Grundlagen der Frühentwicklung des Menschen

Die Grundlagen der Frühentwicklung des Menschen befassen sich im Rahmen des MedAT mit dem Basiswissen zur Embryologie des Menschen. Insbesondere sind die Themen Befruchtung, Einnistung, Keimblätter sowie Stadien der fetalen Entwicklung gern gefragte Themen beim Aufnahmetest.

Als Befruchtung bezeichnet man die Verschmelzung von männlicher und weiblicher Keimzelle, also von Spermium und Eizelle. Die daraus entstehende Zelle nennt man Zygote.

Wie funktioniert die Befruchtung?

An erster Stelle steht der Geschlechtsverkehr zwischen Mann und Frau. Bestenfalls befinden sich anschließende Spermien innerhalb der Vagina – das Sperma ist leicht alkalisch. Damit es zu einer Befruchtung kommt, muss die Eizelle zu diesem Zeitpunkt kurz vor dem Eisprung sein.

Die Eizelle bewegt sich über den Eileiter vom Eierstock zur Gebärmutter. Ziel der Spermien ist es, die Eizelle im Eileiter anzutreffen und sie dort zu penetrieren. Temperaturunterschiede und Lockstoffe, sowie Kontraktionen im Eileiter, die Spermien regelrecht „ansaugen“, gelten als Wegweiser.

Der Ort der Befruchtung ist der Eileiter. Wichtig zu wissen ist: Spermien leben in der Frau drei Tage – eine Eizelle braucht 24 Stunden vom Eierstock bis zur Gebärmutter.

Die Verschmelzung der Spermienzelle mit der Eizelle findet folgendermaßen statt:

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Danach ist die Befruchtung abgeschlossen. Es entsteht die diploide Zygote. Sie wandert durch den Eileiter.

Die Zeit zwischen Befruchtung und Einnistung nennt man Präimplantationsperiode. In dieser Periode können sich die aus der Zygote entstehenden, mit der Zeit unterschiedlich potenten Zellen verschiedenartig differenzieren:

• Totipotente Zellen

• Pluripotente Zellen

Die Potenz einer Zelle spiegelt ihren Differenzierungsgrad wider. Eine totipotente Zelle ist noch nicht differenziert und könnte theoretisch zu einer Zelle im Körper des Embryos werden, aber z. B. auch zu einer Zelle des Dottersacks.

Eine pluripotente Zelle hat sich schon entschieden, welchen dieser beiden Wege sie einschlagen möchte, könnte aber später etwa zu einer Muskelzelle oder zu einer Nervenzelle differenzieren.

Die Zellen im Körper eines Erwachsenen sind zum Großteil unipotent, sprich sie sind schon ausdifferenziert und können sich nur mehr in Zellen der gleichen Art teilen.

Die Stammzellen in unserem Knochenmark sind hingegen multipotent, also noch nicht gänzlich differenziert und können im Laufe ihrer Entwicklung noch mehrere verschiedene Bahnen einschlagen, allerdings nicht alle so wie eine omnipotente Zelle im Embryo. 

Einnistung

Als Einnistung bezeichnet man das Hineinwandern der befruchteten Eizelle in die Gebärmutterschleimhaut.

Vor der Einnistung durchläuft die Zygote die Präimplantationsperiode: 

Die Zygote vermehrt sich zunächst durch Furchungen zu verschiedenen Mehrzellstadien. Ab dem dritten Tag wird sie zu Morula, am vierten Tag zur frühen Blastozyste, am 5. – 6. Tag zur späten Blastozyste und ca. am siebten Tag differenziert sie sich in Embryo- und Trophoblast. Am 6. Tag nach der Befruchtung findet die Implantation, also die Einnistung, statt. Die gesamte Nidation (=Implantation) dauert vom 6. Tag bis zum 10. Tag p. c. an.

Die späte Blastozyste nähert sich mit ihrem Embryonalpol an die Uterusschleimhaut und lagert sich dieser an. Durch den Kontakt ändern sich die Zellen der Blastozyste und sie verschmilzt mit der Gebärmutterschleimhaut. Danach lysieren Teile der Blastozyste in der Umgebung liegende Gefäße und bilden Blutlakunen.

Die Implantation ist abgeschlossen, wenn die Blastozyste sich vollständig in der Gebärmutterschleimhaut befindet, also am 10. Tag.

Keimblätter sind die erste Differenzierung des Embryoblasten in verschiedene Zellschichten aus denen sich anschließend unterschiedliche Strukturen, Gewebe und Organe bilden.

Die Entwicklung der Keimblätter beginnt bei der Implantation: es entsteht die zweiblättrige Keimscheibe mit Epiblast und Hypoblast.

Der Epiblast wird zum Ektoderm. Durch das Einwandern von Zellen im Rahmen der Gastrulation wird unterhalb des Ektoderms das Mesoderm gebildet und wieder darunter das Entoderm.

Das Ektoderm ist die äußere Keimscheibe. Daraus entsteht im Laufe der embryonalen Entwicklung das Nervensystem mit den Sinnesorganen, inklusive der Haut.

Das Mesoderm ist die mittlere Keimscheibe, die später zu Bindegewebe, Muskulatur und Knochen differenziert und das Herz-Kreislaufsystem sowie den Urogenitaltrakt bildet.

Die innere Keimscheibe heißt Entoderm und wird zu Atmungs- und Verdauungssystem.

* SSL ist die Abkürzung für Scheitel-Steiß-Länge und sie wird vor allem in der frühen Schwangerschaft bei Ultraschalluntersuchungen gemessen, um die Entwicklung des Embryos zu untersuchen. 

Die Plazenta ist ein im Rahmen der Embryonalentwicklung in der Gebärmutter auftretendes Organ. Hier fließen Blutgefäße der Mutter und Blutgefäße des Fetus ganz nah aneinander vorbei, sodass es per Diffusion zum Austausch von Gasen, Nährstoffen und Antikörpern kommen kann. Dadurch wird der Fetus mit Sauerstoff versorgt und ernährt, während Abfallstoffe über den Kreislauf der Mutter abtransportiert werden können. Außerdem produziert die Plazenta Hormone, die für den Erhalt und Fortschritt der Schwangerschaft bedeutend sind.

Eigenschaften der Plazenta: 

• tellerförmig bis oval
• 20 cm Durchmesser
• 2 cm Dicke
• wiegt 500 Gramm
• durch Nabelschnur mit Fetus verbunden

Wichtige Funktionen der Plazenta sind:

• Produktion von HCG, Progesteron, Östrogen, humanes
  Plazentalaktogen, humanes Chorionthyreotropin
• Gefäßversorgung des Embryos
• Transfusion von IgG Antikörper (Nestschutz)
• Barriere für Krankheitserreger, Entgiftung von Schadstoffen 

Die sogenannte Plazentaschranke trennt die Mutter vom Embryo und sichert somit die biologische Individualität des Fetus. Nicht alle Stoffe können diese Schranke passieren, allerdings sind manche Medikamente oder beispielsweise Alkohol plazentagängig und können dem ungeborenen Kind somit schaden.