Der menschliche Körper: Fortpflanzungssystem
Die äußeren Geschlechtsorgane des Mannes bestehen aus dem Penis und dem Hodensack. Der Penis dient als Organ für die sexuelle Fortpflanzung und die Ausscheidung von Urin. Der Hodensack beherbergt die Hoden und Nebenhoden und reguliert die Temperatur, um die Spermatogenese zu unterstützen.
Zu den inneren Geschlechtsorganen des Mannes gehören die Hoden, Nebenhoden, Samenleiter, Samenleiterampulle, Samenblase, Vorsteherdrüse (Prostata) und Bulbourethraldrüse. Die Hoden sind die männlichen Keimdrüsen, die Sperma und das männliche Geschlechtshormon Testosteron produzieren. Der Nebenhoden dient als Speicher und Reifungsort für die Spermien. Der Samenleiter ist ein muskulöser Gang, der die Spermien aus dem Nebenhoden in den Spritzkanal transportiert. Die Samenleiterampulle ist der erweiterte Endabschnitt des Samenleiters. Die Samenblase produziert ein Sekret, das Teil der Samenflüssigkeit ist. Die Prostata umschließt die Harnröhre und produziert das Prostatasekret, das die Beweglichkeit und Lebensfähigkeit der Spermien fördert. Die Bulbourethraldrüse produziert ein klares Sekret, das als Präejakulat die Harnröhre spült und schmiert.
Die paarig angelegten Hoden sind die männlichen Keimdrüsen (Gonaden). Sie liegen mit den aufsitzenden Nebenhoden im Hodensack. In den Hoden wird Sperma und das männliche Geschlechtshormon Testosteron produziert. Der Nebenhoden dient als Samenspeicher und ist der Ort, an dem die Samenzellen zu Spermien reifen.
Der Samenleiter ist ein geschlängelter, im entfalteten Zustand ca. 50 cm langer muskulärer Gang mit einem kleinen sternförmigen Lumen und einer dicken dreischichtigen Wand. Durch peristaltische Bewegungen werden die Spermien aus dem Nebenhodengang in den Spritzkanal transportiert. In die Wand des Endabschnitts des Samenleiters sind Drüsenpakete eingelagert, die beim Menschen auch zu einer äußerlich sichtbaren Auftreibung des Samenleiters führen, die als Samenleiterampulle bezeichnet wird.
Die Samenblase ist eine etwa 5 cm lange, längsovale Drüse von geknäueltem Aufbau. Ihr Ausführungsgang verbindet sich mit dem Samenleiter zum Spritzkanal, der dann in die Harnröhre mündet.
Die Prostata ist eine exokrine Drüse unterhalb der Harnblase, welche die männliche Harnröhre umschließt. Sie gehört zu den akzessorischen Geschlechtsdrüsen und produziert das Prostatasekret, das etwa 30 % des Ejakulates ausmacht. Das Sekret der Prostata erhöht die Überlebenschancen der Spermien in der sauren Umgebung der Vagina und enthält ein biogenes Amin zur Zellproliferation. Außerdem wird aus den Epithelzellen der Prostata das prostataspezifische Antigen (PSA) freigesetzt, welches das Ejakulat durch Spaltung bestimmter Eiweiße dünnflüssiger macht.
Die Bulbourethraldrüse ist eine etwa erbsengroße Drüse, die bei sexueller Erregung ein klares, visköses Sekret produziert, das als Präejakulat (“Lusttropfen”) bezeichnet wird. Es dient der Befeuchtung und Spülung der Harnröhre vor dem Eintreffen des eigentlichen Ejakulats und erhöht zusätzlich die Gleitfähigkeit.
Das Spermium ist die motile männliche Keimzelle, die der Befruchtung der weiblichen Eizelle und damit der Fortpflanzung dient. Spermien sind der wichtigste Bestandteil des Spermas. Sie sind fadenförmige Zellen mit einer Länge von 0,05 mm und setzen sich aus mehreren charakteristischen Abschnitten zusammen:
- Kopfteil: Enthält einen haploiden Chromosomensatz mit rund 2.800 verschiedenen mRNA-Molekülen. Auf seinem vorderen Pol sitzt das kappenförmige Akrosom, das Enzyme enthält, mit denen das Spermium die Membran der Eizelle durchdringen kann (Akrosom-Reaktion).
- Mittelstück: Zeigt als wichtigstes Strukturelement ringförmig angeordnete Mitochondrien, die Energie in Form von ATP-Molekülen für die Fortbewegung liefern.
- Schwanz: Bildet den Abschluss des Spermiums und besteht aus einer beweglichen Geißel mit längsverlaufendem Fibrillensystem, die der Fortbewegung dient.
Die Spermatogenese ist die Bildung von Spermien, also männlichen Keimzellen. Bereits pränatal und während der Pubertät bilden sich Spermatogonien aus den Stammzellen im Hoden. Während der Pubertät können Spermatogonien zu Spermatozyten 1. Ordnung differenzieren. Nach der 1. Reifeteilung der Meiose entstehen aus einem Spermatozyt 1. Ordnung zwei Spermatozyten 2. Ordnung. Die Spermatogenese kann in drei Stufen gegliedert werden: Vermehrung durch Mitose, Reifung durch Meiose und Differenzierung (Spermiogenese). Der Vorgang dauert etwa 64 Tage.
Die äußeren Geschlechtsorgane der Frau werden als Scham oder Vulva bezeichnet. Zur Vulva gehören der Schamhügel, die äußeren und inneren Schamlippen, die Klitoris, der Scheidenvorhof, die Harnröhrenöffnung und der Scheideneingang. Diese Strukturen schützen die inneren Geschlechtsorgane und sind an der sexuellen Stimulation beteiligt.
Zu den inneren Geschlechtsorganen der Frau gehören die Scheide (Vagina), die Gebärmutter (Uterus), die Eileiter (Tuba uterina), die Eierstöcke (Ovarien), die Bartholinischen Drüsen, die kleinen Vorhofsdrüsen und die Paraurethraldrüsen. Die Vagina ist ein Muskelschlauch, der den Penis während des Geschlechtsverkehrs aufnimmt und als Geburtskanal dient. Die Gebärmutter ist der Ort, an dem sich die befruchtete Eizelle einnistet und der Fetus heranreift. Die Eileiter transportieren die Eizellen von den Eierstöcken zur Gebärmutter. In den Eierstöcken werden Eizellen gebildet und weibliche Sexualhormone produziert. Die Bartholinischen Drüsen und die kleinen Vorhofsdrüsen produzieren Sekrete, die die Vagina befeuchten. Die Paraurethraldrüsen entsprechen der Prostata des Mannes und produzieren ein Sekret, das möglicherweise an der weiblichen Ejakulation beteiligt ist.
Als Vulva bezeichnet man die äußeren, primären Geschlechtsorgane der Frau. Zur Vulva zählen folgende anatomische Strukturen: Schamhügel, äußere Schamlippen, innere Schamlippen, Klitoris, Scheidenvorhof, Harnröhrenöffnung und Scheideneingang. Bei Jungfrauen ist das Jungfernhäutchen (Hymen) ein zusätzliches Element der Vulva.
Die Vagina ist ein etwa 8-12 cm langer Muskelschlauch aus glatter Muskulatur, der zu den inneren weiblichen Geschlechtsorganen zählt. Im ungedehnten Zustand ist sie abgeflacht und das Lumen geschlossen. Döderlein-Stäbchen sind nach der Pubertät physiologischerweise in der Vaginalschleimhaut angesiedelte Bakterien, die Milchsäure produzieren und somit für das saure Scheidenmilieu verantwortlich sind.
Der Uterus ist das weibliche Geschlechtsorgan, in dem befruchtete Eizellen vor der Geburt zu einem Embryo und Fetus heranreifen. Die Gebärmutter ist vor der Pubertät relativ klein, wächst danach auf eine Größe von etwa 5-10 cm und dehnt sich während der Schwangerschaft stark aus. Nach der Entbindung kontrahiert sich die Muskulatur des Uterus, was zu einer raschen Verkleinerung führt. Nach der Menopause wird der Uterus nochmals kleiner. Der Uterus stellt den Raum für die Entwicklung des Embryos und Fetus bereit. Die Gebärmutterschleimhaut wird im monatlichen Zyklus hormonell gesteuert aufgebaut und abgestoßen, was zur Menstruation führt, falls keine Befruchtung erfolgt.
Der Uterus ist histologisch aus mehreren Schichten aufgebaut:
- Perimetrium: Der Organteil des Uterus, der in die Bauchhöhle ragt und von Bauchfell umgeben ist.
- Myometrium: Muskelschicht aus glatter Muskulatur, die während der Geburt kontrahiert.
- Endometrium: Nidations- oder Drüsenschleimhaut, bestehend aus den Schichten Stratum functionale und Stratum basale. Während der Menstruation wird das Stratum functionale abgestoßen, während das Stratum basale erhalten bleibt.
Die Tuba uterina, auch Eileiter genannt, ist ein paarig angelegtes, schlauchförmiges, muskuläres Hohlorgan im kleinen Becken, das den Transport der Eizellen vom Ovar zum Uterus ermöglicht. Der Zilienschlag des Epithels der Schleimhaut transportiert das Ei durch den Eileiter in Richtung Uterushöhle. Die spiralförmig angelegte Muskulatur unterstützt diesen Transport durch Kontraktionen. Der Transport des Eis durch die Tube dauert ca. 3-5 Tage, während die Eizelle nur 6-12 Stunden befruchtbar ist.
In den Ovarien werden Eizellen ausgebildet, die während der Geschlechtsreife monatlich ausgestoßen werden (Ovulation). Eine weitere wichtige Aufgabe der Ovarien ist die Produktion und Sekretion von weiblichen Sexualhormonen. Die Ovarien sind paarige Organe.
Die Vorhofdrüsen sind kleine akzessorische Geschlechtsdrüsen der Frau im Bereich des Scheidenvorhofs. Das muköse Sekret der Vorhofdrüse dient der Lubrifikation (Befeuchtung) des Scheidenvorhofs.
Die Paraurethraldrüsen entsprechen entwicklungsgeschichtlich der Prostata des Mannes und werden deshalb auch als Prostata feminina bezeichnet. Das Sekret dieser Drüsen ähnelt in der Zusammensetzung dem Enzymmuster der Prostata und wird von manchen Autoren als Quelle der weiblichen Ejakulation angesehen.
Pränatale Entwicklung
Die pränatale Entwicklung beginnt im 2. Schwangerschaftsmonat durch Differenzierung der Urkeimzellen in der Gonadenleiste zu unipotenten Vorläuferzellen der Eizellen. Diese treten zunächst in eine Proliferationsphase ein, in der sie sich durch mitotische Zellteilung klonal vermehren. Mit Abschluss der Genitaldifferenzierung in der 12. Schwangerschaftswoche beginnt die weitere Differenzierung der Oogonien durch Eintritt in die Reifeteilung der Meiose. Mit Abschluss der Prophase I wird die Zelle innerhalb der Meiose arretiert und als primäre Oozyte bezeichnet.
Postpartale Entwicklung
Das Arreststadium (Diktyotän) der Eizelle überdauert viele Jahre. Während der Follikelreifung, die sich innerhalb der Zeitspanne der Pubertät bis zur Menopause zyklisch wiederholt, reifen die Oozyten der dominanten Follikel (Graaf-Follikel) weiter. Die restlichen Eizellen gehen im Rahmen der Follikelatresie zugrunde.
Differenzierung der Oozyte
Die postpartale Differenzierung beginnt mit der Wiederaufnahme der 1. Reifeteilung unter dem Einfluss von Hormonen. Aus der primären Oozyte geht unter Abschnürung des Polkörperchens die sekundäre Oozyte hervor. Diese tritt während der Ovulation in die 2. Reifeteilung der Meiose ein und wird in der Metaphase II arretiert. Erst bei Penetration der Eizelle durch ein Spermium wird der Metaphasearrest aufgehoben und die Reifeteilung durch die Abschnürung eines weiteren Polkörperchens vollendet.
Histologie
Die menschliche Eizelle ist mit einem Durchmesser von 0,11-0,14 mm relativ klein. Außen ist sie von einer Hüllschicht, der äußeren Eihülle, umgeben. Den Raum zwischen der Zellmembran der Eizelle und der Eihülle bezeichnet man als Perivitellin-Raum. Die innere Zellsubstanz der Eizelle, das Ooplasma, enthält den Zellkern mit der haploiden DNA der Mutter. In das Ooplasma sind fett- und albuminhaltige Vesikel eingelagert, die der Ernährung der Eizelle in den ersten Embryonalstadien dienen.
Physiologie
Eizellen werden im Rahmen des weiblichen Zyklus durch die Ovulation aus den Ovarien freigesetzt. Dieser Vorgang wird durch Hormone gesteuert und als ovarieller Zyklus bezeichnet. Die Follikelreifung umfasst die Entwicklung der Ovarialfollikel, aus denen die Eizelle in die Tuba uterina abgegeben wird.
Entwicklung eines Follikels im Eierstock
Der Menstruationszyklus dauert bei den meisten Frauen 28 Tage und umfasst die Phasen Menstruation, Follikelreifung, Eisprung, Gelbkörperbildung und entweder Menstruation oder Gravidität.
Proliferationsphase (5. bis 14. Zyklustag)
Während der Proliferationsphase bewirkt das in der Hypophyse gebildete Hormon FSH (Follikelstimulierendes Hormon) die Reifung eines Follikels und der in ihm enthaltenen Eizelle im Ovar. Gleichzeitig regeneriert sich unter dem Einfluss von Östrogen die Gebärmutterschleimhaut. Zwischen dem 12. und dem 14. Zyklustag wird der Eisprung durch einen Abfall des Östrogenspiegels und einen Anstieg der Hormone FSH und LH ausgelöst. Findet innerhalb von 24 Stunden keine Befruchtung statt, stirbt die Eizelle ab.
Sekretionsphase (15. bis 24. Zyklustag)
An die Proliferationsphase schließt sich die Sekretionsphase an. Aus der ehemaligen Hülle der Eizelle entsteht der Gelbkörper (Corpus luteum), der unter dem Einfluss von LH das Gestagen Progesteron produziert. Progesteron führt zur weiteren Verdickung der Gebärmutterschleimhaut, indem die Drüsen der Gebärmutterschleimhaut stark wachsen und eine korkenzieherartige Form annehmen.
Ischämische Phase (ab dem 25. Zyklustag)
Ist die Eizelle nicht befruchtet worden, kommt es zu einer Rückbildung des Gelbkörpers, was zu einem Mangel an Progesteron führt. Dadurch bildet sich die Gebärmutterschleimhaut zurück. Kontraktionen im Myometrium und Verengungen der Gefäße führen zu einer mangelnden Durchblutung der Gebärmutterschleimhaut.
Desquamationsphase (1. bis 4. Zyklustag)
In der Desquamationsphase wird die funktionelle Zone der Gebärmutterschleimhaut enzymatisch abgebaut und mit etwa 50 ml Blut durch Kontraktionen des Myometriums abgestoßen. Ausgelöst wird die Menstruation durch den Mangel an Progesteron. Zurück bleibt eine Wundfläche, aus der sich in der folgenden Proliferationsphase die Schleimhaut regeneriert.
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