Взаимодействие наследственности и среды в процессе регуляции скорости роста

 

Известно множество факторов, оказывающих влияние на скорость развития. Некоторые из них носят наследственный характер и с раннего возраста способствуют ускорению или замедлению физиологического созревания. Другие (например, недостаточное питание, время года, тяжелый психологический стресс) относятся к категории факторов внешней среды и влияют на скорость роста лишь в период своего действия. И наконец, некоторые факторы, например, социально-экономическое положение, представляют собой результат сложного взаимодействия наследственности и среды.

Длина тела, вес, телосложение ребенка или взрослого являются результатом не только действия, но и взаимодействия генетических факторов и факторов среды. От определенного набора генов, определяющего длину тела, очень далеко до роста данного конкретного человека. В современной генетике считается прописной истиной, что выражение любого гена зависит в первую очередь от внутренней среды, создаваемой другими генами, а затем уже от внешней среды. Более того, взаимодействие генов и окружающей среды может быть не аддитивным. Например, определенное увеличение пищевого рациона не обязательно вызовет увеличение роста, скажем, на 10 % у всех людей независимо от их генетической конституции. Вместо этого у генетически высоких людей произойдет увеличение роста на 12 %, а у генетически низкорослых — на 8 %. Этот тип взаимодействия называется мультипликаторным. Вообще говоря, одни и те же условия окружающей среды могут оказаться весьма подходящими для ребенка с одним набором генов и совершенно не подходящими для ребенка с другим набором. Таким образом, чрезвычайно трудно количественно оценить относительную роль наследственности и среды в регуляции роста и телосложения, не имея в виду определенных условий окружающей среды. В общих чертах, чем ближе условия среды к оптимальным, тем скорее проявятся потенциальные возможности генов. Однако это всего лишь общее правило, и, без сомнения, в процессах роста и дифференцировки наблюдается множество более тонких и специфических взаимодействий.

Тем не менее совершенно ясно, что наследственные факторы имеют огромное значение. Основной план роста определяется очень рано, когда развивающийся в матке зародыш находится в относительной безопасности. Зачаток кости конечности, пересаженный от плода или новорожденной мыши под кожу спины взрослого животного той же инбредной линии (что исключает образование антител), продолжает развиваться в нормальную зрелую кость. Более того, то же самое произойдет и с хрящевой манжеткой, изолированной до начала костеобразования. Итак, структура зрелой кости задолго до ее реализации в основном заложена в хрящевой модели. Последующее влияние условий окружающей среды — натяжение прикрепленных к кости мышц и связок — завершает формирование (с. 411–414).

 

Генетика роста

 

Генетический контроль действует на протяжении всего периода роста. Однояйцовые близнецы в любом возрасте характеризуются одинаковой степенью скелетной зрелости. Время прорезывания молочных и постоянных зубов, а также последовательность их кальцификации и прорезывания в значительной мере наследственно обусловлены. Гены, контролирующие процесс роста, могли быть самыми разнообразными: одни из них определяют, вероятно, через посредство эндокринного аппарата, скорость роста всего тела, другие обуславливают в высшей степени локализованные градиенты роста, устанавливающие порядок прорезывания зубов и появления центров окостенения в костях запястья.

Не все гены оказываются активными к моменту рождения. Некоторые из них проявляются только в последующие годы в определенных физиологических условиях; об их действии говорят, что оно «ограничено возрастом». […] (с. 414–416).

Гены, определяющие рост, начинают проявляться в первые три года жизни […] (с. 416). По всей видимости, интенсивность и время наступления пубертатного скачка контролируются генами, определяющими секрецию больших или малых количеств андрогенов. Действие этих генов может не проявляться вплоть до момента начала секреции андрогенов. Допубертатный и пубертатный рост в какой-то мере независим.