Physiologie 1

physiologische Reifungsprozess der Spermien im weiblichen Reproduktionstrakt 

• Veränderungen am Spermium bei Kontakt mit weiblicher Schleimhaut -->Voraussetzung für Befruchtungsfähigkeit 
  • Entfernung von Glykoproteinen, Glykosaminoglykane und Proteine auf der Spermienoberfläche 

Verbindung des Spermiums mit der Eizelle zur enzymvermittelten Durchdringung der Zona pellucida

Auslösung Depolarisationswelle --> Ca2+ Anstieg --> Zona Reaktion

Meiose der Eizellen / Eier (befruchtet), Entwicklung Organismus, ohne Sexualverkehr, bspw. Bienen

1. Fertilisierung (Eileiter) 
2. Zellteilung  - Furchung (Eileiter) 
3. Hatching (Uterus) - Verlassen der Zona pellucida
4. (Elongation (Uterus)) 
5. Apposition (Uterus) 
6. Adhäsion (Uterus) 

Teilungsstadien

• 1-Zeller n=1 t=2
• 2-Zeller n=2 t=2
• 4-Zeller n=4 t=3
• Morula n=16-30 t=5

Blastocystenstadien

• Blastocyste n=60 t=6
• Schlüpfende Blastocyste n= 175 t=7
• Geschlüpfte Blastocyste n=500 t=8
• GB " t=10 n= 6000

• Schnelle Zellteilung, wobei nur M- und S-Phase des Zellzyklus stattfinden, d.h. es kommt nur zur Abschnürung neuer Zellen.

Der Embryo lässt die durch Enzyme angegriffene Zona pellucida durch das starke Wachstum platzen.

Innerhalb einer Zellhülle aus dem Embryonalknoten und dem Trophoblasten bildet sich das Entoderm. Der Trophoblast wird zum Trophoektoderm

• Sensitive Phase 
• Embryomaternale Synchronisation 
• Anfällig auf Stress 
• Embryonaler Fruchttod 

• vorher: Elongation: Verlängerung Trophoblast, Apposition: Annäherung Trophoblast - Endometrium Uterus
• Adäsion : Anlagerung
• Einnistung

Muttereigen

• Umwandlung Corpus luteum periodicum zum Corpus luteum graviditatae 
• Luteotrophe Signale / Inhibition der Luteolyse 
• Aufrechterhaltung der Progesteron Produktion 
• Uterines Wachstum 

Embryonale Signale

• Mensch (hCG, humanes Choriongonadotropin) 
• Rind, Schaf, Ziege Interferon
• Schwein, Pferd: Östradiolderivat 

• Rehe
• Bären
• Konzeption Juli
• Implantation November

• Oct4: hemmt Cdx2, Differenzierung eines totipoenten Vorläufers zu pluripotenten Zellen der Inneren Zellmasse
• Cdx2: hemmt Oct4, Differenzierung eines totipoenten Vorläufers zu multipotenten Zellen des Trophoectoderm
• Gata6: hemmt nanog Differenzierung Innere Zellmasse (pluripotent) zu primitivem Ektoderm -  multipotent
• nanog: hemmt Gata6 Differenzierung Innere Zellmasse (pluripotent) zu Epiblasten (pluripotent)

• Keimblattbildung (flächenhafte Zellverbände) (Ektoderm, Entoderm, Mesoderm) 
• Erste Differenzierung des Embryos
• Organentwicklung 
• Körpergrundgestalt 

• Umwandlung Embryoblast in Keimscheibe
• Bildung des Amnion 
• Bildung des Hypoblasten bzw. Entoderm 
• Bildung des Primitivstreifen und Mesoderm 
• Bildung der Körperachsen 
• Anlage der Primitivorgane 
• Neurulation 
• Bildung des Coeloms 
• Kraniokaudale und laterale Ausrichtung der Keimscheibe und Anlage des Darms 

• Ausscheidung nach Geburt
• Steuerung eigenes Wachstum bei Funktion
• Versorgung des Foetus 
• Entsorgung der Abbauprodukte (O 2 , CO 2 , Ionen, Harnpflichtige Substanzen, Metaboliten, Nährstoffe) 
  Antikörper 
• Endokrine Aufgaben: Progesteron, Östrogen, Gonadotropin
• Schutzfunktion: Erreger 

• Dottersack: Wichtig vor dem Implantation, Blutbildung 
• Chorion (Zottenhaut): äusserste Schicht: entwickelt sich aus dem Trophoblast: Nährstoffaustausch mit maternaler Plazenta 
• Amnion (Schafshaut): innerste Fruchthülle: Schützt Embryo, wichtig für Darmentwicklung des Embryos 
• Allantois: Embryonaler Harnsack, beeinhaltet Abbauprodukte 

• Ursache:Bei Zwillingen nur eine Plazenta
• Folge: Austausch von Faktoren --> Ausbildung Geschlechtsmerkmale beeinflusst
• männliche Faktoren:
  • TDF --> Hoden --> AMH, Testosteron
  • AMH --> Müllersche Organe degenerieren
  • Testosteron --> Wolfsche Gänge --> Dihydrotestosteron
  • Diydrotestosteron --> Penis, Skrotum, Geschlechtsdrüsen
• weiblich keine Faktoren, Eierstöcke entwickeln sich, Müllersche Gänge (Uterus etc.)differenzieren, Wolfsche degenerieren
• Folge: Inhibition Differenzierung Müllersche G., Maskulinisierung 

• Gametopathien (Gameten; Chromosomenaberrationen) 
• Blastopathien (Blastocyste) 
• Embyropathien 
• Fetopathien 

Ursachen

• genetisch
• Umwelt
• infektiös

0-3 W Tod des Embryos möglich 
3-8 W Anfälligkeit auf Missbildungen ist erhöht 
8-38 W Es treten eher funktionelle Störungen auf 

• Grössenwachstum, Lungenreifung 
• Nesthocker (Fleischfresser) 
• Nestflüchter (Pferd, Wiederkäuer, Schwein)

Stammesgeschichtliche Entwicklung der Gesamtheit aller  Lebewesen. Der Begriff wird auch verwendet, um die Evolution  einzelner Merkmale im Verlauf der Entwicklungsgeschichte zu charakterisieren. 

• 450 M Entwicklung Sexualhormone: Gestagene, Androgene, Östrogene
• 350 M Vitellogenin
• 200 M geschütze,geschlossene Eier, mit Schale , Interne Befruchtung
• 100 M Milchdrüse
• 30 M Placenta, Östrogen

„Die Ontogenese rekapituliert die Phylogenese“

• Humanembryo mit Kiemenspalten (Halsregion) 
• Humanembryo mit Schwanzwirbelsäule (analog Schwein) 
• Chorda wird zur Wirbelsäulen (Lanzettfischchen – Säuger) 
• Larven von Plattfischen haben beidseitig Augenanlagen 

• gut konserviert 
• regulativ, Transkriptionsfaktoren
• Steuerung Individualentwicklung
• sehr ähnliche Homöobox bei allen Tieren
• Gliederung der Körperachse --> Mutation Antennapedia
• Verschiedene Hox-Gene --> verschiedene Abschnitte des Körpers beeinflusst

Anzahl der Zellen nimmt zu 

Größe der Zellen nimmt zu 

Unterschiedliche Wachstumsgeschwindigkeit verschiedener Abschnitte während der Ontogenese

Gleichmäßiges Wachstum von Körperteilen im Verhältnis zum Gesamtwachstum

gut:

• Papillom
• Adenom

bösartig: infiltrativ, rezidiv, metastasierend

• Sarkom
• Karzinom
• Teratom: Iin Ovar, Hoden: Kapsel verschiedener Gewebe

• Überlebensfaktoren
• Homone, Chemokine
• Wachstumsfaktoren
• Cytokine 
• Todesfaktoren --> Kaspase-Kaskade --> Apoptose

• Wnt pathway
• Hedgehog
• Notch delta

• Ligand Wnt - Wachstumsfaktor und Signalprotein aus Wingless und Int-1
• Funktion: Ausbildung der Körperachse, Enteicklung Zellen, Organe

1. Wnt bindet an Frizzled + LRP
2. Komplex aktiviert Dishevelled, welches die Ausbildung des beta-Catenin-Komplexes hemmt
3. dadurch liegt beta Catenin frei vor und kann nicht abgebaut werden --> Akkumulation 
4. beta Catenin bindet TCF Komplex und aktiviert spezifisch Gene

• Bindung Hedgehog an PTC
• Smo (Smoothend) nicht mehr inhibiert
• GLI2/3 Transkriptionsfaktoren werden aktiviert und nicht abgebaut

Hemmung des Smoothened Rezeptors, bei abormer Aktivierung des SHH

• Sonic Hedgehog (SHH)
• Indian (IHH)
• Desert (DHH)

• Embryonen außerhalb Mutter
• optisch durschichtige Embryonen
• Groß genug für Transplantationexperimente
• kurzer Generationzyklus
• geringe Ansprüche Haltung
• gemeinsame Eigenschaften Mensch

1. Eizellreifung 
2. Spermienreifung 
3. Kompetition zwischen Spermien 
4. Befruchtung 
5. Trächtigkeitserkennung 
6. Implantation 
7. Organogense 
8. Wachstum und Entwicklung 
9. Geburt 
10. (postnatale Entwicklung)

1. Vermehrung der differenzierten Spermatogonien
2. Wachstumsperiode der Spermatozyten I
3. Reifungs- oder Reduktionsperiode der Spermatocyten II, Präspermatiden
   • Meiose I, II
4. Umbildungsperiode
   • Spermatiden
   • Spermien