Allgemeine Embryologie und Reproduktionsbiologie

Transcription

 Zeittafel der Embryologie, Reproduktionsbiologie und
Reproduktionsmedizin als POL
 Ontogenese, Embryonal- und Fetalperiode
 Entwicklungspotential embryonaler Zellen
- Embryonenschutzgesetz (ESchG) von 1991; Ethik in der
Biomedizin
 Molekulare Entwicklungsbiologie
- Epigenetik, Imprinting
Gliederung
der Vorlesung
 Teratogenese
- Pränataldiagnostik
 Keimbahn
- Ausbildung des Geschlechts












Pubertät
Oogenese, Follikulogenese
Spermatogenese
Befruchtung
- Schwangerschaftsnachweise,
Extrauteringraviditäten, Mehrlinge,
Kontrazeption
Implantation
Plazenta, Fruchtwasser
Zweiblättrige Keimscheibe
Gastrulation: Bildung der drei Keimblätter
Ausbildung der Körpergrundgestalt
Intra- und extraembryonales Zölom
Fruchthöhlen und Eihäute
Derivate von Ektoderm, Mesoderm, Entoderm
Zeittafel zur Embryologie und Reproduktionsbiologie
1672
Regnier de Graaf führt den Namen Ovar für die weibliche Keimdrüse ein
1677
A. van Leeuwenhoek und sein Student Johann Ham beobachten als erste
menschliche Spermien
1759
Dissertation von Kaspar Friedrich Wolff in Halle (Streit Epigenese-Präformisten)
1812
Begründung der wissenschaflichen Teratologie durch Johann Friedrich Meckel
d. J.
1827
Entdeckung der Säugereizelle (Hund) durch Karl Ernst von Baer
1875
erste mikroskopische Beobachtung der Befruchtung beim Seeigel durch Oscar
Hertwig; beide Geschlechter tragen zur nächsten Generation bei
1878
Entdeckung der Chromosomen durch W. Flemming
1888
Beginn der experimentellen Embryologie (Entwicklungs”mechanik” von Wilhem
Roux)
1900
Bestätigung der Mendelschen Gesetze durch Correns, Tschernak und de Vries
1930
erste Beobachtung einer frisch ovulierten, noch nicht befruchteten
menschlichen Eizelle aus dem Eileiter einer Frau
1935
Nobelpreis für Medizin an Hans Spemann für die Entdeckung des OrganisatorEffektes
1940 – 1942 nähere Bestimmung des Ovulationstermins durch Knaus und Ogino
1942 - 1954 erste Publikationen von Präimplantationsstadien sowie der frühen
Implantationsstadien des Menschen durch die amerikanischen Embryologen
Hertig, Heuser, Rock und Streeter (Carnegie-Institut in New York)
1956
Korrektur der bis dahin für richtig gehaltenen Chromosomenzahl des Menschen
von 48 auf 46
1959
”Anti-Baby-Pille” durch Pincus und Chang entwickelt und in den USA käuflich
1960
erste Beobachtung der Befruchtung und Furchung menschlicher Eizellen in
vitro durch Shettles in England
1962
Nobelpreis für Medizin an Watson, Crick und Wilkins für die Aufklärung der
Doppel-Helix-Struktur der DNA
1978
erste Geburt eines aus In-vitro-Fertilisation und Embryotransfer entstandenen
Kindes in England (Louise Brown)
1988
Feststellung, daß die Genexpression im menschlichen Embryo im 4- bis 8-ZellStadium beginnt
1990/1
Embryonenschutzgesetz in Deutschland
1992
intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI) beim Menschen
1993
erstes ”Klonen” menschlicher Embryonen (= Entwicklung isolierter
Blastomeren)
1997
geklontes Schaf ”Dolly”
1998
embryonale Stammzellen vom Menschen
1998
vorläufige Entschlüsselung des menschlichen Genoms
2000
erstes “Designer“-Baby geboren
2003
Entschlüsselung des menschlichen Genoms abgeschlossen
2010
BGH hält PID bei schweren genetischen Risiken für mit dem ESchG vereinbar
2010
Medizinnobelpreis an Prof. Robert G. Edwards, Cambridge (UK), einem Pionier
der Assistierten Reproduktionstechniken (ART)
2011
Bundestag erlaubt PID unter engster Indikationsstellung
2011
EGMR verbietet die Eizellspende
2012
Bluttest auf Trisomie 21 in der klinischen Anwendung (NIPD)
2012
Medizinnobelpreis an John Gurdon und Shinya Yamanaka für ihre Forschungen
zur Reprogrammierung von Zellen zu Stammzellen

Zeittafel der Embryologie, Reproduktionsbiologie und
 Ontogenese, Embryonal- und Fetalperiode
Gliederung
der Vorlesung
Embryologie
Wissenschaft
von
der
gesamten
vorgeburtlichen
Entwicklung, d.h. von der Befruchtung bis zum Abschluß
der Geburt, unter Einbeziehung der Bildung und Reifung
der Keimzellen
Entwicklungsbiologie
Wissenschaft von den molekularen und zellulären
Mechanismen der Embryonal- und Fetalentwicklung. Diese
Mechanismen dienen der Erklärung der normalen und
pathologischen
morphologischen
Entwicklung.
Die
Entwicklungsgenetik als Zweig der Entwicklungsbiologie
geht von der Erkenntnis aus, daß Entwicklung ein genetisch
gesteuerter Prozeß ist und untersucht die Beziehung
zwischen Genom und Entwicklung
Reproduktionsbiologie/-medizin
Wissenschaft von (der Steuerung) der Fortpflanzung
Sie behandelt die Ausbildung der Fortpflanzungsreife, die
Regulation der Reproduktion bei Mann und Frau und
beinhaltet die intrauterine Entwicklung von Embryo und
Fetus und die Abhängigkeit der Entwicklung vom
mütterlichen System. Die Reproduktionsbiologie ist ein
interdisziplinäres Fach mit Schnittmengen mit der
Gynäkologie, Andrologie, Endokrinologie, Immunologie und
weiteren
medizinischen
und
naturwissenschaftlichen
Fachdisziplinen.
Phylogenese
Stammesgeschichte
Ontogenese
Individualentwicklung
 Decodierung der programmierten Information des Genoms
mit Adaptation an äußere Entwicklungsbedingungen
Dauer der Ontogenese
- von der Befruchtung bis zur Geburt
(sog. Ovulationsalter): 264 - 268 Tage (38 Wochen)
Aus praktisch-diagnostischen Gründen in der
Gynäkologie:
- vom 1.Tag der letzten Periode vor einer Konzeption
bis zur Geburt
(sog. Menstruationsalter): 280 Tage (40 Wochen)
Embryonal- und Fetalperiode
Embryo (griech. sprossen, keimen)
-
Fetus (lat. erzeugen)
Embryonalperiode: Zeit von der Befruchtung bis zum
Ende der 8. Woche nach der Befruchtung (1. - 8.
Woche)
In
diese
Phase
fallen
Befruchtung,
Furchung,
Blastozystenbildung, Implantation, Plazentation und
Ausbildung der 3 Keimblätter Ekto-, Meso- und Entoderm
Zwischen der 4. und 8. Woche differenzieren sich aus den 3
Keimblättern die Organanlagen (”Blasteme”) und bildet sich
die Körperform aus.
Die Fetalperiode (9. - 38. Woche) beginnt, nachdem
während der Embryonalzeit die großen Organsysteme als
Anlagen entstanden sind. Sie ist durch weiteres Wachstum,
Differenzierung und durch die Funktionsentwickung der
Organe gekennzeichnet.
Ca. ab der 20. Woche ist ein Fetus bei einer Frühgeburt
überlebensfähig
(abhängig
von
den
eingesetzten
Technologien)
Was fällt an klinisch wichtigen
Ereignissen in die
Embryonalperiode?
1. Schwangerschaft(snachweis) und
2. Implantationsort
sind sonographisch in der 6. SSW erkennbar,
die
3. Vitalität (Kriterium Herzschlag)
ca. 1 Woche später
(sog. früher Ultraschall)
DD: Das ist nicht der sog. erste Ultraschall im
Rahmen der Schwangerenvorsorge, der in der
9. SSW erfolgt
Fetalperiode
Das Geschlecht ist sonographisch erkennbar
in der 14. - 16. SSW
Erste K indsbewegungen bemerkt die
Schwangere in der 20. SSW
BRENNPUNKT REPRODUKTIONSMEDIZIN
WHO-ZIEL REPRODUCTIVE HEALTH
Natürliche Fruchtbarkeit des Menschen:
20 % pro Zyklus
(Vergleich mit anderen monoovulatorischen Spezies:
Pavian:
70 %
Rind:
60-75 % pro Zyklus)
Von den klinisch erkannten
Schwangerschaften führen ca. 85 % zur
Geburt des Kindes.
Determination und Differenzierung
- Grundbegriffe der EntwicklungsbiologieZellzyklus und Zellteilung, Wachstum, Zelltod und Apoptose, Zellmigration
Totipotenz
(lat. totus ganz, Gesamt-) Fähigkeit zur Entwicklung
eines vollständigen Ganzen aus einer isolierten
Blastomere beim Menschen bis zum 8-Zell-Stadium)
Pluripotenz
(lat. pluris mehr, viele) eingeschränkte
Entwicklungspotenz durch Determination (z.B.:
Trophoblastnur noch Plazenta)
Klon
erbgleiche Zellen oder Individuen, die aus einem
Ausgangsindividuum hervorgegangen sind
Determination
Festlegung auf eine bestimmte Entwicklungsrichtung
(sog. prospektive Bedeutung), z.B. beim Herzblastem
Restriktion
schrittweise Einengung der prospektiven Potenz
Differenzierung
Ausbildung von gewebs- oder organtypischen
Strukturen durch determinierte Zellen
Induktion
Auslösung morphogenetischer Prozesse durch
Zellen der Zellverbände (z. B. Neuralrohr-bildung im
Ektoderm durch Chordafortsatz, Bildung der
Nierentubuli durch die Ureterknospe)
Organisatoreffekt von Spemann
Regulation
Kompensation von Schäden mit anschließender
Bildung zu einem vollständigen Ganzen
(Regulationsbefähigung)
Regeneration
Wiederherstellung von geschädigten oder entfernten
Anlagen oder Gewebsabschnitten zur ursprünglichen
Vollständigkeit bei bereits differenzierten Gewebsund Organstrukturen
Funktionsanpassung
Anpassung eines Organs oder einer Struktur an eine
physiologische oder pathologische (Dauer-)Belastung


Ontogenese, Embryonal- und Fetalperiode
 Entwicklungspotential embryonaler Zellen
- Embryonenschutzgesetz (ESchG) von 1991;
Ethik in der Biomedizin
Gliederung
der Vorlesung
Entwicklungspotential embryonaler Zellen
totipotent sind


befruchtete Eizellen
Blastomeren vom 2- bis zum 8-Zellstadium beim Menschen
pluripotent sind



Blastomeren nach dem 8-Zellstadium
Embryoblast
primordiale Keimzellen
 EMBRYONALE STAMMZELLEN
 INDUZIERTE PLURIPOTENTE STAMMZELLEN (iPS)
multipotent sind

gewebespezifische Stammzelle, die in mehrere, meistens miteinander
verwandten Zelltypen differenzieren kann
 ADULTE oder SOMATISCHE STAMMZELLE
unipotent sind

ausdifferenzierte Zellen
Beispiel: adulter Hepatozyt nach der Determination
oder:
t o t i p o te n t :
aus jeder einzelnen Zelle könnte ein
Mensch heranwachsen
pluripotent: Zelle kann in alle Gewebetypen
differenzieren, kann aber keinen
kompletten Organismus entwickeln
(z.B. embryonale Stammzelle)
multipotent: gewebespezifische Stammzelle, die in
mehrere, meistens miteinander
verwandte Zelltypen differenzieren kann
(adulte Stammzelle)
Ethische Dilemmata
-
“Machbarkeit“ (in) der Medizin
Verfügbarkeit von menschlichen
Embryonen
Sind ART-Kinder gesund?
Präimplantationsdiagnostik (PID)
überzählige Embryonen
Produktion menschlicher Stammzellen
Wann beginnt schützenswertes menschliches Leben?
- Hat ein Embryo Menschenwürde?
HUMANE EMBRYONALE STAMMZELLEN

pluripotente Zellen (Zelllinien)
in Deutschland rechtlich zulässig
 Stichtagregelung: vor 1. Mai 2007
INDUZIERTE PLURIPOTENTE STAMMZELLEN
(iPS)

Umwandlung (Reprogrammierung) einer somatischen
(adulten) Körperzelle zu einer pluripotenten
Stammzelle
in Deutschland rechtlich zulässig
gesetzlich geregelt durch das
 Embryonenschutzgesetz (ESchG) von 1991



- Embryonenschutzgesetz (ESchG) von 1991; Ethik in der Biomedizin
 Molekulare Entwicklungsbiologie
Gliederung
der Vorlesung
Entwicklung ist
zeitliche und räumliche Genexpression
 Zellwachstum und Zelldifferenzierung ist
differentielle Genexpression,
die insbesondere durch
- Entwicklungskontrollgene
- (andere) Transkriptionsfaktoren
- Wachstumsfaktoren
gesteuert wird.
Ein wichtiges evolutionäres und
entwicklungsbiologisches Prinzip sind dabei
 Synexpressionsgruppen.
Entwicklungskontrollgene und
Wachstumsfaktoren
Aufgabe: Stadien- und ortsgerechte Umsetzung des
„Bauplans“, den die DNA codiert.
Entwicklungskontrollgene
Sie sind Transkriptionsfaktoren.
Transkriptionsfaktoren: binden an Promotorregionen der zu
transkribierenden Gene (
Zielgene)
Zwei Beispiele:
Home(ö)oboxgene (Hox-Gene) sind hochkonserviert von
Insekten bis Säugern. Sie bewirken segmentspezifisch
Wachstum. Sie sind z.B. für die Metamerie und korrekte
Ausbildung und Anordnung der Gliedmaßen verantwortlich.
Pax-Gene steuern Differenzierungen in den Segmenten mit
einem breiten Spektrum von Muskelgewebe, Nieren, Zähnen
bis hin zu Sinnesorganen und Gehirn.
Wachstumsfaktoren
wirken systemisch (IGFs) oder/und lokal
Sie beeinflussen Wachstum und Differenzierung vor Ort, in
den sich entwickelnden Zellen und/oder Geweben
Beispiele entwicklungsrelevanter Wachstumsfaktoren:
Transforming growth factors (TGF)
Epidermal growth factor (EGF)
Fibroblast growth factor (FGF)
Nerve growth factor (NGF)
Platelet-derived growth factor (PDGF)
Viele der Wachstumsfaktoren bilden Untergruppen, z.B. die
BMPs (bone morphogenic proteins) der TGF-Familie.
Epigenetik
Was ist das?
Kontrolle der räumlich und zeitlich präzisen
Ablesung der Gene unter Berücksichtigung
der Analyse des Chromatins
Warum heißt das so?
Es handelt sich um Modifikationen, die
die DNA-Sequenz nicht verändern
Folge?
Zellen unterscheiden sich bei identischer
genetischer Erbinformation (DNA) in Form und
Funktion
Bekannte epigenetische Prozesse
- Methylierung von DNA
- Modifizierung von Histon
- mikroRNA
Epigenetik
• DNA-Methylierung
Methylierung von Cytosinresten entlang der DNA.
Wenn die CH3-Gruppe an ein Gen angehängt wird,
können entsprechende Polymerasen nicht binden und
kann die Transkription nicht stattfinden. Also:
 Methylierung von Nukleotiden (Cytosin) entlang
der DNA
 methylierte Cytosine
 Gene können nicht abgelesen werden
• Histon-Modifikationen
Die DNA umwindet Proteinkomplexe, sog.
Nukleosome (Histon-Oktamer-Komplexe).
 Eine Modifizierung der Histone (durch
Methylierung, Acetylierung, Ubiquitinierung von
Histon-Seitengruppen) erlaubt/verhindert den
Zugriff auf Gene
• microRNA
= RNA-Fragmente, die mit mRNA interferieren und
über das gesamte Genom codiert sind
 über den Grad der Anheftung der miRNA an die
mRNA kommt es zu einer posttranskriptionellen
Regulation der mRNA-Translation
Imprinting
= elternspezifische Aktivität von Genen
Zur embryonalen Normalentwicklung ist das
Zusammenspiel von maternalem und paternalem
Genom notwendig. Ob Gene von väterlichen oder
mütterlichen Chromosomen exprimiert werden, ist
normalerweise dem Zufall überlassen. Es gibt jedoch
Gene, die während der Bildung der Gameten nur
paternal (ca. 100) oder maternal exprimiert werden. In
diesen (wenigen) Fällen ist eine elternteilspezifische
Expression (Prägung; Imprinting) normal und mit dem
Leben vereinbar. ”Geprägte” Gene können nicht
abgelesen werden. Betrifft dies beispielsweise vom
Vater stammende Gene, können nur die mütterlichen
Kopien abgelesen werden.
Beispiele für elternspezifische
Chromosomenverteilungen, die mit einer
Normalentwicklung unvereinbar sind
- ausschließlich doppelter maternaler
Chromosomensatz, keine väterlichen Chromosomen
Beispiel: Ovarialteratom (Derivate aller Keimblätter
mit Haaren, Zähnen, verschiedene Bindegewebe)
- ausschließlich doppelter paternaler
Chromosomensatz, keine mütterlichen Chromosomen
Beispiel: Blasenmole (ausschließlich Trophoblastgewebe)
Beispiele für elternspezifische Genaktivität
(Imprinting), die mit einer Normalentwicklung
vereinbar sind
- nur paternales Allel aktiv
Beispiel: IGF2
- nur maternales Allel aktiv
Beispiel: IGFR2
Imprintingfehler bei IGF2/IGFR2
Durch epigenetische Modifikation ist auch das maternale
Allel aktiv.
Folge: beide Allele produzieren IGF2
 Beckwith-Wiedemann-Syndrom
mit fötalem Größenwuchs, Riesenbabys
Mechanismus
Methylierung des CTCF-Lokus im mütterlichen Allel mit der
Konsequenz, dass das maternale Allel abgelesen werden
kann. Normalerweise unterbindet CTCF das.
Durch epigenetische Modifikation ist auch das paternale
Allel aktiv.
Folge: beide Allele produzieren IGFR2
 Silver-Russel-Syndrom
mit Kleinwuchs
Mechanismus
Hypomethylierung des paternalen Allels und dadurch
Bindungsmöglichkeit für CTCF. Konsequenz: das paternale
IGF2-Allel kann nicht abgelesen werden und dadurch fehlt
IGF2.
Imprinting in der Frühentwicklung
Das Imprinting einiger Gene ist normal.
- Auslöschung der Methylierung bei primordialen
Keimzellen
- Etablierung/Re-Methylierung bei Gameten
- Erhaltung der Methylierung im und ab dem
Embryonalstadium
Die natürliche Inzidenz von Imprintingfehlern liegt bei
1:500.000.
Ursachen von Imprintingfehlern
- Zufall
- genetische Prädisposition (selten!)
- exogene Faktoren (z.B. ART)
In der Frühentwicklung (Eizellen, Embryonen) kommt es
zu vielen Ummethylierungsvorgängen, die diese Stadien
empfindlich
für
Imprintingfehler
machen.
Die
Frühentwicklung ist somit eine besonders sensible Phase
der Entwicklung für Imprintingfehler.




Molekulare Entwicklungsbiologie
 Teratogenese
Gliederung
der Vorlesung
Abweichungen von der Normogenese
(A) nicht genetische Ursachen
(B) genetische Ursachen
Beide führen zu Aborten.
Beide können zu angeborenen Fehlbildungen
führen.
Genetische Ursachen
Ebenen:
(B1)
Mutationen und Gendefekte
Punktmutationen  kleine Abschnitte des Genoms
Blockmutationen  größere Sequenzen
 dominant oder rezessiv
 autosomal oder auf Geschlechtschromosomen lokalisiert
(B2)
Chromosomenaberrationen
Teratologie (griech. terata Mißbildungen)
Lehre von den angeborenen Fehlbildungen
Sie handelt von den Fehlbildungen, die bei der Geburt
festgestellt werden oder die kurze oder längere Zeit
nach der Geburt feststellbar sind.
Ursachen:
- genetisch
- epigenetisch
- nicht genetisch
Häufigkeit: 0,8 bis 4,5% aller Geburten (Hinrichsen 1990)
Teratogenetische/-logische Terminationsperiode
= sensible (kritische) Entwicklungsperiode, in der
Organe oder Körperabschnitte für eine mögliche
Schädigung (besonders) empfindlich sind
Die Gleichzeitigkeit vieler Entwicklungsvorgänge und
die
zeitliche
Überlappung
kritischer
Entwicklungsperioden führt dazu, daß meist nicht
isolierte Fehlbildungen, sondern
 Fehlbildungssyndrome auftreten.
Abweichungen von der Normogenese ff
Mögliche Diagnose durch
Pränatale Diagnostik
(1) Präimplantationsdiagnose
 Blastomerenanalyse
(2) Pränataldiagnose
- Ultraschalluntersuchung
- zeitgerechte Größenentwicklung (Festlegung des ET)
- erkennbare Fehlbildungen (Kopf, Leibeswand, innere Organe,
insbes. Herz, Niere)
- Fruchtwassermenge
- Chorionzottenbiopsie (ca. 10. SSW)
- Amniocentese (ca. 16. SSW)
 genetische und Stoffwechselanomalien
Neu (2012):
(3) Nicht-invasive Pränataldiagnostik (NIPD)
- Bluttest auf Trisomie 21 in der klinischen Anwendung
Begriffe der Teratologie
Gewebe oder Organe werden entweder gar nicht, fehlerhaft,
zu groß, zu klein, zu oft oder an der falschen Stelle
ausgebildet.
Agenesie – das Organ wird nicht angelegt
Aplasie – unvollständige Organdifferenzierung; es entsteht
ein nicht funktionstüchtiges Organ
Hypoplasie – Unterentwicklung eines Organs mit meist
eingeschränkter Funktion
Hyperplasie – das Organ ist zu groß und erleidet dadurch
Funktionseinschränkungen
Dystopie – das Organ entsteht am falschen Ort (Beispiel:
Maldeszensus des Hodens)
Heterotopie – Gewebe, das am falschen Ort oder über den
Körper verstreut gebildet wird
Dysrhaphien – Verschlussstörung früher Organanlagen
Atresie – Verschluß eines Hohlorgans
Persistenz – Bestehenbleiben eines Organs, z.B. eines für die
Fötalentwicklung wichtigen Organs
Teratogenese während der Gastrulation
- von der gestörten Gastrulation zur Meckelschen Sammlung Beispiel: kaudale Dysgenesie (Fehlanlage)
Sirenomelie
Ursache: nicht ausreichende Mesodermbildung in
der kaudalen Hälfte des Embryos
betroffene gestörte Gene: Brachyury und Wnt,
eventuell auch das engrailed-Homologon
Folge: Das Mesoderm fehlt, das für die Bildung der
unteren Extremitäten, des Urogenitalsystems und
der lumbosacralen Wirbel nötig ist. Die
Konsequenz ist ein weites Spektrum von
Entwicklungsstörungen wie:
 Hypoplasie und Fusion der unteren Gliedmaßen
 Fehlbildungen der Wirbelsäule
 Agenesie der Nieren
 Analatresie
 Fehlbildungen der Genitalorgane





Teratogenese
 Keimbahn
Gliederung
der Vorlesung
Keimbahn
(1)
Die Urkeimzellen (Urgeschlechtszellen)
stammen aus dem Epiblast
- Die Bildung der determinierten Urkeimzellen
(der sogenannten Keimbahnzellen) erfolgt
 außerhalb der Gonadenanlagen
- Eine Neubildung von Urkeimzellen innerhalb
der Gonadenanlage ist nach einer etwaigen
Zerstörung an ihrem Bildungsort nicht möglich.
(2)
Die Urkeimzellen wandern in die Wand des
Dottersackes
(3)
Wanderung vom Dottersack in die
Gonadenanlage (6.EW)
(4)
Reifeteilung und Reduktion zur Haplophase
(5)
Wachstum und Differenzierung zur reifen
Geschlechtszelle
(6)
Wiederherstellung der Diplophase bei der
Befruchtung
Gameten
Männliche Keimzelle = Spermatozoon (Plural: -zoa,
zoen)
Kennzeichen:
wenig Zytoplasma, das im Bereich des
Spermienkopfes, des Spermienmittelstückes
und des Schwanzes spezielle Funktion erfüllt
22 Autosomen, 1 X- oder 1 Y- Chromosom
Weibliche Keimzelle = Eizelle oder Oozyte
Kennzeichen:
viel Zytoplasma. Die reife Eizelle hat einen
Durchmesser von 120 - 130 µm und ist damit
eine der größten Zellen des menschlichen
Körpers
22 Autosomen, 1 X- Chromosom
Geschlechtsspezifische Unterschiede in der
Gametogenese
Oogenese
(1) langsam, bis zu 40 Jahren(!), da die erste
Reife-teilung im Ovar schon pränatal
eingeleitet worden ist
(2) zeitlich begrenzt (Pubertät bis
Postmenopause) durch endliche Follikel/Eizellzahl (”fötale Mitgift” des neugeborenen
Mädchens)
(3) zyklisch
(4) moderate Zahl von Gameten pro Zyklus
Spermatogenese
(1) schnell; Spermatogenese im Hoden und
Transport und Reifung im Nebenhoden
dauern ca. 82 Tage
(2) postpubertär ohne (klare) zeitliche
Begrenzung
(3) zwar intratestikulärer
Spermatogenese”zyklus”, aber ohne direkte
Auswirkungen auf die Zahl der ejakulierten
Spermatozoen oder den Zeitpunkt der
Ejakulation (Azyklizität)
(4) hohe Zahl produzierter Gameten
Störungen der Geschlechtsbildung und
Fehlentwicklungen der Geschlechtsorgane
Betroffen sein können die
 Gonaden
 äußeren Geschlechtsorgane
Derivate des Urnieren- = Wolff-Ganges
- beim Mann:
 Nebenhoden
 Samenleiter (Ductus deferens) mit Ductus
ejaculatorii
 Gl. vesiculosa
- bei der Frau:
 Epoophoron
Derivate des Müller-Ganges
- bei der Frau:



Eileiter
Uterus
Vagina (kranialer Teil)
- beim Mann:


Appendix testis
Utriculus prostaticus
Die 5 Geschlechter
1. Genetisches oder chromosonales Geschlecht
 X- oder Y-Chromosom-tragendes
Spermatozoon bei der Befruchtung
2. Gonadales Geschlecht
 Hoden-determinierende(s) Gen(e) auf
dem Y-Chromosom (SRY)
3. Körperliches Geschlecht
 Ausbildung der männlichen und
weiblichen Geschlechtsorgane aus
den Gonadenanlagen und den
Wolff- und Müller-Gängen
4. Psychisches Geschlecht
 geschlechtsspezifische Prägung und
Identifikation
5. Bürgerliches oder personenstandsrechtliches
Geschlecht (sog. ”Hebammengeschlecht”)
 eingetragenes Geschlecht am
Standesamt
Intersexualität
Echter Hermaphrodit Hoden und Ovar, ggf. Ovotestis
Pseudohermaphrodit gonadales und phänotypisches
Geschlecht stimmen nicht überein
Beispiele:
adreno-genitales Syndrom (AGS)
(Androgene aus fetaler NN oder exogen)
testikuläre Feminisierung
(Androgenrezeptordefekt)
Transsexualität
Nicht-Identifikation mit dem phänotypischen
Geschlecht, Wunsch nach Geschlechtsumwandlung
Homosexualität
Gleichgeschlechtliche Sexualität (Schwule, Lesben) im
Unterschied zur Heterosexualität






Teratogenese
Keimbahn
 Pubertät
Gliederung
der Vorlesung
Pubertätszeichen
zuerst: Thelarche
= Knospen der Brust
dann Pubarche
= Sprießen der Schambehaarung(durch Androgene)
und
Wachstumsschub durch Oestrogene und
Androgene
(Epiphysenschluß später durch
Oestrogene)
schließlich Menarche = erste Menstruationsblutung
- anovulatorisch
- Ausbildung eines iphasischen
Zyklus dauert ca. 2-3 Jahre







Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
 Oogenese, Follikulogenese
 Spermatogenese
Gliederung
der Vorlesung
Follikel-Dynamik I
Gesamtzahl der Follikel in beiden Ovarien der Frau
pränatal
6 – 7 Millionen Follikel (20. SSW)
Geburt
1 – 2 Millionen
Pubertät
300 000 bis 500 000 Primordialfollikel
reproduktive Phase
400 – 500 Follikel ovulieren
Menopause
Restbestand von < 1 000 Follikel („ausgebranntes
Ovar“)
Follikel-Dynamik II
Kinetik der Follikulogenese
Entwicklungsdauer
- vom Primordial- zum Primärfollikel:
> 120 Tage
- vom Primär- zum Tertiärfollikel:
71 Tage
- vom Primärfollikel zur Ovulation:
85 Tage
Zahl der Granulosazellen pro Follikel:
Primordialfollikel:
7 - 50
Tertiärfollikel:
ca. 5 000
Follikelschicksal
Mehr als 99% der Follikel ovulieren NICHT.
Ihr Schicksal: Atresie durch Apoptose
Oogenese
1. Vorgeburtliche Vermehrungs- und Reduktionsphase
2. Erste Ruhephase
in der Prophase der Meiose I
Diese Phase beginnt bereits
pränatal und endet spätestens
mit der Menopause
3. Zweite Ruhephase periovulatorisch; sie beginnt
mit dem Abschluß der Meiose I
Abschluß der anschließenden
Meiose II nur im Fall einer
Befruchtung
Follikulogenese
Follikel = Eizelle
generatives
Kompartiment
+
Granulosazellen
somatisches
Kompartiment
Funktion:
haploide
Keimzelle
Eizellreifung
Hormonproduktion
- lokal
- systemisch
Zyklusunabhängig beginnen mehrere Follikel mit
der Follikulogenese, der Follikelreifung. Durch die
Follikelselektion entwickelt sich (in der Regel) nur
ein Follikel bis zum sprungreifen Follikel (sog.
dominanter Follikel)
Oogenese: Kernreifung
Im Primordialfollikel (=“fetale Mitgift“ der
Neugeborenen)
primäre Oozyte
2n 4C
Bei der Ovulation Abschnürung des
 1. Polkörperchen (1n 2C). Folge:
sekundäre Oozyte
(Oozyte, Ovum, Eizelle)
1n 2C
Bei der Befruchtung Abschnürung des
 2. Polkörperchen (1n, 1C). Folge:
weiblicher Pronukleus
(Vorkern)
1n 1C
Hormonelle Steuerung des ovariellen Zyklus
Hypothalamus
GnRH
Hypophyse
LH
FSH
Prolaktin
Ovar
Östrogene
Progesteron
Erfolgsorgane
Vagina
Uterus
Eileiter
Brustdrüse
Hoden
aus
 Spermatogenesekompartiment
Hodentubuli mit Spermatogonien, Sertolizellen und
peritubulären Zellen
und
 endokrinem Kompartiment
(interstitielle) Leydigzellen (Testosteron)
Spermatogenese
1. Mitotische Vermehrung der Spermatogonien
2. Meiosestadien
3. Spermio(histo)genese
Dauer
von der Spermatogonie bis zum Spermatozoon:
ca. 74 Tage
anschließende Reifungsphase im Nebenhoden
8 bis 17 Tage
deshalb: Dauer von derSpermatogonie bis zum
befruchtungsfähigen Spermatozoon:
mindestens 82 Tage









Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
Spermatogenese
 Befruchtung
- Schwangerschaftsnachweise,
Extrauteringraviditäten, Mehrlinge,
Kontrazeption
Gliederung
der Vorlesung
Befruchtung/Befruchtungskaskade
- Spermienaszension zum Ort der Befruchtung
- Interaktion mit den Cumulus-Zellen der Eizelle
- Kapazitation und Akrosomenreaktion
- Penetration der Zona pellucida
mit Polyspermieblock
- Vorkern-Entwicklung und -Vereinigung
- erste Furchungsteilung(en)
- embryonale Genexpression
Polyspermieblock
Ziel: die Eizelle soll nur von einem Spermatozoon
befruchtet werden
(1) schneller Polyspermieblock
Depolarisation der Eizellmembran
eindringende Spermatozoon
durch
das
(2) langsamer/definitiver Polyspermieblock
= Kortikalreaktion
Ausschüttung von oberflächlich angeordneten
zytoplasmatischen Vesikeln (sog. Kortikalgranula)
in den perivitellinen Raum. Die ausgeschütteten
Enzyme verhindern das Anheften weiterer
Spermien an die Oberflächenmembran der Eizelle
und Härten die Zona pellucida. Damit verhindern
sie die Penetration durch weitere Spermatozoen.
Schwangerschaftsnachweise
Hormonelle Schwangerschaftstests
- humanes Chorion-Gonadotropin (hCG)
im Serum (ß-hCG) und im Urin
- Konstanz des erhöhten Progesteronspiegels
- steigende Östrogenkonzentration
per Ultraschall
Die Ultraschalluntersuchung erlaubt den Ausschluß einer
Extrauteringravidität (EU), die Bestimmung der Schwangerschaftsdauer und einen Vitalitätsnachweis (Herzaktion).
bimanuelle gynäkologische Untersuchung
Vergrößerung und Auflockerung des unteren Uterinsegmentes
(sog. Hegarsches Zeichen)
unsichere Schwangerschaftszeichen
- Amenorrhoe
- subjektives Berührungsempfinden der Mamillen
- Hyperemesis gravidarum
Sicherheit von kontrazeptiven Maßnahmen
Pearl*-Index = Zahl der ungewollten Schwangerschaften x 12 x 100
Zahl der Zyklen
= ungewollte Schwangerschaften pro 100 Frauen im Jahr
*Pearl (1932)
für
- orale Kontrazeptiva:
0,2 bis (6)
abhängig von:
repräsentativer Bevölkerungsquerschnitt, Motivation zur
Kontrazeption, Erfahrungen mit kontrazeptiven Methoden,
sexuelle Aktivität
- orale Gestagene (Minipille): 0,9 bis 3
- Intrauterinpesare:
0,9 bis 3
- Kondom:
0,7 bis 14
- Spermizide:
0,3 bis 18
- Diaphragma:
1 bis 20
Häufigkeit von Mehrlingen
(1) Hellin-Regel:
auf 80 Einlinggeburten: 1 Zwillingsgeburt (= 1,25%)
auf 802 Einlinggeburten: 1 Drillingsgeburt
auf 803 Einlinggeburten: 1Vierlingsgeburt
usw.
(2) Rasseneinflüsse:
Japan:
0,65% Zwillingsgeburten
Norwegen:
1,45%
USA:
weiße Bevölkerung
1,08%
schwarze Bevölkerung 1,36%
(3) Altersabhängigkeit:
Der Anteil zweieiiger Zwillinge nimmt mit dem Alter der
Mutter zu.
(4) Beeinflussung durch reproduktionsmedizinische
Maßnahmen
Die Mehrlingshäufigkeit hat wegen der in der letzten
Jahren vermehrt in Anspruch genommenen reproduktionsmedizinischen Behandlungen zugenommen
 leider auch die Häufigkeit höherer von Mehrlingsschwangerschaften
Verhältnis eineiige - zweieiige Zwillinge
Die Veranlagung für eineiige Zwillinge wird nicht vererbt.
Die Inzidenz eineiiger Zwillinge liegt konstant bei  0,4%.
Generell: ca. 70% der Zwillinge sind zweieiig (dizygot)
30% eineiig (monozygot)










Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
Spermatogenese
Befruchtung
- Schwangerschaftsnachweise, Extrauteringraviditäten, Mehrlinge,
Kontrazeption
 Implantation
Gliederung
der Vorlesung
Implantation (Einnistung, Nidation)
1. Adhäsion
5. u. 6. Tag p.c.
Anheftung der Blastozyste an die
Uterusschleimhaut mit dem
embryonalen Pol
2. Penetration
7. bis 11. Tag p.c.
Eindringen von Trophoblastzellen durch das
Oberflächenepithel des Uterus
3. (interstitielle) Implantation
Implantationsabschluß, etwa am 12. Tag p.c.
Die gesamte Blastozyste ist in das Endometrium
eingedrungen und hat die mütterliche Schleimhaut
im Implantationsbereich aufgelöst.
Verschluß des Oberflächenepithels durch eine
Decidua capsularis
Beginn des primitiven uteroplazentaren Kreislaufs
Explosionsartige Vergrößerung des Implantates, insbes.
durch starke Proliferation des Synzytiotrophoblasten, durch
- Eröffnung mütterlicher Gefäße ( verbesserte Ernährung!)
- Nutzung des Glykogens aus den Deziduazellen
Größe zu Beginn der Implantation 0,2 mm
Rasche Größenzunahme während der nächsten
10 - 12 Tage auf
15 mm
Extrauterine oder ektopische Gravidität
- Häufigkeit: ca. 1% der Schwangerschaften
Am häufigsten im Eileiter (Tubargravidität)
- normale Frühentwicklung
- dann akutes Abdomen mit Gefahr der Eileiterruptur
ferner: Bauchhöhlenschwangerschaft
- Implantation ins parietale oder viszerale Peritoneum
(z. B. in Excavatio rectouterina, Ovaroberfläche, Serosa
des Darms oder der Mesenterien)
- meist weniger dramatisch
- Föten sterben meist ab und werden resorbiert
(verkalkte Reste: Lithopädien)
- in Einzelfällen Entwicklung bis zur Geburt
DD: Plazenta praevia
= Implantation im Uteruslumen nahe der Zervix
= Geburtshindernis
 Ultraschalldiagnostik
 Kaiserschnitt











Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
Spermatogenese
Befruchtung
Kontrazeption
Implantation
 Plazenta, Fruchtwasser
Gliederung
der Vorlesung
Entwicklung der Plazenta
Trophoblast
Zytotrophoblast
 Zellproliferation,
Nachschub für den
Synzytiotrophoblasten
Synzytiotrophoblast
 Invasion,
hCG
Verschmelzen der Zytotrophoblast-zellen
zu vielkernigen Riesenzellen und Inkorporation in das Synzytium.
Trophoblastlakunen entstehen
mit Ein- und Ausstrom mütterlichen
Bluts infolge der Druckdifferenz
zwischen arteriellen und venösen
Gefäßen (uteroplazentarer Kreislauf;
typ. ”Radspeichenstruktur”).
Ausweitung der Lakunen, die nur noch
durch dünne Trabekel getrennt werden.
- Einwachsen von Zytotrophoblastzellen in die Trabekel = Primärzotten
- Eindringen von extraembryonalen
parietalem Mesoderm (Chorion-mesoderm) in das Zentrum der Primärzotten
= Sekundärzotten
-Differenzierung von Kapillaren und
Blutzellen im Mesodermkern
= Tertiärzotten
Auswachsen der Zytotrophoblastzellen aus den Zotten im Synzytium
und Ausbildung der äußeren
Zytotrophoblasthülle um die
gesamte Implantationsstelle.
Plazentaschranke
Die Zytotrophoblastzellen und der Mesodermkern
werden mehr und mehr abgebaut, so daß die
Plazentaschranke schließlich aus dem Endothel der
fetalen Blutgefäße und dem Synzytium besteht. Das
Synzytium wird vom mütterlichen Blut umspült.
Funktion der Plazenta
fetaler Blutstrom durch die Plazenta: 115 ml/min/kg
(maternale Blutzirkulation: 150 ml/min/kg Fetus)
bei einem 3000 g geburtsreifen Fetus:  345 ml/min
= das gesamte Blutvolumen des Fetus wird einmal pro
Minute durch die Plazenta gepumpt
1. Transportaufgaben
- Gasaustausch
- Stoffwechselprodukte
2. Stoffwechselfunktion
- pH-Regulation
- Wärmeregulation
- Entgiftungsfunktion
- Hämatopoese (in frühen Stadien der Entwicklung)
- Immunfunktion
3. Hormonbildung
- hCG (humanes Choriongonadotropin), hPL (hum.
Plazentalaktogen), hCT (hum. Chorionthyreotropin)
- Progesteron, Östrogene
- Corticosteroide
- plazentare Proteine
Was ist die Dezidua?
Ursprung des Namens
Die Dezidua trennt sich bei der Entbindung (Geburt) vom im
Uterus verbleibenden Endometrium (lat. decadere = abfallen)
Decidua basalis
= Plazenta maternalis (der mütterliche „Boden“ der Plazenta im
Endometrium) = das dem Chorion frondosum (Erhalt der
Chorionzotten) gegenüberliegende Endometrium.
Decidua capsularis
= die das Implantat nach der Einnistung bedeckende Dezidua
(=Verschluß der Implantationsstelle im Endometrium).
Sie wird bei der Expansion der Amnionhöhle dünn
ausgezogen und degeneriert.
Decidua parietalis
= ursprünglich alle übrigen Teile der Dezidua, z.B. auf der der
Implantationsstelle gegenüberliegenden Seite.
Durch die Amnionexpansion trifft das Chorion laeve auf die
gegenüberliegende Decidua parietalis und verschmilzt mit
ihr.
Entwicklung der Eihäute
Die ursprünglich relativ gleichmäßige Bedeckung der
Chorionoberfläche mit Zotten ändert sich mit Ausbildung des
-
Chorion frondosum (= Erhalt der Zotten; wird zur Plazenta)
und
- Chorion laeve (”Chorionglatze”) (= Abbau der Zotten).
Dem Chorion frondosum liegt im Endometrium die
Decidua basalis an (sog. Basalplatte).
Die Decidua über dem abembryonalen Pol heißt
Decidua capsularis. Die Decidua capsularis degeneriert, so dass
das Chorion laeve direkt der Decidua parietales der
gegenüberliegenden Uterusseite anliegt.
Es obliterieren
- die Chorionhöhle
- das Cavum uteri
durch Expansion der Amnionhöhle
durch Expansion des Feten
Amnionhöhle und Fruchtwasser
Amnionhöhle
Auskleidung: Amnioblasten und Ektodermzellen
Am Ende des 3. Monats: Vergrößerung der Amnionhöhle auf
Kosten der Chorionhöhle. Amnion und Chorion legen
sich aneinander. Die Decidua capsularis verschmilzt
mit dem Chorion laeve. Die Chorionhöhle ist obliteriert
und das Uteruslumen wird nun komplett von der
Amnionhöhle ausgefüllt.
Die Amnionhöhle ist mit einer klaren, wäßrigen, von den
Amnionzellen erzeugten Flüssigkeit gefüllt, dem sog.
Fruchtwasser.
Fruchtwasser
(Amnionflüssigkeit)
Bildung
- anfangs vom Amnionepithel
- der größte Teil wird vom mütterlichen Gewebe gebildet
und erreicht die Amnionhöhle
- aus der Decidua parietalis durch die Eihäute
- aus dem intervillösen Raum über die Chorionplatte
- in der Spätschwangerschaft vom Fetus selbst
- transdermaler Übertritt fetaler Gewebsflüssigkeit
- aus dem Respirationstrakt
- Urinausscheidung
Menge
- 30 ml in der 10. SSW, 350 ml in der 20. SSW
- 700 - 1000 ml in der 37. SSW
Fruchtwasser
Aufgaben
(1) Puffer gegen Stöße
(2) verhindert Verwachsungen des Embryos/Feten mit dem
Amnion
(3) Bewegungsfreiheit für den Feten
(4) Keil bei der Eröffnung des Geburtskanals
Fruchtwasserzirkulation im letzten Trimenon
- Rezirkulation durch die Eihäute in die Uterusgefäße
- Entleerung des fetalen Harns in das Fruchtwasser
- Aufnahme des Fruchtwassers und Ableitung von
- Ausscheidungsstoffen via Magen-Darm-Kanal in die
Plazenta
- ca. 400 ml Fruchtwasser werden vom Fetus täglich
verschluckt
Fruchtwassermenge gegen Ende der Schwangerschaft: ca. 1 Liter












Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
Spermatogenese
Befruchtung
Kontrazeption
Implantation
 Zweiblättrige Keimscheibe
Gliederung
der Vorlesung
Trophoblast:
 Plazenta
Differenzierung zu
(1) Zytotrophoblast: innere, proliferierende Schicht
(2) Synzytiotrophoblast: äußere, mehrkernige
Schicht (sog. Synzytium)
Im Synzytiotrophoblast treten Lakunen auf, in die
mütterliches Blut einströmt
(=primitiver uteroplazentarer Kreislauf).
Der Synzytiotrophoblast produziert
Choriongonadotropin (hCG).
Embryoblast:
 Embryo
Differenzierung zur zweiblättrigen Keimscheibe mit
(1) Hypoblast (= Entoderm/zellen)
innen
flache Zellen
(2) Epiblast
(= Ektoderm/zellen)
außen
iso- bis hochprismatische Zellen
Epiblast
Bei der Gastrulation, der Bildung der dreiblättrigen
Keimscheibe, bilden sich aus dem EPIBLAST alle drei
Keimblätter
 Ektoderm
 Mesoderm
 Entoderm
Das epiblastäre Entoderm verdrängt dabei den
Hypoblast, dessen Zellen sich nach derzeitigem Wissen
nicht an der Entwicklung embryonalen Gewebes
beteiligen.













Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
Spermatogenese
Befruchtung
Kontrazeption
Implantation
Gliederung
der Vorlesung
 Gastrulation
Gastrulation = Bildung der Keimblätter
Dreiblättrige Keimscheibe
Am kaudalen Pol der zweiblättrigen Keimscheibe
entwickelt sich auf der Oberfläche des Ektoderms, am
Boden
der
Amnionhöhle,
der
kranialwärts
voranschreitende Primitivstreifen. Sein kraniales Ende
heißt Primitivknoten.
Der Primitivstreifen legt die kraniokaudale Achse (= die
Längsachse) und die Bilateralsymmetrie (Rechts-LinksAsymmetrie) des Embryos fest.
Invagination:
Auswandern von Epiblastzellen in die Primitivrinne und
Ansiedlung dieser Zellen zwischen Ekto- und Endoderm:
= Bildung des mittleren Keimblattes (Mesoderm)
Mechanismus: Epiblastzellen hören auf, Zelladhäsionsmoleküle zu bilden, lösen daraufhin ihre Zellkontakte, werden
flaschenförmig-länglich
und
wandern
entlang
der
Basalmembran des Epiblasten kaudal in alle Richtungen aus.
Gastrulation ff
Primitivstreifen:
- Verdickung im Ektoderm der Keimscheibe,
die sich von kaudal in kranialer Richtung vorschiebt.
Das kraniale Ende ist der
Primitvknoten (mit Primitivgrube).
Die in die Primitivrinne invaginierenden Zellen bilden
das Mesoderm.
Die untere Begrenzung des Mesoderms und damit das
Dach des Dottersacks bildet das Endoderm.
An 2 Stellen in der Keimscheibe unterbleibt die
Unterwanderung des Ektoderms durch embryonales
Mesoderm; Ekto- und Endoderm liegen hier direkt
aneinander.:
- am kaudalen Ende des Primitivstreifens (sog.
Kloakenmembran)
- im kranialen Ende der Keimscheibe (sog.
Prächordalplatte).
Gastrulation ff
Chordafortsatz: Auswachsen von Mesodermzellen in
der Mittelebene kranial des Primitivstreifens in rostraler
Richtung.
Der Chordafortsatz bildet später einen schlauchförmigen
Kanal, den sogenannten Chordakanal. Aus dem
Chordakanal bildet sich das primitive Achsenorgan, die
sog. Chorda dorsalis. Sie liegt in der Mitte des
intraembryonalen Mesoderms.
- Aus der Chorda dorsalis gehen Signale hervor,
die für die Differenzierung des ZNS und des
paraxialen Mesoderms wichtig sind.
Lateralität:
Linke und rechte Körperseite werden durch
eine molekulare Barriere, die die Chorda dorsalis induziert,
getrennt; Zellen der linken gelangen nicht auf die rechte
Körperseite.
Einige
Gene
werden
nur
im
Seitenplattenmesoderm einer Körperseite exprimiert (z.B. Sonic
hedgehog, Aktivin-R IIa, lefty). Wird die unilaterale Expression auf die
Gegenseite erweitert, entsteht bei 50% der manipulierten Embryonen
ein Situs inversus.
Canalis neurentericus:
Durch eine vorübergehende
Inkorporation des Chordafortsatzes in die Endodermschicht
soll sich für eine kurze Zeit eine direkte Verbindung zwischen
Dottersack und Amnionhöhle bilden. Auftreten und etwaige
Funktion beim Menschen nicht sicher.














Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
Spermatogenese
Befruchtung
Kontrazeption
Implantation
Gliederung
der Vorlesung
 Ausbildung der Körpergrundgestalt
 Intra- und extraembryonales Zölom
(1) kraniokaudale Krümmung
Sie ist insbesondere auf das rasche Wachstum der
Neuralanlage (Kopfbildung) zurückzuführen. Die
Krümmung ist am stärksten im Kopf- und
Schwanzbereich (sog. Kopf- und Schwanzfalte).
Die ursprünglich weite Öffnung zwischen Dottersack
und Darm wird zum engen
Dottergang (Ductus omphaloentericus).
(2) laterale Abfaltung
- parietales Mesoderm und Oberflächenektoderm
schließen sich zur ventralen Leibeswand
- viszerales Mesoderm und Endoderm falten sich
zum Darmrohr
Durch die laterale Abfaltung wird die Körperwand im
Brust- und Bauchbereich geschlossen. Gleichzeitig
schnürt sich das Darmrohr vom Dottersck ab und wird
in die Leibeshöhle (intraembryonales Zölom)
verlagert.
Molekulare Regulation bei der Ausbildung
der Körpergrundgestalt
durch regionalspezifisch aktivierte oder inaktivierte
Gene
Eine Auswahl wichtiger Gene:
 Homöobox-Gene
HOXA, B, C und HOX D-Gencluster
      craniocaudale Achse
 Nodal
Primitivknoten
und –streifen
 Cerberus
 Kopf
 BMP4, FGF
intermediäres und
Seitenplattenmesoderm
 Chordin, Noggin, Follistatin (= BMP4Antagonisten)  craniale Chorda und
Somiten
 Brachyury, Wnt caudale Chorda und
Somiten
 Lefty-2, PITX2  Links-RechtsAsymmetrie
Teratogenese während der Gastrulation
- von der gestörten Gastrulation zur Meckelschen Sammlung Beispiel: kaudale Dysgenesie (Fehlanlage)
Sirenomelie
Ursache: nicht ausreichende Mesodermbildung in
der kaudalen Hälfte des Embryos
Wiederholung
betroffene gestörte Gene: Brachyury und Wnt,
eventuell auch das engrailed-Homologon
Folge: Das Mesoderm fehlt, das für die Bildung der
unteren Extremitäten, des Urogenital-systems und
der lumbosacralen Wirbel nötig ist. Die Konsequenz
ist ein weites Spektrum von Entwicklungsstörungen
wie:
 Hypoplasie und Fusion der unteren Gliedmaßen
 Fehlbildungen der Wirbelsäule
 Agenesie der Nieren
 Analatresie
 Fehlbildungen der Genitalorgane
Intra- und extraembryonales
Mesoderm und Zölom
Extraembryonales Mesoderm:
 bedeckt Dottersack und Amnion und kleidet die
Chorionhöhle aus
Intraembryonales Mesoderm:
= drittes Keimblatt zwischen Ekto- und Entoderm
Extraembryonales Zölom:
= Chorionhöhle
Am Ende des 3. Monats: Vergrößerung der
Amnionhöhle auf Kosten der Chorionhöhle. Amnion und
Chorion legen sich aneinander; die Chorionhöhle
obliteriert.
Intraembryonales Zölom:
= intraembryonale Leibeshöhle, in der zentral der Darm
liegt und die sich durch den Schluß der vorderen
Leibeswand (laterale Abfaltung) bildet.
Es entsteht aus Spalträumen im Mesoderm, die
miteinander zur Leibeshöhle konfluieren. Das
intraembryonale Zölom vergrößert sich und schließt
schließlich das sich zum Darmrohr abrundende
Endoderm komplett ein.
















Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
Spermatogenese
Befruchtung
Kontrazeption
Implantation
Gliederung
der Vorlesung
 Fruchthöhlen und Eihäute
DD: “Fruchthöhlen“
In der implantierenden Blastozyste entwickelt sich zwischen
Ektoderm und Zytotrophoblast ein Spaltraum, die
Amnionhöhle.
Auskleidung: Amnioblasten und Ektodermzellen
Dottersack
Primärer Dottersack:
ursprüngliche Blastozystenhöhle, wenn diese als
Auskleidung: Endodermzellen aufweist
Sekundärer (definitiver) Dottersack:
Rest des primären Dottersacks in der Chorionhöhle
Chorionhöhle
Chorion = extraembryonale, von Zytotrophoblast
umgebene ”Leibes”höhle (Zölom)
Auskleidung: extraembryonales Mesoderm,
das sich vom kaudalen Pol der Keimscheibe auf der Innenseite
des Zytotrophoblasten ausgebreitet hat.
In der Chorionhöhle liegt die am mesodermalen Haftstiel aufgehängte
Embryonalanlage (hier:  intraembryonales Zölom) mit
Amnionhöhle und sekundären Dottersack.
 viszerales und parietales extraembryonales Mesoderm
Das extraembryonale parietale Mesoderm dringt in die
Trophoblastzotten ein und ist Ausgangspunkt für die
Choriongefäße.
Chorionhöhle, Fruchtblase und Eihäute
Bei der ca. 2 Wochen alten Blastozyste ist die
Chorionhöhle das extraembryonale Zölom.
Das Chorion besteht aus Trophoblast und Mesenchym.
Die Chorionhöhle bildet bis zur
5. Schwangerschaftswoche die  Fruchthöhle, da in
diesem Schwangerschaftsstadium die Amnionhöhle noch
klein ist und dem Chorion innen noch nicht anliegt.
Die ursprüngliche Chorionhöhle wird durch das rasch
wachsende Amnion schon in der
8. Schwangerschaftswoche fast vollständig ausgefüllt und
durch die Fruchtwasser enthaltene Amnionhöhle
abgelöst.
Die im klinischen Sprachgebrauch bezeichnete
Fruchtblase (oder Fruchtsack) wird von Amnion,
Chorion und Dezidua eingefasst.
Amnion, das aufliegende Chorion und die Decidua
werden als Eihäute bezeichnet und umfassen die
Fruchtwasser- enthaltene Fruchtblase.
Entwicklung der Eihäute
Die ursprünglich relativ gleichmäßige Bedeckung der
Chorionoberfläche mit Zotten ändert sich mit
Ausbildung des
- Chorion frondosum
(= Erhaltung der Zotten; wird zur Plazenta)
und
- Chorion laeve (”Chorionglatze”)
(= Abbau der Zotten).
Dem Chorion frondosum liegt im Endometrium die
Decidua basalis an (sog. Basalplatte).
Die Decidua über dem abembryonalen Pol heißt Decidua
capsularis. Die Decidua capsularis degeneriert, so daß
das Chorion laeve direkt der Decidua parietales der
gegenüberliegenden Uterusseite anliegt.
Es obliterieren
- die Chorionhöhle
- das Cavum uteri
durch Expansion der Amnionhöhle
durch Expansion des Feten
Decidua capsularis und parietalis lagern sich
aneinander.
Plazenta und Uterus
Plazenta
fetaler Anteil
Chorion frondosum
maternaler Anteil
Decidua basalis
Die Decidua bildet Plazentasepten aus, die in die intervillösen
Räume hineinragen (sog. Plazentaareale oder Kotyledonen).
Die Plazenta besteht auf der mütterlichen Seite aus 15 bis 20
Kotyledonen, die von einer dünnen Schicht aus Decidua
basalis bedeckt werden.
Eihäute
auf der vom Uterus ( Decidua) zum Fetus hin
gerichteten Plazentaoberfläche:
Chorionplatte
mit Choriongefäßen, die zur Nabelschnur
konvergieren.
Das Chorion ist vom Amnion überzogen.
Es folgt: Fruchtwasser
Schichtung von Uterus und Plazenta:
Myometrium
Endometrium
Decidua parietalis ( Basalplatte)
Chorionepithel, Reste von Synzytium und Zytotrophoblast
Chorionmesoderm (( Chorionplatte)
Amnionmesoderm
Amnionepithel
Fruchtwasser
hin
Plazenta und Eihäute bei
Mehrlingsschwangerschaften
als Vergleich: Einlingsschwangerschaft:
monochorial, monoamniotisch eine Plazenta
zweieiige Zwillinge:
dichorial, diamniotisch zwei Plazenten
oder bei Plazentafusion: eine Plazenta
oder bei früher Ruptur der Fruchtblasen:
monochorial, monoamniotisch
eine Plazenta oder zwei Plazenten
eineiige Mehrlinge:
(1) bei frühzeitiger Trennung: wie bei zweieiigen
Zwillingen
(2) bei Trennung nach der Implantation:
(2.1) vor Mitte der zweiten Woche (= Beginn der
Amnionbildung) monochorial, diamniotisch
ein oder zwei Plazenten
(2.2) nach Mitte der zweiten Woche
monochorial, monoamniotisch
eine Plazenta
Bei unvollständiger Trennung der Embryoblasten oder bei späterer
Wiederverwachsung der Embryonen entstehen sog. Siamesische Zwillinge.
Bei monochorialen Mehrlingen: z.T. keine vollständige Trennung der
Plazentakreisläufe mit verstärkter arterieller Versorgung und verringertem
venösem Abfluß eines Mehrlings (sog. Transfusionssyndrom) mit der Gefahr
von funktionellen Herzveränderungen.

















Teratogenese
Keimbahn
Pubertät
Spermatogenese
Befruchtung
Kontrazeption
Implantation
Fruchthöhlen und Eihäute
Gliederung
der Vorlesung
 Derivate von Ektoderm, Mesoderm, Entoderm
Keimblattderivate
(1) Ektoderm
 Zentralnervensystem und Oberflächenektoderm
Induktion der Neuralplatte im Ektoderm durch den
Chorda-Mesoderm-Komplex.
Aus der Neuralplatte differenzieren sich die
Neuralfalten und die Neuralrinne. Die geschlossenen
Neuralfalten bilden schließlich das Neuralrohr. Aus
dem unteren Teil des Neuralrohrs entwickelt sich die
Rückenmarksanlage, aus dem kranialen Teil die
Gehirnbläschen.
Aus einem Teil der Neuralplatte entwickeln sich die
Neuralleisten. Sie sind Ausgangsstruktur für das
periphere Nervensystem mit den Spinalganglien.
Derivate: ZNS, peripheres Nervensystem, Sinnesepithel
von
Ohr,
Nase,
Auge,
Epidermis
mit
Hautanhangsgebilden (Haare, Nägel, subcutane Drüsen,
Milchdrüse, Zahnschmelz) und Neurohypophyse
Keimblattderivate
(2) Mesoderm
Die Mesodermplatte gliedert sich in
- paraxiales Mesoderm,
- intermediäres Mesoderm und in die
- Seitenplatten.
Aus dem parietalen und viszeralen Mesoderm der
Seitenplatten entwickelt sich die Auskleidung der
Leibeshöhle und die Bedeckung des Darms.
Aus dem intermediären Mesoderm entwickeln sich
Nieren, ableitende Harnwege, Keimdrüsen und
Genitalwege.
Mesoderm ff
Das paraxiale Mesoderm ist die Ausgangssubstanz
für die Somiten (Ursegmente), die die sog. Metamerie
(die horizontale und vertikale Gliederung des Körpers in
gleiche Segmente) festlegen.
Das paraxiale Mesoderm kann in einen Kopf- und
Rumpfabschnitt unterteilt werden. Die Grenze zwischen
beiden bildet die Ohrplakode (=ektodermale Anlage des
Innenohrs). Der Rumpfteil ist segmentiert ( = Somiten), der
Kopfteil nicht.
Somiten bilden sich vorübergehend im Embryo aus und
liefern das Zellmaterial für
- die Wirbelsäule (Sklerotom)
- die gesamte quergestreifte Muskulatur von
Rumpf und Extremitäten (Myotom) und
- das subcutane Gewebe (Dermatom).
Die Wirbelsäule (Wirbelkörper) entstehen aus der Verschmelzung
der kranialen und kaudalen Hälfte zweier Somiten.
Zusammenfassend gehen aus dem Mesoderm
hervor:
Bindegewebe, Knorpel, Knochen, quergestreifte
Muskulatur, glatte Muskulatur, Blutzellen und
- Gefäße, der Urogenitaltrakt, die Milz und die Nebennierenrinde.
Keimblattderivate
(3) Entoderm
Das Entoderm bildet die epitheliale Auskleidung des
Magen- Darm-Kanals, des Respirations-traktes, von
Harnblase, Harnröhre, Augenhöhle und Tuba auditiva
sowie folgende
Organe: Tonsillen, Schilddrüse, Nebenschilddrüse,
Thymus, Leber, Pankreas.
Für den Kopfbereich gelten die Regeln der
Keimbattlehre nicht.
Entwicklung der Kopf- und Halsregion
sich aus den Schlundbögen
(=Kiemenbögen). Zwischen den Schlundbögen
senken sich
 von außen die ektodermalen Schlundfurchen
 von innen die entodermalen Schlundtaschen
ein.
Jeder Bogen enthält
 eine Arterie
 einen Hirnnerven
 eine Knorpelspange
 und die dazugehörigen Muskeln.
Sie
entwickeln
Aus den Schlundtaschen entstehen
 Tasche 1: die Tuba auditiva und das Mittelohr
 Tasche 2: die Tonsilla palatina
 Tasche 3: Thymus und die unteren
Gll. parathyroidiae
 Schlundtaschen 4 und 5: die oberen
Gll. parathyroidiae und die C-Zellen der Schilddrüse
DD: Die Schilddrüse ist ein Derivat des Schlunddarms
(= Vorderdarm; Endodermderivat) und wandert über dass
Foramen caecum in ihre endgültige Lage auf dem
Schildknorpel. Während der Wanderung bleibt sie über den
Ductus thyroglossus mit dem Boden des Schlunddarms
verbunden.

Allgemeine Embryologie und Reproduktionsbiologie

Transcription

Similar documents

Embryologie Désiré Brendel WS 2004/05 - Leipzig

PDF 75 Seiten 8.36M

infertilität der frau vom anfänger zum könner in 45 minuten

Prader-Willi- Syndrom

EMBRYOLOGIE aus Sicht der CRANIOSACRALEN OSTEOPATHIE

Standards zur Ultraschalluntersuchung in der Frühschwangerschaft

Standards zur Ultraschalluntersuchung in der Frühschwangerschaft

kinderwunsch centrum münchen kinderwunsch centrum münchen

Artikel Mifegyne ProFa Magazin Juli 2008