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1 Allgemeine Embryologie
Mind Map
Ziel der Fortpflanzung ist eine möglichst weitgehen- sie dies nicht tut, geht sie als Abortivei meist unbe-
de Heterogenität der neu zusammengesetzten Gene, merkt ab. Die Dunkelziffer dieser Frühaborte soll etwa
ohne dass die Chromosomen einfach nur addiert wer- 30% betragen.
den. Bei der sexuellen Fortpflanzung vereinigen sich Die Plazenta ist das Verbindungsglied zwischen
daher haploide väterliche und mütterliche Chromo- zwei fremden Individuen und besteht entsprechend
somensätze zu einem neuen diploiden Chromo- aus mütterlichen und kindlichen Anteilen (Placenta
somensatz. conjuncta). Da in der reifen menschlichen Plazenta
Von der Ovulation bis zur Implantation in der fetale Bereiche (Zotten) direkt in der mütterlichen Blut-
Uterusschleimhaut vergehen 6 lange Tage. Die be- wanne baden, spricht man von einem hämochorialen
fruchtete Eizelle (Zygote) teilt sich fortlaufend und er- Plazentatyp. An der Zotten-Blut-Grenze (Plazenta-
reicht nach 3–4 Tagen im 16-Zell-Stadium als Morula schranke) findet der Stoffaustausch statt. Die Hormon-
den Uterus. Sie benötigt noch 2 weitere Tage, um sich bildung übernimmt allein der kindliche Teil: Zytotropho-
als freie Blastozyste in der Dunkelheit zu orientieren, blast und Synzytiotrophoblast.
ehe sie sich zum längeren Verweilen entscheidet. Falls
4 Kapitel 1 · Allgemeine Embryologie
1.1 Grundlagen der Reproduktion
1 Merke
1.1.1 Keimzellen Die Anzahl von Eizellen ist während des 5. Entwick-
lungsmonats am größten und sinkt bis zur Geburt
auf etwa 1 Mio ab. Zu Beginn der Geschlechtsreife
Urkeimzellen (primordiale Geschlechtszellen) sind Ab-
sind noch ca. 40.000Zellen vorhanden, von denen
kömmlinge der Zygote und Vorläuferzellen der Keim-
sich »nur« etwa 450 zu einer haploiden Eizelle
zellen (Gameten). Sie wandern ab der 4. Woche aus
(Ovum) entwickeln können. Alle restlichen dege-
dem Dottersack in die noch indifferente Gonadenan-
nerieren in allen Stadien (Follikelatresie).
lage. Dort erfolgen die weitere Vermehrung im Zölom-
epithel sowie ihre Differenzierung in weibliche (Oogo-
nien) oder männliche (Spermatogonien) Urkeimzellen.
Vermehrung, Geschlechtsdifferenzierung und spe- Stadien der Follikelreifung
zifisches Verhalten (Aktivitäts- und Ruhephasen) wäh- (s. a. Mikroskopische Anatomie)
rend der Embryonalperiode, Geburt, Pubertät und er- Die sich differenzierenden Eizellen befinden sich in der
neuter Zygotenbildung wird in der Keimbahn beschrie- Rinde des Ovars und werden von einer zunehmenden
ben. Die Geschlechtsdetermination erfolgt in den Anzahl von assoziierten Zellen zu Follikeln organisiert
somatischen Zellen der Gonadenanlage. Bei fehlendem (. Abb. 1.1). Traditionsgemäß werden 4 Stadien unter-
Y-Chromosom entsteht ein Ovar, bei Vorliegen eines schieden: Primordial-, Primär-, Sekundär- und Tertiär-
Y-Chromosoms ein Hoden. follikel.
Primordialfollikel sind der ruhende Pool von Oo-
zyten, umgeben von einer Schicht flacher Epithelzellen;
1.1.2 Oogenese und weiblicher ein Teil dieser Follikel transformiert sich in Primärfol-
Genitaltrakt
likel (höheres umgebendes Epithel). Diese Vorgänge
(bis zur Pubertät) sind unabhängig von Gonadotropin.
Die Entwicklung weiblicher Keimzellen (Oogenese) Sekundärfollikel zeichnen sich durch ein höheres,
findet im Ovar in mehreren Stadien statt. Nach einer 2- bis mehrschichtiges Follikelepithel aus. Die Eizelle
Vermehrungsphase bis etwa zum 5. Entwicklungsmo- bildet eine glycoproteinreiche Hülle (Zona pellucida),
nat (bis zu 7 Mio Zellen) vergrößern und differenzieren und Bindegewebszellen legen sich dem Follikelepithel
sich die Oogonien zu Oocyten 1. Ordnung (tetraploid: als Theca folliculi an. In der Mitte des Follikels reißt der
4n) in Primär- und Sekundärfollikeln. Die Follikelepi- Verband der Epithelzellen auf, und es entsteht das
thelzellen bilden eine die Meiose inhibierende Sub- A ntrum folliculi, in das Sekret der Follikelepithelzellen
stanz, sodass die Follikel im Diktyotän bis frühestens (Liquor folliculi) einströmt.
zur Pubertät arretiert sind. Im Tertiärfollikel werden diese Prozesse weiterge-
Während der Pubertät differenzieren sich die führt: Follikel und Eizelle vergrößern sich, das Antrum
Oocyten I. Ordnung (4n) innerhalb der 1. Reifeteilung folliculi nimmt das größte Volumen ein. Um die dezen-
in Oocyten II. Ordnung (2n). Dieser Vorgang ist erst tral liegende Eizelle haftet eine Anzahl von Follikelepi-
kurz vor der Ovulation mit der Bildung eines Oocyten thelzellen (Corona radiata). Beides zusammen wird als
II. Ordnung (2n) sowie einem Polkörperchen (zunächst Eihügel (Cumulus oophorus) bezeichnet. Die Theca
auch 2n) beendet. folliculi differenziert sich in die epithelähnliche Theca
Die 2. Reifeteilung (Äquationsteilung) beginnt kurz interna und bindegewebige Theca externa. Die Theca
vor oder während der Ovulation, wird aber nur beim interna besitzt östrogenbildende Zellen. Erst in diesem
Eindringen eines Spermiums vollendet. Das haploide Stadium führt der Einfluss von follikelstimulierendem
Ovum (n) entsteht also nur im Ernstfall. Erst durch die Hormon (FSH) zur Auswahl eines dominanten Fol-
Fusion der Zellkerne beider Gameten (Schwanger- likels, der schließlich als Graaf-Follikel Sprungreife er-
schaftsbeginn!) entsteht die Zygote. Beide Reifetei- hält.
lungen bringen ein Ovum und 3 Polkörperchen her-
vor. Ovulation. Aufgrund der Größenzunahme des Tertiär-
follikels verschlechtert sich die trophische Situation
des umliegenden Bindegewebes. Letztlich sorgt ein
LH-Peak ca. 24 h vor der Ovulation für die Ablösung
des Cumulus oophorus von umliegenden Follikelepi-
thelzellen und für die »Explosion« des Follikels. Eizelle
und Cumulus oophorus werden in die Bauchhöhle ge-
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1.1 · Grundlagen der Reproduktion
. Abb. 1.1. Synopsis der Follikelreifung, Befruchtung und Implantation der Blastozyste. (nach Benninghoff 2003)
schleudert, und vom Staubsauger, dem Fimbrientr ich- zeichnet man den Reifungsprozess von der Spermato-
ter des Eileiters, vor einem ungewissen Schicksal gonie bis zum Spermium (. Abb. 1.2). Es gilt bei der
im Dunkel der Bauchhöhle bewahrt. Der restliche Fol- Spermatogenese die Abfolge:
likel kollabiert; ggf. sorgen erodierte Blutgefäße für ein 1. Vermehrung (Mitosen, auch schon pränatal),
»Corpus rubrum«. 2. Reifung (Meiose) und
3. Differenzierung (erst von der Pubertät an).
Bildung des Gelbkörpers (Corpus luteum)
Die ehemaligen Granulosaepithelzellen wandeln sich 1. Vermehrung: Die Teilung einer Spermatogonie A
nach der Ovulation in das Corpus luteum um. Dieses (Stammzelle) ergibt eine residente Spermatogonie A
erhält seine gelbliche Farbe durch zunehmende Aktivi- und eine Spermatogonie B, die Vorläuferzelle für die
tät von steroidbildenden Zellen, den Theca-Luteinzellen weiteren Stadien ist und in die 1. Reifeteilung eintritt.
(aus der Theca interna, peripher) und Granulosa-Lute- 2. Reifung der Spermatozyten: B-Spermatogonien
inzellen. Beide Zellpopulationen produzieren Gestage- verdoppeln ihren DNS-Gehalt und heißen jetzt Sperma-
ne (Progesteron), in geringeren Mengen auch Östro- tozyten I oder primäre Spermatozyten. Bei Abschluss
gene. Erfolgt keine Befruchtung, bildet sich das Corpus der 1. Reifeteilung liegen Spermatozyten II oder sekun-
luteum graviditatis in das Corpus albicans (Narbe) zu- däre Spermatozyten (Präspermatiden) vor. Aus 2 se-
rück; bei erfolgter Befruchtung erhält sich das Corpus kundären Spermatozyten entstehen 4 Spermatiden.
luteum graviditatis so lange, bis die Funktion komplett 3. Differenzierung der Spermatiden (Spermioge-
von der Plazenta übernommen wird (ca. 4. Monat). nese). Um die männlichen Samenzellen betriebsfähig
Ovarialzyklus, Menstruationszyklus (GK Physio- zu machen, ist die Bildung einer Geißel (Schwanz) und
logie, 7 Kap. 11). des Akrosoms notwendig. Der Kern kondensiert. Von
einem Spermium (Spermatozoon) spricht man, sobald
die späte Spermatide aus dem Verband des Hodenepi-
1.1.3 S permatogenese und männlicher thels entlassen ist.
Genitaltrakt
Die Zellen der Spermatogenesestadien sind auch
nach Kernteilungen nie vollständig voneinander ge-
Spermatogenese trennt. Sie stehen bis zur Spermiogenese mit zyto-
Männliche Samenzellen differenzieren sich in den Tu- plasmatischen Gewebebrücken miteinander in Verbin-
buli seminiferi des Hodens. Als Spermatogenese be- dung und bilden ein Synzytium (. Abb. 1.2).
6 Kapitel 1 · Allgemeine Embryologie
1
. Abb. 1.2. Reifung der Spermatogonien. Aus einer Primä- setzung des Spermiums durch Interzellularbrücken synzytial
ren Spermatozyte werden 4 Spermatiden, die bis zur Frei- in Verbindung stehen. (Schiebler 2005)
Spermium (Spermatozoon) das von einer Ringfaserscheide umgebene Axonema,
Spermien bestehen aus Kopf (4 μm) und Schwanz (ca. dessen Ordnung sich im Endstück verliert.
50 μm) (. Abb. 1.3). Der Kopf enthält Akrosom (aus Zur Zusammensetzung des Ejakulats, Funktion der
dem Golgi-Apparat) und Zellkern. Das Akrosom männlichen Genitalorgane 7 Kap. 8.8.
gleicht dem Hitzeschild eines Space Shuttles und ent-
hält Enzyme zur Penetration durch die Zona pellucida
sowie Rezeptoren, von denen einige mit Riechrezep- 1.1.4 V erlauf von Schwangerschaft
und Geburt
toren identisch sind.
Der Schwanz besteht aus Hals-, Mittel-, Haupt,- und
Endstück. Das Halsstück enthält die Andocksta tion des 7 Kap. 1.4, 7 Kap. 1.6 und 7 Kap. 8.14; Frühentwicklung,
zilienartig konstruierten Geißelapparats an die Kopf- Embryonalperiode, Fetalperiode.
zentrale (Mikrotubuli und Dynein; 9(cid:117)2+2-Struktur:
Axonema). Das Mittelstück enthält den »Düsen«apparat Dauer der Schwangerschaft, Berechnung
(Mitochondrien), die vor dem Eintauchen in die des Geburtstermins
»Oosphäre« in der Regel abgeworfen werden. Deshalb Die normale Tragzeit beträgt (gerechnet ab 1. Tag der
enthält die Zygote lediglich die Mitochondrien der letzten Regelblutung) 280 Tage, d. h. 40 Wochen. Der
M utter. Der längste Abschnitt, das Hauptstück, besitzt tatsächliche Beginn der Schwangerschaft (Konzeption)
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1.2 · Grundlagen der Embryologie
. Abb. 1.3. Ultrastruktur der
menschlichen Samenzelle (Schema).
(Schiebler 2005)
lässt sich nicht genau ermitteln. Daher wird der Ovula- die sich in alle Zellen differenzieren können (toti- oder
tionstermin (auf 24 h genau) herangezogen: 280 Tage omnipotente Stammzellen), bzw. solche, die ein einge-
–14 Tage = 266 Tage = 38 Wochen. schränktes Spektrum besitzen (pluripotente Stamm-
Die Naegele-Regel gibt den voraussichtlichen Ge- zellen). Omnipotente Stammzellen (aus der Zygote
burtstermin an: Tag der letzten Regel+1 Jahr‒3 Kalen- bzw. Morula) sind fetale Stammzellen; pluripotente
dermonate+7 Tage±x Tage (wobei x die Anzahl der Tage findet man in allen späteren Stadien.
angibt, die der tatsächliche Zyklus von einem 28-tägi- Adulte Stammzellen sind in zahlreichen Organen
gen Zyklus abweicht. vorhanden und dienen der ständigen Erneuerung der
Tatsächlich entbinden 4% aller Frauen präzise am jeweiligen Organe (z. B. Knochenmark, Riechepithel,
errechneten Termin. Skelettmuskulatur, usw.). Die Fähigkeit von Zellverbän-
den, sich in alle möglichen Richtungen fortzuent-
wickeln, wird im Verlauf der Entwicklung zunehmend
1.2 Grundlagen der Embryologie eingeschränkt. Induktion bezeichnet die Einfluss-
nahme eines Keimbereichs auf einen anderen, um einen
1.2.1 Grundlagen bestimmten Differenzierungsvorgang einzuleiten. Die
der Embryonalentwicklung
Festlegung von Zellen auf ein bestimmtes Schicksal
wird als Determination bezeichnet. Störende bzw.
Eine der Grundlagen der individuellen Entwicklung ist nicht benötigte Gene werden während dieses Prozesses
die Präsenz von Stammzellen, d. h. Ursprungszellen, supprimiert.
8 Kapitel 1 · Allgemeine Embryologie
1 Genregulation durch Induktion. Die Expression der Nach der vollendeten 2. Reifeteilung der Eizelle ver-
Gene wird durch Wachstumsfaktoren und Cell adh e- doppeln männlicher und weiblicher Vorkern ihre DNA.
sion molecules (CAMs) gesteuert. Sie stimulieren die Die Kernhüllen lösen sich auf, und die Zygote führt nach
Proliferation, determinieren das Genom irrevers ibel etwa 24 h die erste Furchungsteilung in 2 Blastomere
(Aktivierung von Homeobox-[HOX-]Genen). Bei dif- durch.
ferenzierten Zellen ist der Zellzyklus ausgeschaltet.
1.3.2 Furchung
1.3 B efruchtung, Furchung
und Implantation
Die Zygote teilt sich auf ihrer Wanderstrecke Richtung
Uterus fortlaufend. Tochterzellen dieser Teilungen
1.3.1 Befruchtung heißen Blastomeren. Die Teilungen können asynchron
verlaufen, sodass zu bestimmten Zeiten auch Blasto-
Als Befruchtung (Fertilisation) bezeichnet man die mere gefunden werden, die 3, 7 oder 12 Zellen besitzen.
Vereinigung beider Gameten sowie die Verschmelzung Als Morula erreicht der Zellhaufen im 16-Zell-Stadium
ihrer Kerne zur diploiden befruchteten Eizelle (Zygote). die Uterushöhle, wo er sich polarisiert und den Namen
Sie findet meist in der Pars ampullaris der Tuba uterina in »Blastozyste« ändert.
statt, etwa 12 h nach der Ovulation. Eizelle und Samen-
KLINIK
zelle können jedoch bis zu 24 h in der Tuba uterina
Die häufigste Ursache für Infertilität ist der Ver-
überleben (Samenzellen noch länger).
schluss des Eileiters, z. B. nach Entzündungen.
Die Spermien werden auf ihrem Wege im weib-
lichen Genitaltrakt durch chemische Veränderungen
ihrer Oberfläche befruchtungsfähig gemacht (Kapa-
zitation). Die Bindung des Spermiums an die Zona 1.3.3 Blastozyste
pellucida löst die Akrosomreaktion des Spermiums
aus. Das Akrosom produziert Hyaluronidase und pro- Zunächst bildet sich eine Blastozystenhöhle aus, in der
teolytische Enzyme und dringt durch die Zona pellucida sich die Blastomeren in eine innere Zellmasse (Embryo-
in die Eizelle ein. Diese sezerniert daraufhin Glycopro- blast) und einen umhüllenden Trophoblasten segre-
teine, die das Eindringen weiterer Spermien verhindern gieren. Jetzt schlüpft die Blastozyste aus der Zona pellu-
(Zona-Reaktion). cida und nimmt Flüssigkeit auf.
. Abb. 1.4a, b. Implantation des Keims an Tag 8 (a) und Tag 13 (b). (Schiebler 2005)
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1.4 · Plazentation
1.3.4 Implantation
tieren. Am häufigsten ist die Tubenschleimhaut,
Voraussetzung der Implantation der Blastozyste ist die aber auch das Peritoneum kommt in Frage. Die
Adhäsion der Trophoblastzellen an das sezernierende Tubargravidität ist ein Notfall: Aufgrund des infil-
Endometrium. Sie beginnt zwischen dem 5. und 6. Tag trierenden Wachstums des Synzytiotrophoblasten
post ovulationem und endet mit der Etablierung des kann die A. ovarica arrodiert werden, was zu
uteroplazentaren Kreislaufs am 12. Tag. Zunächst heftet lebensgefährlichen Blutungen führt.
sich die freie Blastozyste an die Uterusschleimhaut an,
dann vergräbt sie sich im Interstitium des Endome-
triums (interstitielle Implantation) (. Abb. 1.4a, b).
Trophoblastzellen differenzieren in den Zytotropho- 1.4 Plazentation
blasten und den Synzytiotrophoblasten. Währenddes-
sen differenziert sich der Embryoblast in 1.4.1 A usbildung des uteroplazentaren
4 Ektoderm (der Blastozystenhöhle zugewandt) Kreislaufs
und
4 Entoderm (dem Uterus zugewandt). Außen liegende, mehrkernige, verschmolzene Tropho-
blastzellen (Synzytiotrophoblast) stoßen schnell in die
Aber auch die Mutter arbeitet hart: Bindegewebszellen Tiefe vor und fressen sich infiltrativ in die Zona com-
des zunehmend ödematösen Endometriums wandeln pacta des Endometriums hinein. Treibender Faktor
sich in Deziduazellen um und beginnen den Eindring- für die embryonale Invasion ist u. a. die Hypoxie.
ling zu umzingeln (deziduale Reaktion). Durch flächige Invasion entstehen Hohlräume in der
Zona compacta (Lakunen), in die schließlich mütter-
KLINIK liches Blut einströmt. Mit der Arrosion mütterlicher
Meist siedelt sich die Blastozyste an der oberen Gefäße ist die kritische hypoxische Phase überstanden;
Rückwand des Uterus an. Unter bestimmten Be- es bildet sich ein primitiver uteroplazentarer Kreislauf
dingungen kann sich die Blastozyste auch an ab- aus (12. Tag).
weichenden Orten (Extrauterin-Gravidität) implan- Vom Zytotrophoblasten, der durch Auskleidung
6 mit Mesoderm zum Chorion wird, wachsen epitheliale
Zellsäulen in das Synzytium ein. Sie gewinnen an Ober-
. Abb. 1.5a–c. Plazentation und
Eihautbildung zu Beginn des 2. Mo- a
a
nats (a), Ende des 2. Monats (b),
Ende des 4. Schwangerschaftsmo-
nats (c). (Schiebler 2005)
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10 Kapitel 1 · Allgemeine Embryologie
1 . Abb. 1.6a–e. Stadien der Plazenta-
bildung. Stadien mit Lakunen und
Trabekel im primären Chorion (a, b).
Primärzotten (c). Sekundärzotten; die
Haftzotten bestehen noch aus Zell-
säulen (d). Tertiärzotten mit Blutgefä-
ßen und zunehmender Verzweigung
der Zottenbäume (e). (Schiebler 2005)
