| Die
Befruchtung
der Eizelle erfolgt in mehreren Phasen: Im Ejakulat sind
die Spermien von Glykoproteinen eingehüllt und gelangen so rasch durch
den Zervixschleim, sind vor immunologischer Abwehr geschützt und bilden
in der Tube ein
Spermien-Reservoir, in dem sie bei niedrigen pH-Werten immobilisiert
sind. Zum Zeitpunkt der Ovulation steigt der pH-Wert, die Spermien werden aktiv, verlieren ihre Beschichtung, ihre Oberflächenmerkmale werden freigelegt (Kapazitation) und Enzyme aktiviert, sie können die Eihügelmatrix (corona radiata) und zona pellucida durchdringen. Passieren sie schließlich die Eizellmembran (Imprägnation), gelangt ihr Zellkern in die Eizelle (Befruchtung, Konzeption, Empfängnis, Fertilisation) - männlicher und weiblicher Vorkern verschmelzen (Konjugation, Fusion), eine neue eukaryotische (dipoloide) Zelle - die Zygote - ist entstanden. Die Zygote erreicht nach 4 Tagen die Uterushöhle, nach 6-7 Tagen startet die Einnistung (Nidation, Implantation) in die Uterusschleimhaut; diese bildet zahlreiche Peptide und Proteine. Mit der erfolgreichen Implantation beginnt die Gestationsphase (Schwangerschaft). Das rasche Auftreten des Blastozystenhormons HCG (Chorion-Gonadotropin, “Schwangerschaftshormon”) - schon wenige Tage nach der Befruchtung - verhindert eine Mensesblutung: HCG regt die Hormonbildung im Gelbkörper an, das stabilisiert die Schleimhaut und erhält damit die Schwangerschaft. |
Implantation, Schwangerschaftsdauer HCG und hPL Plazentation und Embryogenese Extraembryonale Membransysteme und Amnionflüssigkeit Brustdrüse, hormonelle Umstellungen
Akrosomale Reaktion Kapazitation Implantation (Nidation) Progestations-, Gestationsphase Dezidualisierung Chorion, Amnion, Dottersack, Allantois
in die Uterusschleimhaut
(Nidation, Implantation). Klinisch wird die Schwangerschaftsdauer meist
ab dem ersten Tag der letzten Menstruastion berechnet (SSW =
Schwangerschaftswoche). Das - biologisch relevantere - Konzeptionsalter (p.c.: post conceptionem) des sich entwickelnden Keims ist der zeitliche Abstand zur Befruchtung. Unter pränataler Entwicklung versteht man die Vorgänge ab der Empfängnis:
Blastemzeit (period of early embryo): Befruchung bis Gastrulation, d.h. Entstehung der Keimblätter, 1.-3. Woche (16.-19. Tag) p.c. Embryonalzeit
(period of embryonic organogenesis): Auflösung der Somiten, Entwicklung des
kardiovaskulären Systems, des Neural- und Darmrohres, der Anlagen von Armen
und Beinen, 4.-8. Woche p.c. Fetalzeit (fetal period) ab 9. Woche p.c. bis unmittelbar vor der Geburt. Die Perinatalperiode wird vom Ende der 28.
Schwangerschaftswoche bis
zum 7. postnatalen Tag (nach der Geburt) gerechnet. In dieser
(kritischen und mit relativ hoher Morbidität / Mortalität behafteten)
Zeit werden die Organe auf die sich ändernden
Anforderungen während und nach der Geburt umgestellt. Anschließend
folgt die Postnatal- (bezieht sich auf das Neugeborene) bzw. Postpartalperiode (bezieht
sich auf die Mutter). Sie umfasst die ersten beiden Jahre nach der
Geburt, in denen sich die Mutter von der Schwangerschaft erholt
(Restitution verschiedener Körperreserven, z.B. Calcium, Eisen) und das
Kind elementare Fähigkeiten (Motorik, Sprachentwicklung) erlangt -
parallel mit insbesondere zerebralem Wachstum (der Mensch kommt
biologisch gesehen als Frühgeburt zur Welt, insbesondere bezogen auf
die Hirnentwicklung). (Eihaut, Glashaut) - eine dünne Glykoproteinhülle extrazellulärer Matrix
um den Oozyten (von diesem durch einen extrazellulären Spalt - den
Perivitellinraum - getrennt). Die zona pellucida regt einerseits die akrosomale
Reaktion der
Spermienköpfe an und beteiligt sich andererseits daran, dass nur ein Spermium in die Eizelle eindringen kann. Unter Kapazitation versteht man die eine endgültige Reifung der Spermien, die notwendig ist, um
befruchtungsfähig zu werden;
sie ermöglicht ihnen die Durchdringung der zona pellucida. Dieser
Vorgang erfolgt hauptsächlich im Ovidukt (Tube), er modifiziert die
Spermatozoen: Durch die Ovulation steigt im Eileiter die Bicarbonatkonzentration und
damit der pH-Wert an, worauf die Spermien ihre Defensinbeschichtung verlieren (in der Tube
vermitteln Defensine die Anhaftung der Spermien an Epithelzellen) und wieder mobil werden.
Cholesterin verschwindet aus der Membran der Spermien, ebenso Proteine
und Kohlenhydrate, welche Bindungsstellen an die Eizelle blockieren
könnten. Akrosomale Enzyme - wie die Protease Acrosin und Hyaluronidase
PH20 (sperm adhesion molecule 1, SPAM1) - sowie Rezeptoren für die Eizelle werden freigesetzt.
So kann das Spermium nicht nur die extrazelluläre Matrix der corona
radiata sowie die zona pellucida durchdringen, sondern auch die
Zellmembran der Eizelle perforieren.
Abbildung: Befruchtungssequenz
Die corona ratiata (gebildet aus der innersten Lage der um die Eizelle angeordneten Granulosazellen), die aus extrazellulärer Matrix bestehende zona
pellucida, die Zellmembran der Eizelle.
Abbildung) gebunden, die daher erst freigelegt werden muss, um wirksam werden zu können. Dazu bedarf es einer akrosomalen Reaktion: Als akrosomale Reaktion bezeichnet
man den Vorgang, der sich im Akrosom des Spermiums bei der Annäherung
an die Eizelle abspielt. Die akrosomale Reaktion beginnt schon, bevor das Spermium die zona pellucida erreicht hat - also am Weg durch die corona radiata, aufgebaut
durch Granulosazellen. Dabei
verschmelzen Teile der äußeren akrosomalen Membran mit der
darüberliegenden Zellmembran, spalten sich als kleine Vesikel ab und geben lytische Enzyme frei (akrosomale Exozytose). Das Akrosom
ist ein Vesikel, das sich aus dem Golgi-Apparat entwickelt und dem vorderen Pol des Kopfteils des Spermiums (dem Zellkern) aufgelagert ist (Akrosomenkappe). Seine Membranen (äußere und innere) umschließen die akrosomale Matrix, welche zur
Penetration des Ovum erforderliche
hydrolytische Enzyme enthält. Diese Enzyme werden im Zuge der
akrosomalen Reaktion freigesetzt, erleichtern einerseits die
Befruchtung, beteiligen sich andererseits an der Verhinderung einer
Mehrfachbefruchtung. 
Abbildung: Spermienkopf
(diese wurden im Zuge der akrosomalen Reaktion von der akrosomalen
Membran des Spermiums in seine Membran des Äquatorialsegments
verlagert) und JUNO
(in der Zellmembran der Eizelle). Das gesamte
Spermium dringt in die Eizelle ein, Flagellum und Mitochondrien zerfallen,
die DNA dekondensiert. Der Spermakopf bildet einen Vorkern.| Die Befruchtung findet meist im ampullären Teil der Tube statt |
| Aktivierung der Eizelle durch Ca++-Wellen Nach Carlson BM, Human Embryology and Developmental Biology, 7th ed. 2024 |
| 1. Zinkfreisetzung2. Freisetzung kortikaler Granula 3. Ende der Blockade der Metaphase II 4. Rekrutierung und Abbau mütterlicher mRNA 5. Entwicklung der Vorkerne 6. Steigerung der Zellatmung 7. Metabolische Aktivierung 8. Beginn der Genexpression des Embryo |
Abbildung). Der Inhalt spezieller (als kortikale Granula bezeichneter) Vesikel wird in den Perivitellinraum freigesetzt: Proteasen zur Spaltung perivitelliner Verankerungsproteine, Peroxidasen zur Härtung der zona pellucida (zona block - dieser ist innerhalb einer halben Stunde komplett ausgebildet), Glykosaminoglykane zur Ansammlung von Wasser und das "Abheben" der zona pellucida vom Oozyten. 
Abbildung: Schritte der Befruchtung
(mit 46 Chromosomen) ist entstanden und das chromosomale Geschlecht ist
festgelegt (männlich, wenn das Spermium ein Y-Chromosom beigestellt
hat). Innerhalb von vier Stunden nach der Fertilisierung wird das
väterliche Genom (der aus dem Spermium stammende Erbteil) intensiv demethlyiert;
die Demethylierung des mütterlichen Genoms (das aus der Eizelle)
erfolgt langsamer (bis zum Morulastadium des Embryos, zu diesem
Zeitpunkt ist die DNA maximal demethyliert). Die innere Zellmasse wird
anschließend remethyliert; die Remethylierung ist im späten
Blastozystenstadium abgeschlossen.| Imprägnation nennt man
das Eindringen der Spermienzelle in die Eizelle, Konjugation (Karyogamie, Fusion)
die
Verschmelzung des (jeweils haploiden) männlichen und weiblichen
Vorkerns zum (diploiden) Kern der (aus den beiden Gameten neu
entstandenen) Zygote. |
Abbildung). 
Abbildung: Transport von Eizelle / Zygote / Morula / Blastozyste in den Uterus) in die Uterusschleimhaut, welche dabei zahlreiche Peptide und Proteine bildet. Abbildung), die anschließend - mit dem Embryonalpol voraus - in das Endometrium einzuwandern beginnt.
Abbildung: Frühe Furchungsteilungen Abbildung). Die entstehenden Zellen nennt man Blastomere. Die Größe des Embryos verändert sich bei diesen sogenannten Furchungsteilungen (cleavage) nicht, stattdessen resultieren kleinere Zellen. Die zona pellucida umschließt die Zygote bzw. die
daraus durch Zellteilung entstehenden Blastomeren (Zellen, die durch
Furchung bzw. Abschnürung entstanden sind) nach wie vor. (Keimblase) aus (cavitation). Die Blastocoelflüssigkeit füllt den Hohlraum der (durch hydrostatischen Druck, der Zellkontakte aufbricht, entstandenen) Blastozyste aus.
Das Blastocoel
(primäre Leibeshöhle, cleavage cavity) bildet sich ab dem 32-Zellen-Stadium aus. In diesem Stadium hat der
Zellhaufen die Tuben passiert und die Uterushöhle erreicht. zunehmen. Abbildung unten).
Aus dem Hypoblast entstehen später das extra-embryonale Endoderm um den
primären Dottersack, aus dem Epiblast das Amnion und extraembryonale
Mesoderm, die Urkeimzellen (primordial germ cells) sowie die Keimblätter (germ layers) - embryonales Ektoderm, Mesoderm und Entoderm ( Abbildung). Mit anderen Worten, der Embryo entsteht ausschließlich aus Zellen des Epiblasten.
Abbildung: Was aus den drei Keimblättern entsteht Als
Implantation (Nidation) bezeichnet man die Einnistung der Blastozyste
in die Schleimhaut der Gebärmutter (Endometrium), beginnend 5-7 Tage
nach der Befruchtung der Eizelle oder im Mittel 21-22 Tage nach Beginn
der letzten Blutung (also etwa am Ende der 3. Gestationswoche). Die
Uterusschleimhaut wird unter der Wirkung von Progesteron in einen
Zustand versetzt, der die Implantation ermöglicht bzw. begünstigt. Abbildung), ist nach wenigen
Tagen abgeschlossen (Nidation im Schnitt zwischen 16. bis 19. Zyklustag) und geht mit einer Veränderung der oberflächlichen
Schleimhaut (Dezidualisierung)
einher. An der Implantation sind zahlreiche Faktoren
beteiligt, von denen viele auch andere Funktionen im Körper
übernehmen (Beispiel L-Selektin: Es knüpft die Blastozyste an Oligosaccharide der Uterusschleimhaut, ermöglicht aber auch Leukozyten den Austritt aus dem Blutkreislauf Richtung lymphatische Gewebe).
Abbildung: An der Implantation in die Gebärmutterschleimhaut beteiligte Faktoren
Chemokine s. dort hCG, Chorion-Gonadotropin Integrine s. dort Matrix-Metalloproteasen (s. dort) spalten Peptidbindungen in Proteinen. Sie können extrazelluläre Matrix abbauen (Gewebeumbau) Pinopodien
sind Fortsätze endometrialer Epithelzellen, die Flüssigkeit resorbieren
(Pinozytose) - das bringt die Blastozyste näher an das Epithel und
immobilisiert sie Plasminogenaktivator s. dort Selektine s. dort Trophinin ist ein Adhäsionsmolekül aus Trophoblastenzellen, das die Adhäsion der Blastozyste unterstützt
Abbildung). Die Dezidualisierung
ist eine Antwort der Gebärmutterschleimhaut auf die Implantation. Oberflächliche
Stromazellen des Endometriums lagern Glykogen ein und heißen nunmehr
Deziduazellen. Inseln solcher Zellen bilden als dichte Lage (zona compacta) eine Abdichtung um den Embryo
(Schlussleistensystem), der dessen weitere Migration verhindert, und
bilden Faktoren wie Inhibitoren von Metalloproteinasen (TIMPs: Tissue inhibitors of metalloproteinases), welche die Aktivität hydrolytischer Enzyme in der endometriellen Matrix abschwächen.
Synchronisation:
Für die Implantation steht nur ein relativ enges Zeitfenster zur
Verfügung, da sowohl die Uteruseschleimhaut als auch der Embryo
vorgegebene Entwicklungen durchlaufen, die zeitlich aufeinander
abgestimmt sein müssen, um eine erfolgreiche Nidation zu ermöglichen.
Die Anwesenheit eines Embryos führt zur Dezidualisierung des Endometriums.| Die Implantation der Blastozyste erfolgt meist an der Uterus-Hinterwand |
Um den Embryo herum bildet sich der Zytotrophoblast
(Langhans-Schicht) aus. Einige der einkernigen Zellen des Zytotrophoblasten wachsen in den Synzytiotrophoblasten vor und bilden primäre Chorionzotten (primary chorionic villi), zunächst gefäßlose Epithelausstülpungen. In diese wachsen mesenchymale Zellen ein, man spricht von sekundären Chorionzotten (secondary chorionic villi). 2-3 Wochen p.c. beginnen diese mesenchymalen Zellen Blutgefäße aufzubauen, man spricht von tertiären Chorionzotten (tertiary chorionic villi) (s. Abbildung unten). Synzytiotrophoblastenzellen bauen die
Plazenta auf. Der Synzytiotrophoblast entsteht durch die Fusion
von Trophoblastenzellen (Synzytium!) und ist daher multinukleär. Seine
fingerförmigen Fortsätze wachsen durch das Endothel zunächst kleiner
endometrialer Blutgefäße und dann auch der Spiralarterien in tieferen
Schichten des Uterus. Damit kommunizieren die Lakunen im Trophoblasten
direkt mit dem Blut der Mutter. 
Adhäsiv (Anhaftung an das Endometrium durch Cadherine / Integrine)Invasiv (interstitielle Implantation: Einwandern in das uterine Bindegewebe) Endokrin (Bildung von hCG, nach einigen Wochen auch von Steroiden, sowie von Enzymen und weiteren Hormonen)Immunologisch
(Schutz des Embryos: Das Synzytium verhält sich wie eine einzige Zelle,
indem es keine Spalten für das Einwandern mütterlicher Immunzellen
erlaubt und so Reaktionen gegen vom Vater stammende Gewebemerkmale
vorbeugt). Abbildung: Von der Auflösung der zona pellucida bis zur Invasion in die Gebärmutterschleimhaut Die Zeit von der
Ovulation bis zur Implantation heißt Progestationsphase; mit der erfolgreichen Implantation beginnt die Gestationsphase (Schwangerschaft). 
Als Embryogenese
bezeichnet man die Zeitspanne von der Bildung der Zygote bis zu dem
Zeitpunkt, an dem alle großen Organsysteme angelegt sind - das ist das
Ende der 8. Entwicklungswoche der Frucht bzw. das Ende der 10.
Gestationswoche. | Die Dauer einer Schwangerschaft wird in der Regel vom 1. Tag der letzten Monatsblutung aus gerechnet (Zusatz p.m. für "post menstruationem") - obwohl die Frau erst mit der Implantation schwanger ist. Man spricht von Schwangerschaftsdauer, Tragzeit oder Gestationsalter (gestational age). Dieses beträgt im Mittel 40 Schwangerschaftswochen (10 Lunarmonate) oder ~280 Tage. Für die Beurteilung der Entwicklung des Embryo / Fetus ist der Zeitpunkt der Ovulation / Konzeption relevant (Zusatz p.c. für "post conceptionem"). Dieser ist aber unsicher (meist liegt er 14-16 Tage nach dem 1. Tag der letzten Monatsblutung). Das Ovulationsalter zählt ab diesem Zeitpunkt; die Geburt erfolgt im Durchschnitt 38 Wochen (9,5 Lunarmonate) p.c. (264-268 Tage). Fehlt der Zusatz "p.c.", ist in der Regel das Schwangerschaftsalter p.m. gemeint. Spricht man z.B. von der 10. Schwangerschaftswoche (SSW, gestation week), ist der Embryo höchstwahrscheinlich 7-8 Wochen alt. |
Das
Ausbleiben einer Menstruationsblutung ist oft der erste Hinweis auf
eine Schwangerschaft. Die Woche nach dem "Ausfall" der Monatsblutung
(Woche 5 p.m.) fällt mit der dritten Woche p.c. zusammen. Ab diesem
Zeitpunkt sind ein Trophoblast und Dottersack (umbilical vesicle, yolk sac) im Ultraschallbild sichtbar; Übelkeit und Erbrechen können auftreten. Die Nidation kann eine Implantationsblutung
auslösen, die mit der Monatsblutung verwechselt werden kann (das
Auftreten einer Blutung beweist nicht das Ausbleiben einer
Schwangerschaft). HCG im Blutserum wird im Fall einer Schwangerschaft
bereits 6 Tage vor dem Ausbleiben der Monatsblutung nachweisbar. (hCG, human choriongonadotropin), das wie LH wirkt. | Schwangeschaftstests beruhen im Allgemeinen auf dem Nachweis von hCG im Harn |
erhöhte Lipolyse im Körper der Mutter, was mehr freie Fettsäuren verfügbar macht
sinkende periphere Insulinsensitivität mütterlicher Zellen - das
steigert den Glucosespiegel im Kreislauf der Mutter und damit die
Glucoseverfügbarkeit für den Fetus (vielleicht trägt dies zu
Schwangerschaftsdiabetes bei) die
Differenzierung laktogener
Alveolarzellen in der Brustdrüse zu präsekretorischem Epithel. So können diese Zellen bereits einige
Wochen präpartal etwas Kolostrum
bilden; diese hPL-Wirkung ähnelt der von Prolactin. Hohe Progesteronspiegel verhindern - bis knapp vor
der Geburt - die volle Ausdifferenzierung, sodass die Milchproduktion
erst mit der Geburt voll einsetzen kann. bildet - neben dem der Mutter und des
Fetus - eine eigene endokrine Einheit, sie sezerniert in
unterschiedlichen Zeitfolgen hCG, Progesteron, Östrogene, hPL und
andere Hormone. Im Verlauf der Plazentation (Entwicklung der Plazenta im Rahmen der Schwangerschaft) übernehmen Synzytiotrophoblasten neben den oben genannten Aufgaben (Adhäsion, Invasion, Hormonbildung) auch die Funktion der Phagozytose (histiotrophe Ernährung des Keims) und des bidirektionalen plazentaren Stofftransfers. 
Abbildung: Frühe Embryogenese
Die
Plazentation, d.h. die Ausbildung einer - zunächst den gesamten
Keimling umgebenden - Plazenta, beginnt vier Tage nach Abschluss der Implantation. Die Plazenta übernimmt
innerhalb von zwei Monaten zu einem immer größeren Anteil die Bildung der Geschlechtshormone
(Östrogene und Progesteron), deren Konzentration immer stärker zunimmt, vom corpus luteum graviditatis.
Der Gelbkörper stellt parallel dazu die Hormonproduktion zusehends ein. Abbildung: Tag 9). Aus dem Epiblast gehen drei Keimblätter hervor (Tag 12):
Das Ektoderm läßt die äußere Hautschicht, Nervensystem, Auge, Innenohr und Bindegewebe entstehen; aus dem Mesoderm bilden sich Herz, Teile des Kreislaufsystems, Knochen, Muskeln und Nieren; das Entoderm steht am Beginn der Entwicklung von Lungen, gastrointestinalem System und Blase.Signale (Botenstoffe: Hormon / Transmitter / Mediator),passende / aktivierbare Rezeptoren, Freigabe oder Inhibition intrazellulärer Signalkaskaden. Parakrine Faktoren: Signalstoffe diffundieren über kurze Strecken von "Sender" zu "Empfänger". Dazu zählen Wachstumsfaktoren (wie FGF),
sie vermitteln Interaktionen zwischen Epithelien und Mesenchym
(Induktion und Wachstum); Auswachsen der Extremitäten; Gefäßbildung;
Gliederung des ZNS u.a. Wirkungen von Faktoren der FGF-Familie sind
bekannt für mindetens 9 der 23 bekannten FGFs, z.B. Induktion der
frühen Leberanlage (FGF 1,
2, 8), Anregung der Keratinozytenbildung (FGF 1, 2), Induktion des
Haarwachstums (FGF 2), der Nierentubuli (FGF 2), der Ausbildung des
Innenohrs (FGF 3), der Zahnanlagen (FGF 8) etc. Mitglieder der TGFß-Familie,
sie beeinflussen u.a. die Synthese von Bausteinen der extrazellulären
Matrix (Kollagen, Proteoglykane, Integrinrezeptoren), induzieren die
Differenzierung verschiedener Zelltypen, bewirken die Rückbildung der
Müller-Gänge (Anti-Müller-Hormon). Zur TGFß-Familie gehören auch die knochenmorphogenetischen Proteine (BMPs,
15 verschiedene Proteine), die sich an der Entwicklung der meisten
embryonalen Strukturen beteiligen und oft eine inhibierende Wirkung
haben (sie müssen ihrerseits gehemmt werden, um bestimmte Vorgänge zu
ermöglichen, z.B. Entwicklungsschritte im ZNS).
Mitglieder der Hedgehog-Familie: Morphogenetisch aktive Proteine,
welche u.a. die Anlage des embryonalen Neuralrohrs und des
Verdauungssystems (zusammen mit anderen Faktoren wie FGF) steuern.
Mitglieder der WNT-Familie: Signalproteine, die sich an zahlreichen
Entwicklungsvorgängen beteiligen (Differenzierung des
Urogenitalsystems, Ausbildung von Gliedmaßen, Segmenten des
Körperstamms etc). Gap junctions (Nexus):
Über diese können kleine Signalmoleküle direkt von einer Zelle in eine
andere gelangen. Der Zustand von gap junctions (offen / geschlossen)
ist regulierbar. Extrazelluläre Matrix: Die Wanderung embryonaler Zellen orientiert sich an extrazellulären Wegmarken. So vermitteln
Integrinrezeptoren extrazelluläre Signale in die Zelle und steuern z.B.
die Formierung des Zytoskeletts (Form und Bewegung der Zelle). Interzelluläre Kontakte, z.B. über Adhäsionsmoleküle wie Cadherine, N-CAMs etc, regulieren eine Fülle verschiedener Differenzierungsschritte. Ein besonders gravierendes
Problem stellt - mit relativ hohen Fallzahlen - das fetale Alkoholsyndrom (FAS; auch: Alkoholembryopathie, Fetal alcohol spectrum disorders FASDs, zahlreiche weitere Bezeichnungen) dar. Alkohol gilt als Teratogen.
Zu den Symptomen gehören mangelndes Körperwachstum und Untergewicht,
reduzierter Kopfumfang, diverse Merkmale im Gesichtsbereich,
neurologische Funktionsstörungen. Abbildung):
Abbildung: Plazentarschranke Abbildung) ist für hydrophile Substanzen ab einem
Molekulargewicht von ~1 kD nur schwer passierbar (es sei denn, es gibt
eigene Transportmechanismen). Die meisten therapeutisch üblichen
Pharmaka haben ein geringeres Molekulargewicht und können so in den
fetalen Kreislauf übertreten. Auch via Verschlucken der
Amnionflüssigkeit gelangen Substanzen in den Organismus des Feten. Einfache Diffusion (z.B. von Atemgasen) Erleichterte Diffusion (z.B. Glucose über GLUT1) Aktiver Transport (z.B. Elektrolyte über ATPasen) Sekundär aktiver Transport (z.B. Aminosäuren über spezifische Transporter) Pinozytose / Transzytose (z.B. Eisen-Transferrin-Komplexe) Das Chorion (
s. auch dort) ist die äußere den Embryo umgebende (extraembryonale) Fetalmembran (die innere nennt man das Amnion ). Diese beiden bauen den Amnionsack auf, der den Fetus beschützt ( Abbildung). Weitere Fetalmembranen sind der Dottersack (Umbilikalvesikel),
der beim Menschen keinen Dotter enthält, sondern in der Frühphase Blut
bildet und einige hepatische Funktionen erfüllt, sowie die Allantois , ein weiteres sackförmiges Organ, aus dessen Blutgefäßen die Nabelschnurgefäße entstehen.
Abbildung: Embryo, Plazenta und Uterus mit 3, 5, 8 Wochen und 5 Monaten p.c. Das Amnion
ist die innerste, es enthält die
Amnionflüssigkeit (Fruchtwasser), die den Embryo mechanisch schützt und "schweben"
lässt. Der Dottersack enthält primäre Blutkörperchen. Er wird von Urkeimzellen bei ihrem Weg vom Epiblasten zur Genitalleiste durchwandert. Die Allantois
- die embryonale Harnblase - ist (beim Menschen) kein Harnspeicher,
sondern ein funktionsloses Überbleibsel. Aus ihren Blutgefäßen
entstehen Nabelschnurgefäße. Das Chorion
ist die am weitesten außen liegende extraembryonale Zellschicht, außen
bestehend aus Trophoblasten, innen aus Mesoderm. Es ist eine Quelle
uteruswirksamer Hormone, dient dem Atemgasaustausch und als fetale
Komponente der Plazenta. Das Chorion frondosum (lat. "belaubt") sind die Zotten der embryonalen Seite, das Chorion laeve
(lat. "glatt") liegt der Dezidua (capsularis) an und weist ab dem 4.
Monat kaum mehr Zotten auf (nicht-plazentarer Teil des Chorion)
Das Fruchtwasservolumen kann sonographisch semiquantitativ abgeschätzt werden. Dabei gibt es unterschiedliche Zugänge: Ultraschallbestimmung des sogenannten Fruchtwasserindex (amniotic fluid index AFI) an in vier Quadranten (Addition der Messwerte) oder Messung des größten Flüssigkeitsdepots (single deepest pocket SDP). Die Referenzbereiche sind abhängig von der Schwangerschaftsdauer. Niedrige
Werte (<500 ml: Oligohydramnion) können u.a. auf Flüssigkeitsverlust
infolge einer Membranruptur oder Dehydrierung
der Mutter zurückgehen, erhöhte Werte (>1500 ml: Polyhydramnion)
zeigt an, dass der Fetus (aus verschiedenen Gründen) zu wenig
Fruchtwasser aufnimmt.
Die Produktion
entfällt (nach Reifung der fetalen Nieren, um die 12. SSW) zu ~75% auf
die Nieren (Harn) und zu ~25% auf die Lunge (Pulmonalsekret). Die Resorption
läuft zu ~55% über den Gastrointestinaltrakt (verschlucktes
Amnionwasser), zu ~30% über das Amnion und zu ~15% über die Lunge
(Atembewegungen).
Die HPL-Werte im
Blut steigen stetig bis zur 37. Schwangerschaftswoche an. Die
HPL-Konzentration im Blut ist parallel zum Gewicht von Fetus und
Plazenta und daher von diagnostischem Wert.
Progesteron erhält die Frühschwangerschaft und wird vom Fetus für dessen Cortisolproduktion benötigt. Ausgangspunkt für die plazentare Progesteronproduktion
ist hauptsächlich LDL-Cholesterin aus dem Blut der Mutter. Neusynthese
aus Acetat sowie fetales Pregnenolon spielen eine untergeordnete Rolle.
 Etwa einhundert Spermien eines Ejakulats erreichen die Tubenampulle -
unterstützt durch Kontraktionen von Zervix, Uterus und Tuben sowie chemotaktische
Anziehung durch Follikelflüssigkeit
Beta-Defensin auf den Spermien erleichtert den Spermien
die Passage durch den Zervixschleim (beide tragen negative
Ladungen). Immunreaktionen gegen väterlich codiertes HMC bleiben aus
("Immunprivileg"). pH-Anstieg und Absinken des Glucosegehalts legen
Oberflächenmerkmale der Spermien (Hyaluronidase,
Rezeptoren) frei. Bei Kontakt mit einer Eizelle schalten sie auf
endgültige Reifung (Kapazitation) um, verlieren die Defensinbeschichtung, werden wieder
mobil und bilden Oberflächenmerkmale wie Hyaluronidase und Eizellrezeptoren. Ca++-Einstrom triggert akrosomale Reaktion und Beweglichkeit Die Befruchtung findet meist im ampullären Teil der Tube statt. Imprägnation ist das Eindringen der Spermienzelle in die Eizelle. Nach Durchdringen
von Eihügelmatrix, zona pellucida (aufgebaut aus
Zona-pellucida-Glykoproteinen ZP 1-4) und Oolemm zerfallen Flagellum und Mitochondrien, die
2. Reifeteilung wird abgeschlossen und DNA dekondensiert; der Vorkern verschmilzt mit dem Kern der Eizelle (Fusion, Konjugation). Ergebnis ist eine Zygote (mit 46 Chromosomen), das chromosomale
Geschlecht ist festgelegt Spermienspezifische Phospholipase C (PLCζ) stimuliert den Stoffwechsel der Eizelle durch Öffnung von Ca++-Kanälen,
die Embryonalentwicklung beginnt. Kortikale Vesikel entleeren ihren
Inhalt in den Perivitellinraum, die zona pellucida wird dadurch für
Spermien unpassierbar (Verhinderung einer Polyspermie). Die Zeit von
der Ovulation bis zur Implantation heißt
Progestationsphase; mit der erfolgreichen Implantation beginnt die
Gestationsphase (Schwangerschaft) Implantation (Nidation) ist
die Einnistung der Blastozyste in das - durch verringerte
Muzinsekretion und vermehrte Expression von Adhäsionsmolekülen
vorbereitete - Endometrium (Ende 3. / Anfang 4. Gestationswoche) -
meist an der Uterus-Hinterwand.
Sie besteht aus Apposition, Adhäsion und Invasion, ist nach wenigen Tagen abgeschlossen und geht mit Dezidualisierung einher. Pinopodien resorbieren Flüssigkeit und fixieren die Blastozyste.
Matrix-Metalloporoteinasen und Plasminogenaktivator ermöglichen tiefere
Invasion in das
Endometrium. Synzytiotrophoblasten bilden hCG, nach einigen Wochen auch
Steroide, Enzyme und weitere Hormone. Schwangeschaftstests beruhen auf
dem Nachweis von hCG im Harn. Embryogenese erstreckt sich von der Bildung der Zygote
bis zur Anlage aller großen Organsysteme (Ende SSW 10). In den
ersten drei Monaten ernährt sich der Embryo histotroph, später
hämatotroph
Amnionflüssigkeit wird von der Fruchtblase gebildet. Sie schützt den
Feten und dient als Ausscheidungsroute fetaler Stoffwechselprodukte;
sie wird mindestens einmal pro Tag erneuert, ihr Volumen beträgt zum
Termin 500-1500 ml. Produziert wird sie durch fetale Nieren (~75%) und
Lunge (~25%), resorbiert von Gastrointestinaltrakt (~55%), Lunge (~15%)
sowie Amnion (~30%)
Für die Ausreifung braucht die Brust Östrogene (Ausführungsgänge),
Progesteron (Alveolen), HPL (Vorbereitung zur Milchsynthese) und
Prolaktin (Milchbildung), weiters STH, Schilddrüsenhormone und
CCortisol. HPL im Blut steigt bis SSW 37 parallel zum Gewicht von Fetus
und Plazenta
Der Fetus benötigt Progesteron für die Kortisolproduktion. Cortisol
unterstützt die Reifung der Lunge und verhindert vorzeitiges Auftreten
der Wehen: Es hyperpolarisiert das Myometrium und macht es unempfindlich gegenüber Oxytozin |
Die Informationen in dieser Website basieren auf verschiedenen Quellen:
Lehrbüchern, Reviews, Originalarbeiten u.a. Sie
sollen zur Auseinandersetzung mit physiologischen Fragen, Problemen und
Erkenntnissen anregen. Soferne Referenzbereiche angegeben sind, dienen diese zur Orientierung; die Grenzen sind aus biologischen, messmethodischen und statistischen Gründen nicht absolut. Wissenschaft fragt, vermutet und interpretiert; sie ist offen, dynamisch und evolutiv. Sie strebt nach Erkenntnis, erhebt aber nicht den Anspruch, im Besitz der "Wahrheit" zu sein.
