетках.
Сам механизм утраты тоже понятен. Y хромосома относительно небольшая и уязвимая. Во время деления клетки она может буквально потеряться, оставаясь в отдельном фрагменте, который затем исчезает. Особенно часто это происходит в тканях с высокой скоростью обновления. Свою роль играют и внешние факторы: курение, воздействие канцерогенов и хроническое воспаление увеличивают вероятность подобных ошибок.
Долгое время специалисты недоумевали, почему потеря хромосомы с таким малым количеством генов вообще должна что-то менять. В ней всего пятьдесят с небольшим белок-кодирующих генов. Для сравнения, на других хромосомах их тысячи. Более того, в лабораторных культурах клеток Y хромосома часто исчезает, и клетки продолжают жить. Это укрепляло мнение, что она не так уж важна.
Эволюционные данные тоже казались аргументом в пользу её второстепенной роли. У некоторых животных Y хромосома исчезает в ходе развития, а у ряда грызунов она была полностью заменена. Учёные знают, что за последние сто пятьдесят миллионов лет она постепенно уменьшалась и теряла гены. Поэтому логично было предположить, что её утрата в пожилом возрасте не станет трагедией для организма.
Однако наблюдения последних лет заставили пересмотреть эту точку зрения. Исследования показывают, что мужчины с высокой долей клеток без Y хромосомы чаще сталкиваются с сердечно сосудистыми заболеваниями. В крупной работе, проведённой в Германии, было установлено, что у мужчин старше шестидесяти лет с выраженной потерей Y риск инфаркта был заметно выше. Похожие данные получены и в отношении хронических заболеваний почек. Чем больше клеток почечной ткани теряют Y, тем выше вероятность нарушений функции органа.
Отдельного внимания заслуживает связь с нейродегенеративными болезнями. У пациентов с болезнью Альцгеймера частота утраты Y хромосомы оказалась значительно выше, чем у здоровых мужчин того же возраста. Есть данные и о связи с тяжёлым течением коронавирусной инфекции. Это может частично объяснять, почему мужчины чаще переносят инфекцию тяжелее.
Накопились и сведения о связи с онкологическими заболеваниями. Потеря Y обнаруживается во многих опухолях. Более того, мужчины с выраженной утратой этой хромосомы нередко имеют худший прогноз при уже диагностированном раке. Это наводит на мысль, что Y может играть роль своеобразного защитника от злокачественного роста.
Но остаётся главный вопрос: что первично? Болезни вызывают потерю Y или наоборот? Учёные подчёркивают, что даже сильная статистическая связь не доказывает причинно следственную зависимость. Возможно, при восстановлении тканей после повреждений клетки начинают активно делиться, и в этом процессе чаще теряется Y. Тогда утрата будет следствием, а не причиной болезни. Есть и третья гипотеза. Возможно, существует генетическая предрасположенность к нестабильности генома, которая одновременно повышает риск и потери хромосомы, и развития заболеваний.
Интересные данные дали эксперименты на животных. В одном исследовании мышам пересадили кроветворные клетки без Y хромосомы. Со временем у таких животных чаще развивались возрастные изменения, ухудшалась работа сердца и повышался риск сердечной недостаточности. Это уже намекает на прямую роль Y в поддержании здоровья.
Неожиданные открытия меняют представления лишь тогда, когда мы готовы увидеть в мелочи скрытую закономерность.
Луи Пастер
Сегодня исследователи всё активнее изучают её функции. Ген SRY, который отвечает за мужское развитие, оказывается, работает не только в половых железах. Он активен и в других тканях. Некоторые гены Y хромосомы участвуют в регуляции работы других генов и даже обладают противоопухолевыми свойствами. Интересно, что почти все они имеют аналоги на X хромосоме. У женщин две X хромосомы, у мужчин одна X и одна Y. Если Y теряется, клетка остаётся только с одной копией этих генов. Возможно, именно нехватка второй копии и нарушает тонкий баланс регуляции.
Кроме белок-кодирующих генов, на Y хромосоме есть и некодирующие участки. Они не создают белки, но формируют молекулы рибонуклеиновой кислоты, которые регулируют активность других генов. Потеря таких регуляторов может влиять на иммунитет, воспалительные процессы и восстановление тканей.
Есть данные, что утрата Y в клетках крови изменяет их поведение. Это может сказываться на иммунном ответе и способности организма бороться с инфекциями и опухолями. Также обсуждается влияние на формирование различных типов кровяных клеток и на работу сердечной мышцы.
Интересно, что полная расшифровка ДНК Y хромосомы была завершена совсем недавно. Это значит, что многие её функции только начинают открываться. Вполне возможно, что через несколько лет мы будем говорить о ней иначе, чем сегодня.
С практической точки зрения это открывает новые направления для медицины. В будущем анализ крови на частоту утраты Y хромосомы может стать маркером биологического старения у мужчин. Это поможет оценивать риски сердечных и онкологических заболеваний ещё до появления симптомов. Врачи смогут раньше рекомендовать изменения образа жизни, более тщательное наблюдение или профилактическую терапию.
Пока же специалисты советуют уделять внимание факторам, которые могут влиять на стабильность генома. Отказ от курения, контроль веса, умеренная физическая активность и защита от токсичных веществ остаются простыми, но важными шагами. Хроническое воспаление и метаболические нарушения усиливают окислительный стресс, а он, в свою очередь, повышает вероятность ошибок при делении клеток.
Нельзя забывать и о регулярных обследованиях. Мужчинам старше шестидесяти лет особенно важно следить за уровнем холестерина, артериальным давлением и состоянием сердечно сосудистой системы. Ранняя диагностика деменции и онкологических заболеваний тоже играет решающую роль.
Автор статьи: журналист, специалист здравоохранения, Аркадий Штык.
