Befruchtung und Entwicklung des Embryos

VonRaul Artal-Mittelmark, MD, Saint Louis University School of Medicine
Überprüft/überarbeitet Juli 2024
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    Zur Befruchtung (Konzeption) wandern die Spermatozoen (männliche haploide Gameten) durch den Gebärmutterhalskanal, die Gebärmutterhöhle und in die Eileiter. Im Ovar entwickeln sich Follikel, und während der Ovulation setzt der dominante Follikel eine Eizelle frei (weibliche haploide Gamete). Die Eizelle tritt durch das gefranste Ende in den Eileiter ein, wandert durch den Eileiter und gelangt dann in die Gebärmutterhöhle. Die Eizelle wird zu einer befruchteten Eizelle, wenn eine Samenzelle in die äußeren Schichten der Eizelle eindringt. Die Befruchtung findet normalerweise statt, während sich die Eizelle im Eileiter befindet.

    Weibliche und männliche Gametogenese

    Die Gametogenese ist der Prozess der Entwicklung von primordialen Keimzellen zu reifen Geschlechtszellen: Oogenese bei der Frau und Spermatogenese beim Mann. Sowohl bei Frauen als auch bei Männern beginnt sie mit diploiden Keimzellen, die dann Mitose, Meiose und Zytodifferenzierung zu haploiden Gameten durchlaufen.

    In der Regel befruchtet ein Spermium eine Eizelle. Es können jedoch auch zwei Eizellen freigesetzt werden, die dann von zwei Spermien befruchtet werden, was zu einer dizygotischen (zweieiigen) Zwillingsschwangerschaft führt. Mehrlingsschwangerschaften höherer Ordnung (z. B. Drillinge, Vierlinge) können auftreten, wenn mehr als zwei Eizellen freigesetzt und befruchtet werden, was jedoch selten ist. Es können auch mehr als ein Spermium in eine Eizelle eindringen, was jedoch zu einer anomalen Zygote führt.

    Bei einer Frau mit 28-tägigem Menstruationszyklus tritt die Ovulation etwa 14 Tage nach dem ersten Tag einer Menstruationsperiode auf. Bei der Ovulation wird der Zervixschleim weniger viskos, was eine schnelle Bewegung der Spermien zur Eizelle erleichtert. Spermien können im Fortpflanzungstrakt noch ca. 3 Tage nach dem Geschlechtsverkehr am Leben bleiben.

    Die befruchtete Eizelle (Zygote) ist diploid. Sie teilt sich wiederholt, während sie zur Implantationsstelle im Endometrium wandert (in der Regel in der Nähe des Fundus oder der hinteren Wand des Uterus). Zum Zeitpunkt der Implantation hat sich die Zygote zu einer Blastozyste entwickelt, einer Zellschicht um einen Hohlraum herum. Abgesehen vom Bereich des embryonalen Pols, der 3–4 Zellschichten dick ist, besteht die Blastozystenwand aus einer Zellreihe. Etwa 6 Tage nach der Befruchtung wird die Blastozyste in die Gebärmutterschleimhaut implantiert; der embryonale Pol, der sich zum Embryo entwickelt, ist der erste Punkt der Implantation.

    Amnionhöhle und Plazenta

    Innerhalb von 1-2 Tagen nach Beginn der Implantation entwickelt sich um die Blastozyste herum eine Lage von Zellen (Trophoblastzellen). Der Vorläufer der villösen Trophoblastenzelle, die Stammzelle der Plazenta, entwickelt sich zu 2 Zelllinien:

    • Nichtproliferativer extravillöser Trophoblast: Diese Zellen dringen in das Endometrium ein, erleichtern die Implantation und Verankerung der Plazenta.

    • Synzytiotrophoblast: Diese Zellen produzieren Choriongonadotropin ab dem 10. Tag und etwas später andere trophische Hormone.

    Aus dem Trophoblasten entwickelt sich eine innere (Amnion) und eine äußere Membranlage (Chorion); diese Membranen bilden die Eihäute, die das Schwangerschaftsprodukt (ein Begriff, der alles aus der Zygote Entstandene in jeglicher Entwicklungsphase bezeichnet—siehe Abbildung Plazenta und Embryo in der ca. 11 4/7 Schwangerschaftswoche). Wenn sich der Fruchtsack gebildet und der Hohlraum der Blastozyste (nach ca. 10 Tagen) geschlossen hat, wird das Schwangerschaftsprodukt als Embryo bezeichnet. Die Amnionhöhle füllt sich mit Flüssigkeit und weitet sich mit dem wachsenden Embryo aus, wobei sie etwa in der 12. Woche nach der Befruchtung das Cavum uteri ausfüllt; danach ist die Amnionhöhle der einzige im Uterus verbleibende Hohlraum.

    Plazenta und Embryo in der ca. 11 4/7 Schwangerschaftswoche

    Der Embryo misst 4,2 cm.

    Trophoblastzellen entwickeln sich zu den Zellen, die die Plazenta bilden. Der extravillöse Trophoblast bilden die Zotten, die in den Uterus eindringen. Der Synzytiotrophoblast bedeckt die Zotten. Der Synzytiotrophoblast synthetisiert trophische Hormone und sorgt für den arteriellen und venösen Austausch zwischen dem Blutkreislauf des Konzeptus und dem der Mutter.

    Die Plazenta ist in der 18.–20. Woche ausstrukturiert, wächst aber noch weiter bis zu einem Gewicht am Termin von ca. 500 g.

    Embryo

    Etwa am 10. Tag nach der Befruchtung, haben sich im Embryo normalerweise drei Keimblätter (Ektoderm, Mesoderm, Endoderm) differenziert. Dann beginnt sich der Primitivstreifen, aus dem das Neuralrohr entsteht, zu entwickeln.

    Um den 16. Tag verdickt sich der kopfwärts gerichtete Anteil des Mesoderms, indem er einen zentralen Kanal bildet, aus dem das Herz und die großen Gefäße entstehen. Um den 20. Tag beginnt das Herz Plasma zu pumpen, und am folgenden Tag erscheinen fetale Erythrozyten, die unreif sind und einen Kern besitzen. Fetale Erythrozyten werden bald durch reife Erythrozyten ersetzt, und überall im Embryo entstehen Blutgefäße. Schließlich entwickeln sich Nabelarterie und Nabelvene, die die embryonalen Blutgefäße mit der Plazenta verbinden.

    Die meisten Organe bilden sich zwischen dem 21. und 57. Tag nach der Befruchtung (5.–10. Gestationswoche) aus; das zentrale Nervensystem (ZNS) entwickelt sich jedoch während des ganzen Schwangerschaftsverlaufs weiter. Die Anfälligkeit für Fehlbildungen durch teratogene Einflüsse ist während der Entstehung der Organe am größten.