Embryologie

Die Gonadotrophine aus dem Hypophysenvorderlappen regulieren die Hormone FSH und LH

• FSH: Steuert Follikelreifung (Östrogen)  und Ovulation 
• LH: steuert Follikelreifung, Ovulation und Bildung des Corpus Luteum (Progesteron

Wenn keine Implantation erfolgt degeneriert das Corpus Luteum zum Corpus Albicans (seinem Endstadium) und es kommt zur Monatsblutung. - keine Progesteronproduktion mehr

Die Arterien, die die Zona spongiasa und Zona compacta versorgen, schlängeln sich und bilden ein dichtes Kapillarnetzt unter dem Schleimhautepithel. Das Endometrium ist hochgradig ödematös. Die zu diesem Zeitpunkt erwartete Abstossung der Schleimhaut (Menstruation) wird von der implantierten Blastozyste durch die Sekretion von humanem Choriongonadotropin (hCG) verhindert. hCG wird vom Trophoblast gebildet. Es stimuliert nun anstelle von LH das Corpus luteum im Ovar. Das Corpus luteum geht nicht zugrunde sondern wandelt sich in ein Corpus luteum graviditatis um. Dieses bildet eine grosse Menge an Progesteron. Der Progesteron Spiegel fällt nicht ab. Das bewirkt den Erhalt der Uterusschleimhaut. Bewirkt ebenfalls, dass sich das Myometrium in einer Ruhephase befindet und nicht kontrahiert. Die Schwangerschaft wird aufrechterhalten. Progesteron wird während den ersten 9-10 Wochen vom Corpus luteum graviditatis produziert. Danach hat sich beim implantierten Embryo aus dem Trophoblasten eine Plazenta gebildet, die nun die weitere Progesteronproduktion übernimmt. In hohen Dosen kann Progesteron zur Kontrazeption eingesetzt werden, weil es ein negatives Feedback auf den Hypothalamus hat und ihm somit eine Schwangerschaft vortäuscht. Der Schwangerschaftstest beruht auf dem Nachweis von hCG im Harn der Mutter. Er ist erst nach erfolgter Implantation positiv. 

Die Pille enthält Progesteron in Form von Gestagen oder Progestin. Die ursprünglichen Pillen enthalten auch Östrogen. Beide Hormone haben ein negatives Feedback auf die Hypophyse und die Gonadotrophine, wodurch der LH-Peak unterdrückt wir und es kommt nicht zur Ovulation. 

 Enthalten keine Östrogen, denn es gibt Frauen, die das zu viel Östrogen nicht vertragen. Sie enthält Gestagene (Progesteronanalog: Progestin) und wirkt vor allem auf die Cervixschleimhaut. Durch die Veränderung des Uterusepithel und der Zervixschleimkonsistenz erschweren sie das Eindringen von Spermien in den Uterus. (→ je nach Minipille und Gestrogenkonzentration kann auch die Ovulation verhindert werden.)

Die Hormonvariante gibt im Uterus kontinuierlich Gestagen (Progestin) ab, das zur Eindickung der Zervixschleims führt und so die Spermien davon abhält, in den Uterus einzudringen.

 Die Kupfer-Variante gibt Kupfer in die Gebärmutter und verhindert primär die Implantation. Man weiss noch nicht ganz genau wie das Funktioniert. (→ Blastozyste hat das gleiche Stadium wie bei den Embryonalen Stammzellen…) 

(bis zu 72 Stunden nach dem Geschlechtsverkehr) ist ein hochdosiertes Progestinpräparat und wirkt gegen den LH Peak, sie unterdrückt also eine Ovulation, falls die Frau kurz davor wäre. Wie wir bereits gesehen haben steigt das LH kurz vor der Ovulation steil an. 

Darf nicht mit der „Pille danach“ verwechselt werden. Dieser Wirkstoff induziert einen Abort.

Wenn der Fetus z.B. Chromosomen Abnormitäten aufweist. Mifepriston ist der Wirkstoff dieser Abtreibungspille RU-486 (ist die Abkürzung für das Präparat und Mifegyne der Handelsname). Es hat eine sehr starke Wirkung gegen Progesteron, welches bekanntlich die verhindert dass die Schleimhaut abgebaut wird. Nach Einnahme dieser Pille führt innerhalb von 48 Stunden zur Ablösung der Gebärmutterschleimhaut. Diese „Abtreibungspille wird oft in Kombination mit Prostaglandin verabrabreicht, welches die Uterusmuskulatur zur Kontraktion anregt. Prostaglandine werden bei der Geburt natürlich ausgeschüttet. 

Die Implantation findet normalerweise in der superioren und posterioren Wand des Corpus uteri statt. Genauer gesagt in der funktionellen Schicht des Endometriums, während der sekretorischen Phase des Menstruationszyklus. Man kann auch sagen im Endometrium im Fundus uteri, dorsal. Dort wo die Implantation stattfindet, wird dann auch die Plazenta gebildet. 

Nicht selten findet die Implantation ausserhalb des Uterus statt und führt so zu einer ektopischen (=ausserhalb des Ortes) oder extrauterinen Gravidität2 . Dies kann überall in der Bauchhöhle, dem Ovar oder dem Eileiter der Fall sein. Die normale Befruchtung findet immer ausserhalb des Uterus, nämlich im äusseren Drittel der Tube statt. Die befruchtete menschliche Oozyte wandert durch die Ampulle und wird sich am 6. Tag in der Uterusschleimhaut implantieren. Verschiedene Faktoren können dazu führen, dass sich diese Migration verzögert. Dies führt dazu, dass sich die Blastozyste an dem Ort, wo sie sich gerade befindet, einnistet. Am häufigsten geschieht dies in der Tube (99% der EUG sind Tubenschwangerschaften). 

Eine ektopische oder extrauterine Schwangerschaft führt meistens zum Absterben des Keimes, weil es keine Schleimhaut gibt, wo eine Plazenta aufgebaut werden kann. Länger als 2 Monaten ist der Embryo dann nicht überlebensfähig. Solche Schwangerschaften sind sehr gefürchtet, weil der Trophoblast eine lytische Aktivität, womit er sich in die Schleimhaut, aber auch in anderes Gewebe einfressen kann. Im Eileiter kann das sogar zum Eileiterbruch führen. Beim Frühschwangerschaftstest wird dann vor allem untersucht, ob es sich um eine ektopische Schwangerschaft handelt. 

Gravidität ist ein Synonym für Schwangerschaft. 

Gestagene sind synthetische Gelbkörperhormone, die in ihrer Wirkung dem körpereigenen Progesteron  ähneln

 Eine Implantation im Bereich des inneren Muttermundes (=Isthmus) führt zur häufig zur Placenta praevia. Was wörtlich Übersetzt eine Plazenta vor dem Weg bedeutet. Nistet sich der Embryo im Isthmus ein, so kann er sich ganz normal entwickeln, die Plazenta bildet sich in dem Fall jedoch häufig vor dem Muttermund (=Cervix uteri). Bei der Geburt, liegt die Plazenta dann vor dem Ausgang durch welchen das Kind geboren wird. Deshalb löst sich dann die Plazenta (ist die natürliche Versorgungsmaschinerie des Kindes, auch für den Blutaustausch und die Versorgung des Kindes mit Sauerstoff) vor der Geburt vom Kind ab und wird zuerst geboren. Es besteht aber eine grosse Gefahr, dass das Kind während der Geburt vor allem an Sauerstoffmangel leidet und deshalb werden heute solche Kinder via Kaiserschnitt geboren. 

 Das kann passieren, wenn die Migration Richtung Uterus behindert wird, z.B. wenn ein Eileiterverschluss vorliegt. Dann Rutscht das befruchtete Ei zwischen Fimbrienkranz und Ovar heraus und kommt dann bevorzugt an dieser Stelle zu liegen. Auch hier kann eine Schwangerschaft nicht stattfinden, weil keine Schleimhaut vorhanden ist. Schwere innere Blutungen sind ebenfalls gefürchtete Komplikationen. 

1. Adplantation der Blastozyste an das Endometrium

2. Adhäsion der Blastozyste an das Endometrium

3. Invasion (des Trophoblasten) und Einnistung

Wenn die Blastozyste am 5. Tag aus der Zona pellucida schlüpft (→Hatching), tritt sie mit der mütterlichen Uterusschleimhaut in Kontakt, indem sie sich mit dem embryonalen Pol an das Endometrium anlagert.

Die Adhäsion kann stattfinden, wenn der Uterus zuvor in seine sekretorische Phase (Luteinphase) eingetreten ist. Diese empfangsbereite Phase des Endometriums dauert 4 Tage (20. -23. Tag) und wird üblicherweise "Implantationsfenster" genannt. Sie folgt ca. 6 Tagen nach dem LH-Gipfel. In diesem Stadium kann die Blastozyste noch durch eine Auswaschung eliminiert werden. 

Die Trophoblastzellen beginnen über dem embryonalen Pol (d.h. dem Bereich, in dem der Embryoblast liegt) der Blastozyste etwa am 6. Tag in das Epithel der mütterlichen Schleimhaut einzudringen. Die Anheftung der Blastozyste erfolgt durch L-Selektine auf dem Trophoblasten und Kohlenhydratrezeptoren für Selektin auf dem Uterusepithel. (Selektine sind ja bekanntlich kohlenhydratbindende Proteine → Anheftung der Leukozyten auf dem Endothel und Auswanderung der Leukozyten aus dem Blutstrom). Beim anschliessenden Eindringen des Trophoblasten sind Integrine beteiligt, die an Laminin und Fibronektin in der ECM binden. Es kommt also zu einer typischen zellulären Interaktion zwischen Trophoblast und Endometrium. Ebenfalls interagieren die Mikrovilli auf der Oberfläche der zu äusserst gelegenen Trophoblastzellen mit den Epithelzellen des Uterus. Es bilden sich Verbindungskomplexe, die für eine stärkere Adhäsion verantwortlich sind. In diesem Stadium kann die Blastozyste nicht mehr durch einfaches Auswaschen eliminiert werden. Cadherine sind auch beteiligt – Adhäsionskontakte. 

Der Trophoblast wird sich in zwei verschiedene Zellmassen differenzieren, kurz bevor er mit dem Endometrium in Kontakt treten wird: 

• der äussere Synzytiotrophoblast (3) (ST), bildet in der Peripherie ein Synzytium, mehrkernige Schicht ohne Zellgrenzen, die aus Fusion der äusseren Zytotrophoblastenzellen stammt
• der innere Zytotrophoblast (4) (ZT), einkernige Zellen, intensive mitotische Aktivität

Der invasive Synzytiotrophoblast (Zytokines nicht vollständig abgeschlossen) besitzt lytische Enzyme (Metaloproteasen) und sezerniert proapoptodische Faktoren, die eine Apoptose (Zelltod) der epithelialen Zellen der Uterusschleimhaut bewirken. Das Resultat ist eine lokale Apoptose und lokale Auflösung der Uterusschleimhaut. Der Synzytiotrophoblast durchquert auch die Basallamina und dringt in das darunterliegende Stroma ein, das in Kontakt mit den uterinen Blutgefässen steht. Mit der Implantation der Blastozyste in das Endometrium entwickelt sich der Synzytiotrophoblast schnell und wird, nachdem der Embryo sich vollständig eingenistet hat, diesen vollständig umgeben. Man nennt diesen Prozess eine Invasion. 

 Eine männliche und eine weibliche Keimzelle, ein Spermium und eine Oozyte, vereinigen sich und bilden einen neuen Organismus, die Zygote. 

Die Keimzellen stammen von den Urkeimzellen ab. Sie stellt den Beginn der Keimbahn dar. Die Urkeimzellen sind, wie die anderen Körperzellen auch, diploid und lassen sich bereits in der zweiten Woche beim menschlichen Embryo im primären Ektoderm (Epiblast) nachweisen.

• ab 2.Woche im primären Ektoderm (Epiblast)  nachweisbar
• verlagern sich dann in die Wand des Dottersacks
• Von dort wandern die Urkeimzellen mit amöboiden Bewegungen in die Gonaden anlagen ein (Ende 4.-5. Woche) 

 Die von den übrigen (somatischen) Zellen abgetrennte Entwicklung der Keimzellen wird als Keimbahn bezeichnet. 

Die Merkmale eines neuen Individuums werden durch die Genebestimmt, die mit den vom Vater oder von der Mutter stammenden Chromosomen vererbt werden. Der Mensch besitzt etwa 23 000 Gen, die auf 46 Chromosomen angeordnet sind. 44 davon sind Autosomen, und zwei sind Geschlechtschromosomen. Die weiblichen Geschlechtschromosomen: XX, die männlichen: XY.

Homologe. Jedes Autosom besitzt ein Partnerchromosom mit den gleichen morphologischen Merkmalen → codieren für die gleiche Information, haben gleiche Gene, aber unterschiedliche Allele davon.

Diploider Chromosomensatz (oft als 2n bezeichnet, bei Menschen ist das dann 46n). Chromosomensatz aus 23 Paaren von homologen Chromosomen. Ein Chromosom von jedem Paar stammt von der Mutter, das andere vom Vater. Alle Körperzellen einschliesslich der Zellen aus denen die Gameten entstehen sind diploid. 

c = („complement“ = complementäre DNA) DNA-Menge, Auch Anzahl der Chromatiden

1c = Menge der DNA in einer haploiden Zelle, 2c = in einer Diploiden Zelle, 4c nach der DNA Synthese, wenn in deiner diploiden Zelle alle Chromatiden verdoppelt sind (2 Schwesterchromatiden am Zentromer verbunden)

n = Anzahl der Chromosomen – Einzige Auskunft, ob haploid oder diploid! 1n = Anzahl der Chromosomen in einer haploiden zelle, 2n = in einer diploiden Zelle. Beim Menschen: Diploide Zelle = 46n, Gameten, haploide Zellen = 23n 

Meiose l – Reduktionsteilung (46 n 4c → 23n 2c) Verlängerte Prophase l: Paarung der homologen Chromosomen (Chromosomen Synapsis) → Austausch von Genabschnitten Schwesterchromatiden trennen sich nicht. Teilung der Homologen → nachher 1n (=haploid)

Meiose ll – Äquationsteilung (23n 2c → 23n 1c) Schliesst sich ohne DNA-Synthesephase an die 1. Reifeteilung an, sodass haploide Gameten entstehen. Schwesterchromatiden trennen sich. 

Im Unterschied zur Mitose paaren sich in der Prophase der 1. Reifeteilung die homologen Chromosomen (Bivalent auch Synapsis). Die Prophase der 1. Reifeteilung ist daher beträchtlich länger als in der Mitose. Die Paarung erfolgt in einander genau entsprechenden Punkten. Nur die XY-Kombination bildet eine Ausnahme. Die ungleichen Geschlechtschromosomen besitzen an ihren Enden nur eine kleine homologe Paarungsregion, sodass sie lichtmikroskopisch eine Tandemformation bilden. Da jedes einzelne Chromosom zwei Chromatiden enthält, bestehen die homologen Chromosomenpaare aus vier Chromatiden. Diese besondere Paarung stellt sicher, dass sich die Homologen während der nachfolgenden Zellteilung korrekt aufteilen und dass jede der Keimzellen am Ende einen vollständigen haploiden Chromosomensatz enthält. Die Zuweisung der Homologen zu jeder Zelle erflogt zufällig, deshalb werden die ursprünglich mütterlichen und väterlichen Chromosomen in den Keimzellen in unterschiedlichen Kombinationen neu zusammengestellt. (Mitose: zwei Identische Tochterzellen!)

Im Unterschied zur Mitose paaren sich in der Prophase der 1. Reifeteilung die homologen Chromosomen (Bivalent auch Synapsis). 

• Diploider Chromosomensatz => haploider Chromosomensatz 
• Zufällige Verteilung homologer Chromosomen auf 2 Zellen 

• 2-Chromatid - Chromosensatz => 1-Chromatidchromosomensatz 

Das zweite wesentliche Merkmal der Prophase der 1. Reifeteilung ist, dass die Paarung der Chromosomen vom Austausch von Chromatidenabschnitten begleitet ist. Die parallel nebeneinander liegenden Chromatiden zerbrechen an einer oder an mehreren Stellen. Es kommt zu einem Austausch von Chromatidenabschnitten. Wenn die Chromosomen nun auseinandergezogen werden, dann bleiben sie vorübergehend nur an den Punkten, an denen ein Austausch stattgefunden hat noch aneinander haften. Dadurch entsteht eine X-förige Struktur, die als Chiasma bezeichnet wird. Das Chiasma ist der morphologische Ausdruck für ein genetisches Phänomen, das Crossover heisst. Es findet also ein Austausch von Chromatidbruchstücken mit den entsprechenden Genkomplexen zwischen den homologen Chromosomen statt. 

jede Tochterzelle enthält eine Hälfte von jedem Chromosomenpaar und besitzt damit einen haploiden Chromosomensatz. Jedes Chromosom besteht jedoch noch aus zwei Chromatiden, sodass der Gesamtgehalt an DNA in jeder Tochterzelle dem in den übrigen Somazellen entspricht (2c). 

Die Meiose I beinhaltet eine verlängerte Prophase, welche sich in verschiedene Phasen unterteilen lässt:

Wartestadium der Oozyten 

Die weiblichen Oozyten reifen bereits während der fetalen Entwicklung heran, im Gegensatz zu den männlichen, die sich bei Beginn der Pubertät zu teilen beginnen und die Meiose in einem Stück begehen. Die Oozyten beginnen die 1. Reifeteilung, beenden sie aber nicht, sondern gehen in eine Wartephase über, das Diktyotän. Die Chromatiden behalten dabei ihre Chiasmata. Die Fortsetzung der Reifeteilung erfolgt erst kurz vor der Ovulation. 

Im Anschluss an die 1. Reifeteilung treten die Zellen sofort in die 2. Reifeteilung ein. Der 2. Reifeteilung geht keine DNA-Synthese voraus. Die 23 doppelfädigen Chromosomen spalten sich am Zentromer auf, und jede der neugebildeten Tochterzellen erhält 23 einzelne Chromosomen (mit je einem Chromatide), die aufgrund des Austauschs von Chromatidenabschnitten weder untereinander noch mit den ursprünglichen Chromosomen identisch sind. Der DNA-Gehalt in den neugebildeten Zellen ist nun halb so gross wie in den normalen Somazellen (1c). Es wird also zweierlei durch die Reifeteilung erreicht.

Austausch von Genetischem Material: Neukombination der väterlichen und mütterlichen DNA

Jede Keimzelle hat nur noch halben Chromosomensatz und halbe DNA-Menge Dauer: Bei einem Mann z.B. 24 Tage, bei einer Frau kann er sich über Jahrzehnte erstrecken!

Hat ein Individuum zwei X-Chromosomen, ist es weiblich. Hat es ein X- und ein Y-Chromosom, ist es männlich. Daraus ergibt sich, dass die Eizelle nur ein X-Chromosom enthalten kann, das Spermatozoon aber entweder ein Xoder ein Y-Chromosom.

Die Gametogenese beschreibt im Wesentlichen, wie während der geschlechtsreifen Zeit des Menschen die Oozyten im Ovar und die Spermien im Hoden entstehen.