Embryologie

Woche 3: Tag 23 - 25

Seitenplattenmesoderm: intraembryonales Zolöm bildet sich

• Wird von einer Schicht umhüllt, die aber in zwei Teile gegliedert wird
  • Somatopleura: am Ektoderm (also oberer Teil)
  • Splanchnopleura: am Endoderm

Paraxiales Mesoderm:

• umgibt Neuralrohr (para = "neben", axial = "(Median)Achse"
• Vorgang der "Metamerie": Segmentiert sich kranial --> kaudal in Somitomere
  • Somiten 1-7  werden zu Schlundbögen statt somiten
  • Bilanz: gebildet 42-44, nach Rückbildung erhalten: 35-37
  • Werden zu:
    • Sklerotom (Vorläufer Skelett)
    • Dermatom ( " Haut)
    • Myotom (" Muskel)

intermediäres Mesoderm

• Ursprung Nieren und Gonaden

ektoderme Zellen, die sich unter Einfluss des Primitivstreifens differenzieren.

Zeitabschnitt: 15. - 21. Tag

• erster Teil (15 - 17):
  • Wachstum Primitivstreifens (erschienen mehrschichtigen Buckels kaudal
  • erschienen der Neuralplatte (gegen Ende des ersten Teils)
• zweiter Teil (18 - 21)
  • Neuralplatte wächst, streckt KS. Pantoffelform

wandernde Zellen des Ektodermes bilden den Chordaforsatz, der

1. Die Neuralplatte verdichtet (17. tag)
2. Neuralrinne und anschliessen Neuralfalte bilden sich (18,19)
3. Neuralfalte verschliesst sich, die Zellen verschmelzen zu einem Ring --> Neuralrohr. (bis 22)
   • Verschluss des Rohres erfolgt von Mitte aus in cranio sowie kaudale Richtung 
   • Gleichzeitig trennen sich die Neuralleistenzellen ab, beginnen zu wandern
      

• Die Chorda dorsalis bestimmt die Longitudinalachse des Embryos
• Sie legt die zukünftige Lage der Wirbelkörper fest
• Induziert den Ektoblasten bei dessen Differenzierung zur Neuralplatte

Neurulation

• primär
  • Chorda dorsalis: bewirkt Umwndlung der darüberliegende Ektodermzellen in Neuroektodermazellen
  • Bildung Neuralplatte
• sekundär
  • Bildung des Neuralrohres und Somiten
  • Primitivstreifen bildet sich zurück

Neuralleistenzellen Vorläufer:

• Nerven- und Gliazellen sowie Schwann'sche zellen
• Melanozyten (hautpigmente)
• die Zellen des Nebennierenmarks

• Somitogenese
  • mesenchymale Anlagen aus paraxialem Mesoderm (-chym?)
  • kranial --> kaudale Bildungsrichtung, 20 -30 tag
  •  
• Somiten
  • Zellen wandern nach "Explosion"
    • dorsaler Teil: Dermomytom --> Vorläufer Muskel/Haut
    • ventraler Teil: Sklerotom --> Vorläufer Bindegewebe/Knochen
  • Somitomere 1-7 bilden keine Somiten sondern Schlundbögen

bis zur 3. Woche nur Keimschiebe, also flach. Nach Abfaltung wird der Embryo C-förmig und das Ektoderm umhüllt nun die anderen beiden Keimscheiben. Das intraembryonale Zölom trennt den Embryo von allen anderen Strukturen, die Nabelschnur bleibt aber als verbindung noch bestehen.

zeit: 25 - 30 tag (Carnegie 9-12)

Abfaltung: in zwei Achsen unterteilt

• cranio-kaudal (Kopf und Fuss zueinander) 
  • Vor Abfaltung, von Aussen nach Innen (bzw. von rostral nach kaudal): Herzplatte und Septum transversum(=Vorläufer Perikardhöhle), rachenmebran
  • Nach Abfaltung: Rachenmembran, Herzplatte & Spt. transversum
    • Durch die Verlagerung der Herzanlage entwicht diese der verschmelzung von Rachen- und Kloakenmembran
    • Haftstiel wandert und verschmilzt mit Rachen und Kloakenmembran --> Entstehung sept. Transversum
• transversal (wie wenn Arme zueinander wandern würden)
  • erst nach cranio-kaudalen Abfaltung
  • Amnionhöhle stülpt sich unter die Embryonalscheibe --> Haftstiel (Vorläufer Nabelschnur) kommt ventralen Region näher

vgl Bild

vgl Bild

• Epiblasten liegen auf KS, Amnioblasten kleiden Amnionhöhle aus
• Dottersack ist Vorläufer Darmes
• Herzanlage bildet sich ab 4. Woche!
• Amnionhöhle breitet sich aus und verdrängt dadurch Chroionhöhle, die letztebndlich komplett verschwindet

Dottersack: Durchläuft zwei Phasen, in denen seine Funktion sich unterscheidet. Diese Phasen kann man trennen in:

• 2-3w: Embryo hat keinen Kreislauf, der DS befindet sich unter Ektoderm und wandert noch nicht
  • Nährung
  • Aufenthalt primordialen Keimzellen
  • Bildung Blutstammzellen und Blutgefässe
    • auf Wand des DS bilden sich Blutinseln, die zu Gefässen werden.
• 45w: DS beginnt zu wandern und wird eigentlich zurückgebildet
  • Bildung des Darmtrakts und Epithelien der Atmungswege. Die vom DS eingewanderten Zellen werden durch Ektodermale Zellen ersetzt. 

Amnionflüssigkeit

• korrektes Wachstum: trennung von Epi und Amnioblasten
• Elektrolyt-, Flüssigkeits und Temperaturhaushalt
• Schutz vor Infektionen und Schlägen

• Embryo:
  • 0.14mm bei Befruchtung 
  • 30 mm nach Abschluss der Embryonalperiode (3. Woche)
  • während Embryogenese ist Ziel: Organogenese
• Fötus (ab 9. Woche)
  • 500mm
  • Ziel: Wachstum der Zellen, nicht Differenzierung

vgl. Bild

• Synonym für Branchialbogen
• "Somiten" des embryonalen Kopfbereiches (nur Embryo!)
  • metamer: bestehen immer aus 3 gegliederten Bestandteilen, Vorläufer für:
    • Nervv
    • Knorpel (Vorläufer Gehörknöchel, Knorbel beim kehlkopf(?), aber nicht Kiefer)
    • Arterien
• Stammen aus Neuralleistenzellen (wie Somiten)
  • behalten regionale Zuordnung. Grund für die Gliederung der Dermatome. 

• 1. Schlundbogen zu Mesencephalon --> Hirnstamm
• Rest zu Rhombencephalon  --> Anschluss Hirn-Rückenmark

Das Gesicht und prosencephalon werden aus keinem Schlunbogen gebildet!

• Bildung Schlundbögen: 20-36d (3-5 Woche)
• Gesichtsentwicklung: 6-8 Woche

• Wann: Ab Pubertät
  • Die Samenkanälchen entwickeln ein Lumen, von da an kann Spermatogenese stattfinden
• Wo: tubulus seminiferus (=Samenkanälchen, im Hoden)
  • Leydig'sche-Zellen: LH sensitiv, produziert Testo, das auf Sertollizelle wirkt
  • Stützzellen: Sertolli
    • FSH sensitiv: Produziert androgenbindendes Prot, um Testo über Blut/Hoden-Schranke aus Interstitium ins Samenkanal-Lumen diffundieren zu lassen.
    • transportiert die Gameten während Reifung lumenwärts und schützt diese
    • Blut/Hoden-Schranke über tight-junctions: haploide Zellen besitzen antigene Eigeschaften (kontakt mit Blut => Antigenreaktion)
  • Keimzellen
    1. Spermatogonien: pluripotente Keimzellen, diploid (hat X und Y Chromosom)
    2. primäre Spermatozyten, diploid
       • prophase erste Meiose, 24 Tage
    3. sekundäre spermatozyten, haploid (hat entweder X oder Y --> Junge oder Mädchen)
    • zweite Meiose, 5h
    1. Spermatiden, haploid, Lumen erreicht aber noch in Kontakt mit Sertollizelle
    2. Spermien, haploid
• zeitlicher Ablauf: 64 Tage

• 24d
• Spermatide --> Spermium
  • kopf: Kern mit DNA (haploid), Akrosomenkappe
  • Mittelstück: Mitochondiren
  • hauptstück: Geissel

Vorgang

• Golgi --> Akrosom (Funktionell = Lysozym): mit Enzymen (hyalouronidase) gefüllt, dient späteren Penetration in Eizelle
• Viel zytoplasma wird abgeschnürt (von Sertoli phagozitiert)
• kernkondensation
• geisselbildung

Ablauf

• Fetalperiode
  • Urkeimzelle, Oogonie (5-7 Mio), primäre Oozyte (1-2 Mio), prim. Oozyte im Dyktiotän der Meiose 1 arretiert (4c, 46)
    • Das Epithelgewebe hemmt Weiterentwicklung hormonell: Meiose-inhib-Subst.
• Ab Pubertät
  • 10-15 Oozyten (0.5 Mio) treten pro Zyklus in Reifung ein, wobei eine Oozyte gewinnt und befruchtret werden kann
    • Primordialfollikel sind die Hauptmenge an reifungsfähigekn Follikeln
    • Werden von einer BM und darüber sitzenden Epithelzellen umgeben (Granulosazellen aus Zölom stammend, Theca nicht)

Primordialfollikel

• Flaches, einschichtiges Follikelepithel

Primärfollikel

• Epithel wird kubisch, weiterhin einschichtig
• FSH wirkt auf Epithel: Granulosazellen sind rezeptiv
  • Zellproliferation
  • Genexpression: Expression LH-Rezeptoren für spätere Lutealphase?

Sekundärfollikel

• mehrschichtiges Epithel --> heisst nun Stratum granulosum
• Theca-Zellen entstehen ganz aussen: LH sensitiv
  • produzieren Testosteron und Androstenion, die zu Granulosazellen diffundieren:
    Granulosazellen nehmen diese Hormone auf und verwandeln sie über ein Aromataseenzym zu Östradiol (aus Testo) und Estron (aus Androstenion)
    • Östradiol:
      • neg Feedback: hemmt GnRH und FSH im ganzen Körper
      • pos Feedback: fördert eigene Synthese in Granulosazellen und bewirkt Zunahme FSH-Rezeptoren an Granulosazellen

Tertiärfollikel: Sieger Sekundärfollikel, mehrere

• Antrum: mit Hormonen und Flüssigkeit gefüllter Hohlraum
• Cumulus oophorus: Granulosazellen mit Zona pellucida und Zellkern --> wird bei eisprung abgestossen
• Theca
  • interna: Kapillarisiert, Hormonproduktion (Östrogen & Progesteron)
  • externa: Grössere Gefässe, Übergang zu Stroma ovarii

Graafscher Follikel: Sieger aus 5-15 Tertiärfollikeln, nur einer

• Starker Anstieg an Östrogen, sobald Graafscher Follikel ausgewählt wurde (ca. 8 Tag)
• Wird Eisprung durchlaufen
• 20-25mm

• GnRH, FSH, LH, Östrogene (Östradiol & Östron), Progesteron
  • LH: fördert Eisprung und Gelbkörperbildung
    • dockt an Theca sowie Granulosazellen an: Progesteronsynthese. Progesteron nur in Thecazelle verwendbar: Prog --> Androstenion&Testo. Jetzt alles zu Granulosazelle, nun FSH und Aromatase wichtig.
  • FSH: Follikelreifung, Eisprung
    • Dockt an Granulosazelle --> Aromatase-Synthese --> Umwandlung von Testo&Androsten. in Östrogene nun möglich
• Phasen: 28 Tage Zyklus
  • Follikelphase: 
    • Östradiol
    • bis zum Eisprung
    • Rekrutierung Follikel
  • Lutealphase
    • Progesteronbildung des Gelbkörpers. Dieser ist LH-sensitiv geworden
    • 14d

• Ovulation: Stigma ("pickel" aus dem Graaf herausplatzt) des Ovars wird von Fimbrien abgedeckt.
• Oozyte und corona radiata gelangen in amp. tubae, Granulosa- und Thecazellen bleiben zurück --> wird zu Drüsengewebe
• in Tubae: sekundäre Oozyte, c. radiata, Liquor Follikuli: Hyluronsäure und viel Progesteron zur Anlockung von Spermien

• Primäre Oozyte im Ovar, sek Oozyte auch noch im Ovar
• LH-Peak
  • erste Reifeteilung wird abgeschlossen, Abstossen Polkörpers in perivitelinen Spalt --> nun haploid
  • zweite Reifeteilung beginnt, wird in Metaphase arretiert (Chromosomen bereit zum auseinanderziehen)
• Granulosazellen: vermehren sich und ihre Progesteronbildung
• zwischen Eizelle und Z. pellucida bildet sich periviteliner Spalt

• Ampulla tubae: ausgestatett mit glatter Muskulatur + Kinozilien und transportiert beide Gameten
  ! Samenflüssigkeit enthält Prostaglandine --> bewirken Muskelkontraktionen
• Cervix: Hindernisse
  • Distanz 13- 15cm und Verengung der Cervix
  • pH (sauer = feindlich)
  • Schleim, viskös und dicht --> Filter
  • wenige Cervixtaschen
    --> Alle Faktoren werden durch Östradiol spermienfreundlicher
• Reifung Spermien
  • Motilität erlangt bei Ejakulation
  • Kapazitation in tubae: Substanzen des wbl. Gentrkt verändern Zellwandzusammensetzung, Ionenkonzentrationen der Spermien und begünstigen Motilität, Spermien werden "hyperaktiv"
    Kapazitation Voraussetzung für spätere Akrosomalreaktion
     
  • Akrosomalreaktion in unmittelbarer Nähe zur Oozyte

• Anlocken der Spermien
  • Thermotaxis: Ampulla ist wärmer als Ovar
  • Chemotaxis: Progesteron lockt Spermien an
• Speichern von Spermien in Taschen kurz hinter Cervix (2 Tage überleben möglich)
  • gestaffeltes Starten dieser Spermien. Sie werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten Kapazitiert.

Befruchtung

• Eigentlich sind es bis zu 200 Spermatozoen, die mit Oozyte in Kontakt kommen
• Durchlaufen Akrosomalrekation: lösen die Zona pellucida der Eizelle auf
  • Dabei "opfern sich" einige Spermien, die erfolglos Akrosomalreaktion durchlaufen --> Loch wird aber immer grösser, bis ein Spermium Durchbruch schafft --> Befruchtung
  • Glykoprotein ZP3 wichtig bei Akrosomalreaktion
• Ootide: 1 Zelle mit zwei haploiden Kernen (von Mum&Dad)
  • hier wird nun endlich Metaphase II vollendet: es bildet sich ein dritter (zweiter?) Polkörper und der mütterliche Kern ist nun haploid
• Ootide --> Zygote: Fusion dieser haploiden Vorkerne zu einem diploiden Zellkern

Polyspermieblockierung

• Siegerspermium löst Reaktionskaskade aus
  • Gametenmembranen verschmelzen
  • [Kalzium] in Eizelle steigt, Vesikel wird abgestossen
  • Z. pellucida wird verhärtet, nun undurchdringbar

Zygote durchläuft Teilungen, wandert dabei von ampulla zu cavum uteri.

• Dauer vgl Bild
• Blastulation
  1. Zona pellucida bleibt erhalten:
  • limitiert Grössenwachstum
  • verhindert
    • Polyspermie und Befruchtung durch speziesfremde Spermien 
    • frühzeitige Implantation (= ektopische Impl.)
  • mechanischer Schutz
  • immunologische Barriere

1. Furchungsteilungen: die totipotente Zellen teilen sich synchron (ohne dass die zygote grösser wird)
2. Morula: ab 16 Zellen, von da an nicht mehr synchron und daher kann Zellzahl in Morula variieren
3. in Morula: differenzierung zu 2 Zellpopulationen
   • Trophoblasten: aussen, umhüllend
     • werden nicht zu Embryo sondern zu Plazenta
   • Embryoblasten: innen (auch inner cell mass, ICM)
     • nur aus Embryoblasten entsteht später Embryo
   • Bildung eines Hohlraumes (Blastozöl) zwischen diesen Zellverbänden --> Blastocyste
     • Blastozyste ist polar: ein Ende mit Hohlraum, anderes mit ICM

(Bild etwas zu detailliert)

Blastozyste

• Im Eingang cavum uteri
• Trophoblasten sezernieren Hormone, löst z. pellucida auf
• Kontraktionen der Blystozyste und Schlüpfem mit abembryonalem Pol voran.
• ICM hat sich differenziert:
  • Epiblasten
  • Hypoblasten

vgl. Bild