Diskuse

V předchozím článku (Sinclair et al., 2016b) jsme prokázali, že perineální přívěsek mužských a ženských široký-nohy molů je předkožky a ne penis nebo klitoris, které jsou oba „vnitřních orgánů“ s histologické podpis zřetelně liší od předkožky. Histologie vnějších genitálií mužských a ženských širokonohých krtků poskytla objektivní anatomická kritéria pro definování předkožky, penisu a klitorisu. Proto histologické vyšetření potvrzuje naše dřívější zjištění, a tedy prominentní perineální přívěsek ve všech 4 krtek zkoumaných živočichů (široký-nohy, hvězda-čichal, chlupaté-sledoval a Japonský rejsek krtek) se skládá z vlasů-ložisko bez předkožky penisu nebo klitorisu histologické podpisy. Proto, staré popisné termíny pro perineální přídavky mužských a ženských mol (peniform klitorisu, penisu klitoris, penis, penis, klitoris a penis, jako klitoris) rozhodně neplatí pro tyto druhy a nelze je aplikovat pro Evropské krtci stejně. Nová terminologie popsaná v Sinclair et al. byl ověřen a bude použit v tomto článku (Sinclair et al., 2016b).

trojrozměrná rekonstrukce a morfometrická analýza byly použity k získání přesného popisu vzorování prvků tvořících vnější genitálie zkoumaných 4 druhů krtků. Penisu/předkožková a klitoridální/předkožky překrývají určena morfometrické a 3 – dimenzionální rekonstrukce zdůraznit skutečnost, že penis a klitoris, každý s jejich unikátní histologické podpis, jsou vnitřní orgány sídlící v (penis) nebo hluboké (klitoris) do předkožky prostor, i když v ženské hvězda-čichal a chlupaté-sledoval krtci distální aspekt klitoris projektů volně do předkožky prostor. Morfometrická analýza histologických řezů také ukazuje, že u všech 4 druhů krtků se močová trubice penisu neotevře na špičce penisu. Místo toho je uretrální meatus umístěn ve značné vzdálenosti proximálně od špičky penisu, podobně jako u myši (Rodríguez et al ., 2011).

u většiny savčích druhů jsou vnější genitálie sexuálně dimorfní s penisem podstatně větším než klitoris. Rozdíl ve velikosti a morfologii mužských a ženských zevního genitálu byl přičíst androgenní akce v případě mužů a jejich absence u samic (Yamada et al., 2003). Nicméně, samice několika druhů savců vykazují hluboce maskulinizoval vnější genitálie, zejména hyena skvrnitá, několik druhů molů a několik primátů (opice, kiks opice, šimpanz a ring-sledoval lemuři) (Wislocki, 1936; Drea a Weil, 2008; Cunha et al., 2014). Fosy (Cryptoprocta ferox), cat-like, masožravý savec endemický na Madagaskar, je speciální případ, pokud maskulinizace ženského zevního genitálu je vidět v nedospělých, ale zmizí v dospělé samice (Hawkins et al., 2002). Na otázku týkající se mechanismu maskulinizace ženského zevního genitálu je obvykle chápán jako problém androgenní akce, s průzkumem pro zdroj androgenů, a pokud je to možné (zřídka), s experimentální studie účinků různých forem „androgenní blokáda/deprivace“. Zatímco samičí plody hyen skvrnitých jsou vystaveny endogenním androgenům (Licht et al ., 1998), vznik a růst převislé penisu klitoris hyena skvrnitá je androgen-nezávislého, i když vývoj některých vnitřních falické konstrukce je androgen-dependentní (Cunha et al., 2014). Přechodná maskulinizace klitorisu Fossa fossana není spojena se zvýšenými hladinami ženských androgenů (Hawkins et al., 2002). U myší (a možná i jiných hlodavců) je délka perineálního přívěsku (předkožky) žen ~57% u mužů. Podstatná velikost ženského perineálního přívěsku divokého typu (předkožky) se významně neliší od velikosti myší xtfm/Y necitlivých na androgen. Tyto údaje naznačují, že bazální velikost (délka) myši perineální přívěsek (předkožky) u žen je androgen-nezávislého, a dodatečné zvýšení velikosti mužského myši perineální přívěsek (předkožka) je androgen-dependentní. Tato myšlenka je v souladu s nařízením o anogenitální vzdálenosti u myší, která je ovlivněna nitroděložní pozici, ale nemůže být snížena u žen pod určitý bod v důsledku prenatální léčbu s anti-androgen (vom Saal a Bronson, 1978; Vom Saal, 1978; Mitchell et al., 2015). Existuje tedy precedens pro myšlenku, že některé aspekty vnějších genitálií mužů a žen mohou být nezávislé na androgenech (Cunha et al ., 2014).

sexuální dimorfismus vnějších genitálií u čtyř zkoumaných druhů krtků lze hodnotit různými způsoby: (a) délka / velikost perineálního přívěsku (předkožka délka), (b) AGD, (c) přítomnost nebo nepřítomnost penisu/klitorisu os nebo (d) mužské skóre. Předpoklad je, že maskulinní rysy u mužů a/nebo žen jsou dosažena v průběhu pre – a postnatální vývoj androgeny, jejichž zdrojem by mohl být varlat, plodu nebo matky ovotestes, placenty nebo nadledvin. Pro ženy, krtci, maskulinizace byla dříve připisována androgeny odvozeny od ovotestes přítomen v několika Evropských krtek druhů (Talpa romana, T. occidentalis a T. europaea), Condylura cristata (hvězda-čichal krtek), Mogera wogura (Japonské krtek), a Neurotrichus gibbsii (American rejsek, krtek) (Zurita et al., 2003; Jiménez et al., 1993; Sánchez et al., 1996; Barrionuevo et al., 2004; Matthews, 1935; Whitworth et al., 1999; Rubenstein a kol., 2003; Carmona a kol., 2008). Široký-nohy (Scapanus latimanus) a Japonský rejsek (Urotrichus talpoides) krtci nemají ovotestes, která byla také hlášena na východní krtek (Scalopus aquaticus) a pobřeží krtek (Scapanus orarius) (Rubenstein et al., 2003; Carmona a kol., 2008) V roce 1935 Matthews spekuloval, že v Talpa europaea „intersticiální žláze (ovotestis) byl nejen homologní s varlatech, ale že také vyrábí mužských hormonů, které ovlivňují celkový metabolismus a podobě zvířete“ (Matthews, 1935). Tato spekulace byla následně potvrzena ve zprávách z Leydigových buněk a produkci testosteronu v intersticiální žlázy ovotestes ženské krtci (Talpa occidentalis a Talpa europaea) (Jiménez et al., 1993; Whitworth et al., 1999; Zurita a kol., 2003). Leydigovy buňky uvnitř ovotestů Talpa occidentalis byly poprvé morfologicky rozpoznány 5 dní po porodu (Barrionuevo et al ., 2004), i když v této fázi sérového testosteronu je stěží detekovatelný (<0.020 ng/ml), ale zvyšuje se o 0,5 až 0,8 ng/ml na 30 dní postnatální, kdy sérové hladiny testosteronu u žen Talpa occidentalis rovné nebo vyšší než u mužů stejného věku (Zurita et al., 2003). Následné studie koreluje cirkulující hladiny testosteronu s hmotnost/objem intersticiální žlázy v Talpa occidentalis a Talpa europaea a bylo prokázáno, že ovariální hmotnost a sérové hladiny testosteronu jsou nejvyšší v non-chov versus chovné sezoně v ženské Talpa occidentalis (Jiménez et al., 1993; Whitworth et al., 1999; Zurita a kol., 2003). Postnatální růst v úrovni testosteronu v séru u žen Talpa eruopaea, Talpa occidentalis, a Talpa romana je spojena s rozvojem epididymes spojené s ovariální bursa, v blízkosti intersticiální žlázy (Zurita et al., 2003; Jiménez et al., 1993; Sánchez et al., 1996; Barrionuevo et al., 2004). Ženské epididymy v Talpa occidentalis přetrvávají a rostou po celý život mladistvých a dospělých (Zurita et al ,2003).

Nyní, s alespoň 4 (a-d výše) způsoby hodnocení pohlavního dimorfismu krtek zevního genitálu, můžeme zkoumat vztah mezi ovotestes a sexuálního dimorfismu krtek zevního genitálu. Pro všechny čtyři druhy molů zkoumané v této práci, korelace je nesouhlasný mezi přítomností/nepřítomností ovotestes a stav (a) délka předkožky, (b) AGD, (c) přítomnost nebo nepřítomnost os penis/os klitoris, nebo (d) mužský rys skóre. V tabulce 2 údaje označené zeleně svědčí o shodě mezi přítomností nebo nepřítomností ovotestů a uvedeným morfologickým znakem. Položky v červené barvě svědčí o nedostatečné konzistenci mezi přítomností nebo nepřítomností ovotestů a morfologickým znakem. Jak je vidět, pro každý morfologický rys existuje alespoň jeden druh krtka, který je v rozporu s produkcí androgenu ovotestes.

Široké nohy krtka mužů a chlupaté-sledoval mužské a ženské krtci mít kost (os penis nebo os klitoris) do zevního genitálu. Ze studií na potkanech a myších je tvorba kostí považována za androgen-dependentní, alespoň nějakým způsobem. Os penis vychází z mezenchymální kondenzace, která osifikuje u novorozeneckých samců myší a potkanů (Murakami, 1984 ;Murakami a Mizuno, 1986; Murakami, 1986; 1987; Glucksmann et al. , 1976). Překvapivě je penis os a klitoris os přítomen u samců a samic divokých myší (Weiss et al ., 2012; Glucksmann et al., 1976), stejně jako u myší xtfm/Y necitlivých na androgen (Yang et al., 2010; Murakami, 1987). To naznačuje, že počáteční tvorba penisu os a klitorisu os, stejně jako jeho osifikace, je nezávislá na androgenu. Os penis dospělých samců myší je však přibližně 6,5 krát delší než OS klitoris (Weiss et al ., 2012). Postnatální růst kosti uvnitř vnějších genitálií je tedy závislý na androgenu (Glucksmann a Cherry, 1972; Glucksmann et al., 1976). Opravdu, novorozenecké anti-androgenní léčby nebo neonatální kastrace inhibuje zvýšení velikosti a kalcifikace os penis, zatímco novorozenecké léčbě žen s androgeny stimuluje růst os klitoris u potkanů a myší (Glucksmann et al., 1976; Glucksmann and Cherry, 1972). Došli jsme k závěru, že prominentní os penis nebo OS klitoris svědčí o působení androgenu. U vyvíjejících se mužů je zdrojem androgenu varlata, o nichž je známo, že produkují androgeny během období plodu, novorozence a dospělých (Bloch, 1967; Bloch et al., 1971; Feldman a Bloch, 1978).

klíčovým pozorováním je absence penisu os a klitorisu os u mužů a žen s hvězdnými nosy (s ovotestes) a japonských krtků (bez ovotestes). Vzhledem k tomu, že muži z těchto dvou krtek druhů fungování varlat a rozvíjet normální mužské vnitřní genitálie, absence tvorby kosti v externí genitálie mužské hvězda-čichal a Japonský rejsek krtci může být vysvětleno tím, porucha tvorby kostí předchůdce, který, jak je popsáno výše, je androgen-nezávislého případě (alespoň u myší). Absence kostí předchůdce mohl účtu pro absenci os penis a os klitoris v hvězda-čichal a Japonský rejsek molů, čímž androgenů (ať už získané z varlat nebo ovotestes) irelevantní pro tuto funkci. Evropský krtek (Talpa europaea)má ovotestis a má os penis, ale stav klitorisu os u žen není znám (Schultz et al ., 2016). Stav penisu os a klitorisu os u jiných druhů evropských krtků (Talpa occidentalis a Talpa romana) s ovotestes nebyl hlášen (Zurita et al., 2003; Matthews, 1935; Beolchini et al., 2000). Pokud je však nepřítomnost kosti ve vnějších genitáliích japonských krtků vyřazena z tabulky 2, pak je stav všech 4 vnějších genitálií u chlupatých a japonských krtků shodný s přítomností / nepřítomností ovotestů.

anogenitální vzdálenost je metrika, která se zvyšuje od narození do dospělosti, jak zvíře roste. Sexuální rozdíly v AGD lze rozpoznat při narození u několika druhů, včetně potkanů a myší. Postnatálně, AGD mužů a žen se zvyšují, ale udržují sexuální rozdíl po celý život. AGD se u mužů zvyšuje v reakci na androgeny odvozené od plodových a novorozeneckých varlat, což znamená časnou citlivost perineální oblasti na androgeny (Callegari et al ., 1987; Hotchkiss et al., 2007b; Vandenbergh a Huggett, 1995; Godet, 1946; Hotchkiss a Vandenbergh, 2005; Hotchkiss et al., 2007a). AGD se skutečně zvyšuje u samic myší, jejichž intrauterinní poloha je mezi dvěma samčími plody, což znamená vynikající citlivost vyvíjejícího se perinea na androgeny (vom Saal et al ., 1990). Citlivost perineální oblasti na androgeny je udržována do dospělosti, protože AGD zůstává citlivá na androgeny u dospělých potkanů (Mitchell et al ., 2015), což naznačuje, že konečná AGD je funkcí expozice androgenu od prenatálních až po dospělé stadia.

anogenitální vzdálenost byla měřena u tří druhů krtků a byla také hlášena u Evropského krtka (Matthews, 1935). Přítomnost nebo nepřítomnost ovotestů oproti AGD není shodná u 3 druhů krtků v tabulce 2. Vzhledem k absenci ovotestů u žen s širokými nohami se očekávalo, že AGD bude větší u mužů oproti ženám. AGD u krtků se však u mužů a žen významně nelišila. Buď ženské široký-nohy krtci jsou vystaveny androgenů během vývoje prostřednictvím jiného zdroje než od matky nebo plodu ovotestes, nebo AGD není spolehlivým ukazatelem androgenní akce během vývoje v této krtek druhů. U těchto 3 druhů krtků (Tabulka 2) tedy korelace mezi přítomností nebo nepřítomností ovotestů a AGD není konzistentní.

sexuální dimorfismus v délce perineálního přívěsku (předkožky) je dalším potenciálně androgenem regulovaným rysem. Pro délku předkožky je korelace mezi tímto parametrem a přítomností nebo nepřítomností ovotestů také špatná. Vzhledem k absenci ovotestů u ženských širokonohých krtků se očekávalo, že délka předkožky by měla být větší u mužů oproti ženám. Délka předkožky se však u obou pohlaví statisticky nelišila. Naopak, v hvězda-čichal ženské krtci, které nemají ovotestes, očekávání bylo, že předkožka délka by měla být stejná u mužů versus žen, ale místo toho předkožky délka byla větší u samců oproti samicím. Tento nedostatek korespondence mezi přítomností nebo nepřítomností ovotestů jako potenciálního zdroje androgenů a předkožky vyvolává otázku, zda je délka předkožky nezávislá na androgenu. Tato myšlenka je podporována daty z hyen skvrnitých a analýzou velikosti perineálního přívěsku (předkožky) myší xtfm/Y, jak je uvedeno výše. Délka předkožky (jako AGD) je metrika, která se zvyšuje úměrně s růstem zvířete, a proto pravděpodobně podléhá regulaci růstu od narození do dospělosti. Výrazný nárůst ženské myši perineální přívěsek (předkožky) pro dospělého, velikost není spojena s jinými androgen-dependentní funkce, jako je uchovávání a rozvoj Wolffian deriváty nebo ženské prostaty, což naznačuje, že hladiny androgenů v ženské embrya myši/novorozenců je sub-optimální pro vývoj mužské vnitřní genitálie, zda režim androgenů expozice je přes místní šíření z varlat (wolfova vývodu potrubí), nebo prostřednictvím systémové androgenů. Musíme se tedy bavit myšlenkou, že délka předkožky u ženských krtků může být také nezávislá na androgenech.

krysy a myši mají ve skutečnosti dvě prepuce (Blaschko et al ., 2013; Sinclair et al., 2016a). Prominentní perineální přívěsek potkanů a myší je vnější předkožka. Předkožky molů se zdá být homologní s vnější předkožky potkanů a myší, a to ve všech třech skupinách, tato struktura vytváří objemný prostor bydlení penisu. Vnitřní předkožka potkanů a myší je klapka kůže integrální k penisu, konfigurace podobná konfiguraci lidí (Blaschko et al ., 2013; Sinclair et al., 2016a). Nedávno jsme spekulovali, že vnější předkožka chrání penis, zajišťuje čistotu a chrání tento citlivý orgán (Sinclair et al ., 2016b). Toto uspořádání se jeví jako vhodné pro savce postavené nízko na Zemi, jako jsou krysy, myši, krtci a další druhy.

v tomto článku jsme stanovili skóre mužských rysů založené na přítomnosti devíti morfologických znaků u mužů a nepřítomnosti devíti morfologických znaků u žen (viz obr. 6). Pomocí této metriky, mužské krtky se širokými nohami a chlupatými ocasy vykazují vše 9 mužské rysy, zatímco mužské hvězdicové a japonské krtky vykazují 8 z 9 mužské rysy, chybí pouze penis os. Žena krtci vykazují řadu mužský rys skóre: nula pro samice Japonský rejsek mol (kompletní feminizace) a různý stupeň maskulinizace pro ženy široký-nohy mol (bodování 3), žena hvězda-čichal mol (skóre 4), a ženské chlupaté-sledoval mol (vstřelil 5). Mužský rys, skóre 4 a 5 v ženské hvězda-čichal a chlupaté-sledoval krtci a žádné ženské Japonský rejsek krtci koreluje s přítomností ovotestes v ženské hvězda-čichal a chlupaté-sledoval krtci a absence ovotestes u žen Japonský rejsek krtci. Samice s širokými nohami však mají mužské skóre 3, ale postrádají ovotestes. Interpretace skóre mužských rysů u ženských širokonohých krtků je dvojnásobná: (a) buď tam je alternativní zdroj androgenů, nebo (b) funkce (velké předkožky velikost, stejně jako corpus cavernosum s tunica albuginea) jsou androgen-nezávislého. Možnost, že délka předkožky je alespoň částečně nezávislá na androgenu, byla diskutována výše. Je zřejmé, že skóre mužských rysů je komplexní metrika zahrnující mnoho individuálních rysů, které se mohou lišit citlivostí na androgeny i jejich „oknem citlivosti pro programování androgenů“.

stručně řečeno, je nedostatek shoda napříč všemi 4 krtek druhů mezi čtyři morfologické vlastnosti zkoumal a přítomnost/nepřítomnost ovotestes. Pro každý rys existuje nesoulad alespoň u jednoho druhu krtka.

dogma diferenciace pohlaví vyjádřená Jost je, že androgeny hrají ústřední roli v mužském vývoji. V přítomnosti androgenů se objevuje mužský vzor vnitřních a vnějších genitálií, zatímco v nepřítomnosti androgenů se vyvíjí ženský vzor(Jost, 1953; 1965). I když je tato myšlenka správná a použitelná pro vývoj vnějších genitálií lidí a mnoha dalších druhů, jsou možné další mechanismy, pokud se ukázalo, že určité aspekty vývoje vnějších genitálií jsou nezávislé na androgenu. Například samice skvrnitá hyena (Crocuta crocuta) má visící penilní klitoris podobný velikosti penisu. Léčba plodu puntíkovaný hyeny s anti-androgenní koktejl (flutamid plus finasterid) má minimální vliv na tvorbu a růst na délku penisu a klitorisu (Drea et al., 1998; Cunha a kol., 2005). Podobně gonadektomie prepubertálních mláďat hyeny má minimální vliv na délku dospělého penisu a klitorisu (Glickman et al ., 1998). Růst délky penisu a klitorisu skvrnité hyeny je tedy nezávislý na androgenu. I když muž perineální přídavky a AGD jsou mírně větší u mužů versus žen, značné velikosti perineální přídavky (předkožky) u samic potkanů, myší a krtků může být také androgen-nezávislého, jak je popsáno výše. Vzhledem k neúplné povahy endokrinních literatury v molech, je obtížné odvodit, zda výchozí velikost ženského předkožky je androgen-dependentní nebo androgen-nezávislého, i když předkožky velikost u dospělých myších samic se zdá být androgen-nezávislého na základě vyšetření androgenní receptor mutantních myší.

porovnáním čtyř druhů molů zkoumaných v tomto článku je stupeň konkordance s ovotestes nejvyšší u krtků chlupatých a nejnižší u molů širokonohých. Ve skutečnosti je krtek chlupatý-sledoval jeden druh vykazující úplnou shodu s ovotestes, i když měření AGD nebylo možné (Tabulka 2). Zaměření na kosti uvnitř vnějších genitálií, je pravděpodobné, že ve hře jsou jiné události než stav androgenu. Klíčovým pozorováním je absence penisu os u mužských hvězdných a japonských krtků, stejně jako absence klitorisu os u ženských hvězdných nosů, které mají ovotestes. Pokud je však nepřítomnost kosti ve vnějších genitáliích japonských krtků způsobena selháním tvorby kostního prekurzoru, jak je uvedeno výše, pak nepřítomnost penisu os v japonských krtcích může být vyřazena z tabulky 2. V souladu s tím by stav vnějších genitálií u chlupatých a japonských krtků byl v souladu s přítomností / nepřítomností ovotestů.

délka Předkožky je funkce s největší nesoulad s přítomnosti nebo nepřítomnosti ovotestes, zvýšit možnost, že předkožka délka není androgen-upraveno v ženské široký-nohy a hvězda-čichal molů, jak je popsáno výše. Nemůžeme vyloučit možnost, že androgeny odvozené od ovotestes mohou regulovat délku předkožky u chlupatých krtků, zatímco snížená délka předkožky u ženských japonských krtků může být přičítána nepřítomnosti ovotestes.

konečně, regulace tvorby a růstu krtka perineálního přívěsku (předkožky) může být buď závislá na androgenu nebo nezávislá na androgenu a může se lišit podle druhu. Precedent pro tento nápad je ilustrováno v hyaenids, ve kterém hnědé hyeny, pruhované hyeny a aardwolfs výstava „standardní“ sexuální dimorfismus ze zevního genitálu (Wells, 1968; Ewer, 1973), vzhledem k tomu, že samice hyeny skvrnité vykazují hluboce maskulinizoval vnější genitálie s převislé penisu klitoris podobné velikosti na to, že z penisu (Cunha et al., 2014). Regulace vývoje a růstu vnějších genitálií (velikost i vnitřní rysy) se tedy může radikálně lišit mezi druhy ve stejné fylogenetické skupině. Ukázali, že 12 talpidových rodů, které zkoumali, lze vyřešit do 7 clades (Shinohara et al ., 2003). Krtci Chlupatí (Parascalops breweri) a širokonozí (Scapanus latimanus) žijí ve vysoce fossoriální severoamerické klad. Krtci s hvězdami (Condylura cristata) sídlí ve vodním/fossoriálním severoamerickém kladu a japonští krtci (Urotrichus talpoides) sídlí v polofossoriálním japonském kladu. Proto, v očekávání je, že druhy v rámci stejného kmene by vykazují podobné vlastnosti (přítomnost nebo nepřítomnost ovotestes, délka předkožky, AGD, kostí a/nebo mužský rys, skóre), zatímco druhů v odlišných skupin, lze očekávat, že vykazují rozdíly v těchto vlastnosti v samice. V souladu s tím by se očekávalo, že ženy s širokými nohami a chlupatými chvosty budou vykazovat podobné rysy. To není tento případ. Krtci s chlupatými ocasy mají ovotestes, krtci se širokými nohami ne a u těchto dvou druhů existují velké rozdíly v délce předkožky (perineální elevace), délce penisu/klitorisu a skóre mužských rysů (Tabulka 2). Zajímavé je, že žena s chlupatým ocasem má klitoris os, Volný distální hrot klitorisu a ovotestes, zatímco úzce příbuzná žena s širokým nohama postrádá všechny 3 funkce. Možná, že ztráta ovotestes u ženy s širokými nohami je spojena se ztrátou dalších 2 mužských rysů. Chlupaté-sledoval a Japonský rejsek krtci jsou umístěny v oddělených skupin, a by se očekávat, že vyšší stupeň divergence funkcí, což je případ. Ženy s širokými nohami a japonskými krtky, žijící v oddělených klad, oba postrádají ovotestes a přesto také vykazují vysoký stupeň divergence rysů. Hvězda-čichal a široký-nohy krtky, také v různých skupin, vykazují mírný stupeň kongruence funkcí. Tím pádem, fylogenetická afinita je špatný prediktor pro většinu funkcí v Krtkových vnějších genitáliích.