Ellinger [9. 1. 2008] Buecher: Sedler (sp?), Wachtler Gametogenese Meiose 2n 2c (diploide Mutterzelle) 2n 4c (Verdopplung: 4 Chromatiden pro Chromosom) 2n 4c (Paarung d. Chromatiden) 2n 4c (Austausch von DNA-Abschnitten - crossing over) Reduktionsteilung Aequationsteilung n 2c n c untersch. Gametogenese m/w Spermatogenese: Reifung ~ 10 Wochen Oogenese: Dictiozaen (Prophase 1), 1 Eizelle pro Zyklus, Reifung in ~ 24 Wochen Spermatogenese: Tubuli seminiferi contorti Sertoli-Stuetzzellen (Spermatogonien, prim./sek. Spermatozyten, Spermatiden -> Spermien) - Spermatogonien, asymm. Teilung (Mitose) - Spermatozyten 1 Meiose 1 - Spermatozyten 2 Chromatidentrennung (Mitose 2) - Spermatiden -> Spermien Spermiogenese == Umbau d. Spermatiden zu Spermien (keine Teilungen, nur Histogenese! == Spermiohistogenese) - Abschnuerung d. Zytoplasma -> Phagozytose durch Sertoli-Stuetzzellen Organellen: - Nucleolus, - 2 Zentriolen -> distales Zentriol waechst (Mikrotubuli, 9+2-Struktur mit Dyneinarmen -> Geissel) - im Mittelstueck der Geissel Mitochondrienanlagerung - Kopfteil (von Golgi-Apparat abstammend): Lysosomale Strukturen! Blaeschen an Oberseite: Lysosomenaequivalent (== Akrosom) Transport in Nebenhoden, Ausreifung, Ejakulation (noch nicht befruchtungsfaehig): - Aktivierungsreaktion: (alkalische Sekrete) (aus Nebenhoden, Sekrete aus glandula vesicosa, Prostata) -> Beweglichkeit (noch immern icht befruchtungsfaehig!) - Kapazitationsreaktion (im weiblichen Genitaltrakt): Vaginal- und Uterinsekrete: Abspaltung von Glykoproteinen -> Befruchtungsfaehigkeit weiblicher Genitaltrakt: Zahl der Oozyten Dottersack 3. - 4./5. Woche - Vermehrung in Keimstraengen (Mitosen) - Differenzierung zu Oogonien -> Eintritt in S-Phase: Diktyotaen 1. Reifeteilung - Arretierung: - primaere Oozyten (Primordialfollikel), flache Epithelhuelle 5. Monat: ~ mehrere Millionen, Geburt ~ 1 - 2 Mio bei Menarche ~ 400000 Menopause ~ 400 Follikelreifung: Follikelepithel mitbetroffen Anwachsen 0.1 mm -> ~ 0.3 mm einschichtiges -> mehrschichtiges Epithel Follikelhoehle -> Graaf-scher -> sprungreifer Follikel: - Eizelle (auf Follikelepithel == granulosa) - zona radiata um Eizelle - zona pellucisa - um Follikel: theca interna, externa Eisprung: Blutung in Follikel - corpus rubrum, Blutgerinnsel als Leitstruktur (granulosa waechst hinein) - corpus luteum (Progesteron) ungesteuerte regionale Produktion von Follikeln, Grossteil atresiert dominanter Follikel wird zu Graafschem Follikel -> Follikelsprung -> CR -> CL -> C. albicans alle anderen im Diktyotaen (zweite Arretierung), nur eine Eizelle gelangt zur zweiten Reifeteilung (Vollendung erst nach Befruchtung, s. u. ...) Selektion der Follikelreifung: - gonadotropinunabhaengiges Wachstum (Gonadotr. <- Hypophyse LH, FSH) ca 6 Monate (s. o.), Grossteil degeneriert == "Atresie" Sekundaer-, Tertiaerfollikel - gonadotropinabhaengiges Wachstum: FSH-abhaengig: 2 - 5 mm Stimulation einer Kohorte (am weitesten entwickelte Follikel haben FSH-Rezeptoren an Zelloberflaeche exprimiert) 8 mm Selektion des dominantesten - Unterdrueckung und Atresie d. untergeordneten Aktivitaet von FSH-Rezeptoren ++ Oestrogenproduktion ++ Einfluss auf Rest d. Kohorte: Atresie durch Oestrogeneinfluss -> negative Rueckkopplung (Inhibine) 20 mm (sprungreifer Follikel) LH: Ausloesung d. Follikelsprunges c. luteum: Progesteronausstoss -> Uterusschleimhautaufbau Zygoten: 15 - 20 % Degeneration Morula: ~ 15 % Degeneration Hormone in Follikel: Theka interna: Androgene, in Granulosa zu Oestradiol (Follikelhormon) aromatisiert corpus luteum gravitatis (Schwangerschaft) -> kann fast gesamtes Ovar umfassen! [10. 1. 2008] WH Gametogenese (Spermatogenese, Ovarialzyklus, Follikelreifung, Selektion, -Sprung, Corpora; Fertilisation) 1. Woche Embryonalentwicklung Zygote, Morula, Blastula Implantation - abnorme Implantationsorte Eizelle - ueblicherweise mit corona radiata aus Ovar Tubenwanderung (Fimbrien!), potentielle Befruchtung in tuba uterina, normale Einnistung im Uterus (Blastozyte - Ankunft ~ 5. Tag, Nidation ~ 6. Tag) Befruchtung: Ejakulat: ~ 200 - 300 Mio Spermien (~ 100 Mio/ml, min. 20 Mio/ml) 300 - 500 erreichen Eizelle (Ampulle d. Eileiters) zona pellucida + corona radiata-Zellen um Oozyt Wechselwirkung Spermium - corona radiata: Akrosomenreaktion (lysosomale Enzyme): Aufloesung d. zona pellucida (Akrosomale Enzyme: Hyaluronidase, Akrosin) -> Verschmelzung d. Akrosomen- und Eizellenmembra, Verschmelzung, Eintritt d. Spermienkopfes RG (Rindengranula, Kortikalgranula): Polyspermieblock durch Freisetzung d. RG - macht zona pellucida undurchdringbar 3 Teile: (zona-Reaktion) - rascher Polyspermieblock (wenige Sekunden) - Aenderung d. Membranpotentials - Rezeptoren fuer Spermien werden gespalten (langsamer P.: Ca-Freisetzung -> RG-Ausschuettung) - statistische Phaenomene: keine zwei exakt gleichzeitigen Befruchtungen wahrscheinlich Eizelle verlaesst Diktyotaen Polkoerperchen abgesondert (Reste d. Reifeteilung) 2. Reifeteilung im Rahmen der Befruchtung: 2 Vorkerne (m/w - jeweils haploid n) S-Phase (Synthesephase) Annaeherung: 1. gemeinsame Teilung Fusionierung m/w Vorkern n 2c -> 2. Reifeteilung n c (+ Polkoerperchen n c) Vorkerne nach S-Phase: je n 2c -> 2n 2c Furchung Morula noch in zona pellucida Kompaktion - innen/aussen Unterscheidung: tight junctions zwischen aeusseren Zellen innen: Embryoblast, aussen: Trophoblast (griech. trophein - ernaehren) dazwischen Zyste (Hoehle) == Blastozyste Morulazellen omnipotent Nidation - Kontaktnahme d. Blastozysten (~ 6. - 13. Tag == d 6 - 13) Trophoblast wandert in Uterusschleimhaut Trophoblast: 2 Zellformen - Zytotrophoblast (zellulaerer Trophoblast): Regenerationsteil (koennen sich teilen) - fusionierter Teil == Synzytiotrophoblast an Aussenseite (Einwachsen in Uterus: Hydrolasen zum Abbau d. Uterusschleimhaut!) Endozytose d. Uterusmaterials -> zytotrophe Phase (Verstoffwechselung) abnorme Einnistungsorte: - Bauchhoehle - Eileiter (99 %) - Plazenta Richtung Muttermund: Plazenta praevia (Geburtshindernis!) zweite Woche d. Embryonalentwicklung: Blastozyste - d 7+ Trophoblast: einlagiger Zellschichtverband + Synzytiotrophoblast Embryoblast: - obere Zellage hochprismatisch, (Ektoderm) - untere Zellage flacher (Entoderm) Ektoderm: Abspaltung (asymmetrische Teilung): Amnioblasten -> Amnionhoehle Wanderung in Endometrium (zona compacta) Ektoderm == Epiblast, Entoderm == Hypoblast Blastozyste d 9: Entodermzellen wachsen um Blastozystenhoehle (Hypoblast) - Auskleidung: == primaerer Dottersack 2 Hohlraeume: Amnionhoehle, Blastozystenhoehle -> Dottersack Lacunen in Synzytiotrophoblast: suchen Anschluss an muetterlichen Kreislauf -> Blutung in Lacunen: haematotrophe Phase: rasches Wacshtum Dottersack waechst langsamer - Abloesung prim. Dottersack reisst -> leichte Blutungen ~ d 28: versteckte Schwangerschaft Neubildung -> sek. Dottersack Trophoblast: kindlicher Anteil d. Placenta (Synzytiotrophoblast -> Zotten) hinterer Teil d. Keimscheibe: extraembryonales Mesoderm ueber Trophoblast == Chorionhoehle Mesoderm + Trophoblast == Chorion (-> kindl. Anteil d. Placenta) Haftstiel - Bindegewebeverankerung an Chorionhoehle -> Nabelschnur WH: zytotrophe Phase haematotrophe Phase plazentale Phase (?) [11. 1. 2007] zweite embryonale Entwicklungswoche WH Morula (Maulbeerstadium), totipotente Zellen Blastozyste: Embryoblast, Trophoblast + Blastozystenhoehle (untersch. Wachstumsgeschw.) -> f. Nidation verantwortlich (Synzytiotrophoblast frisst sich in Endometrium) Amnioblasten Ektoderm + Amnionhoehle Entoderm Blastozystenhoehle, Dottersack -> Chorionhoehle Uterusschleimhaut (Endometrium) Myometrium stratum basale stratum functionale (z. spongiosa, z. compacta == Innenseite) Ektoderm == Epiblast (-> Amnionhoehle) Entoderm == Hypoblast (-> umwaechst prim. Dottersack -> sek. Dotters. (beim Menschen unbedeutend) zytotrophe Phase -> haematotrophe Phase nach Anschluss an m. Kreislauf Zotten -> Oberflaechenvergroesserung, von Blut umspuelt Blastozyste d13: sek. Dottersack caudaler Teil: Bindegewebeauswuchs -> Mesoderm Chorionhoehle (Chorion == Mesoderm + Trophoblast) Haftstiel (Mesoderm -> Nabelschnur) [1. W., 2. W. - Chorionhoehle ..., 3. W - pruefungsrelevant] Gastrulation: Ausbildung d. 3. Keimblatts (aus Ektoderm/Epiblast) -> Mesoderm Primitivstreifen (kaudale Verdickung d. Ektoderm) Ektoderm: endet kranial in Primitivknoten (Mitte): Primitivgrube Invagination zu Mesoderm Einsinken in Tiefe, Integration in Entoderm -> Abloesung -> Mesoderm Mesodermkompartimente intraembryonales Mesoderm: - axiales - (-> chorda dorsalis/chordata) - paraxiales - (-> Somiten (Segmente seitl. d. Neuralrohrs)) - intermediaeres mesoderm (seitlich, -> Ursegmentstiele) - Seitenblattmesoderm (viszerales, parietales Blatt) flache Keimscheibe -> 3d-Koerperform Somitenentwicklung: Gliederung: beidseits d. Neuralrohrs -> Segmente - Beginn Ende 3. Woche (~ 3 pro Tag) - kranial bis Ende 5. Woche 42 - 44 Paare (Alter d. Embryos in Somitenzahl: z. B. Tag 23: 10 - 13) Wandern in andere Bereiche -> Differenzierung (segmentale Gliederung der Haut, Muskulatur, ...) - Sklerotome: lockerer Zellverband Mesenchym -> Wirbelsauele (diffus) - Dermarto-Myotome: Muskulatur d. Segmente - Dermatome: unter Ektoderm (Dermis, subkut. Gewebe) ventraler. dorsaler Anteil Sklerotome (diffus) wandern aus -> Wirbelkoerper Dermatomyotom: Konsolidierung Dermatom: Aufloesung -> Epidermis/Dermis (bindegewebige Anteile der Haut) Myotom: Auswanderung -> Myotuben ... je 1 Wirbel aus 2 Haelften benachbarter Somiten (1 Somit -> 1 Bewegungssegment) Keimblaetter und ihre Derivate Ektoderm -> Oberfl.: Haut/Anhangsgebilde, Neuroektoderm Mesoderm: Binde-, Stuetzgewebe, Herz, Gefaesse, Urogenitaltrakt Entoderm: Verdauung/Respiration [14. 1. 2008] Nidation WH Blastozyste d7+ (-> Pruefungsrelevanz ...) d12 -> d13 sekundaerer Dottersack Chorionhoehle Blastozystenhoehle -> Entodermumwachsung: 1. DS. -> reisst auf - Fusion - 2. DS. Wand: Trophoblast -> 2 x Umwachsung -> Chorionhoehle d 14: kraniokaudale Achsenentwicklung Praechordalplatte == vorderer Randbogen -> craniales Ende (Primitivstreifen s. o. -> caudales Ende (-> Nabelschnur)) Hypoblast (dorsal)/Epiblast (ventral) deciduale Reaktion (Uterusschleimhaut/Endometrium): (Deciduareaktion) in zona compacta stroma (Bindegewebe) vorbereitet: zum Teil Glycogen, Lipid eingelagert == Pseudodeciduazellen -> Ernaehrung d. Keims 2 Teile: - Bindegewebszellen bilden tight junctions, um Implantationsstelle abzuschotten - Pseudodeciduazellen werden zu Deciduazellen (embryonale Singale: Interleukine, TNF, Prostaglandine) Decidua == Endometrium in Schwangerschaft (decadere == abwerfen) Gastrulation (3. W.) Ausgehend von Epiblast: Amnionepithel Epiblast -> Ektoderm Primitivstreifen -> extraembryonales Mesoderm embryonales Mesoderm Chondafortsatz _Endoderm_ Hypoblast -> _Dottersackepithel_ -> extraembryonales Mesoderm (s. Extrafolie online) frueher: Primitivstreifen/-Grube, Abspaltung -> Mesoderm tatsaechlich: Hypoblast -> Zellauswanderung -> nur extraembryonales Gewebe ax-, parax-., intermed., (s. o.:) - axiales - (-> chorda dorsalis/chordata) - paraxiales - (-> Somiten (Segmente seitl. d. Neuralrohrs)) - intermediaeres mesoderm (seitlich, -> Ursegmentstiele) - Seitenblattmesoderm (viszerales, parietales Blatt) Somiten (Urwirbel) s. o. Neuralrohr -> Neuralrinne Exkurs: Schwangerschaftstest HCG (human Choriongonadotropin) Hormonproduktion d. Synzytiotrophoblasten ab ~ d 7 nachweisbar (~ d 14 Urin) stabilisiert c. luteum EPF - early pregnancy factor nach ~ 24 - 48 h nachweisbar (Chaperonin) Ultraschall: ab 4. - 5. Woche Neurulation: Ende 3. EW Ektoderm flach, kranial breiter (pantoffelfoermig) Induktion d. Nervensystems mesodermaler Chordafortsatz -> Neuralplatte (Neuroektoderm): Neuralfalten -> Rinne -> Rohr (Schluss an Neuralleisten == Zellen aus Oberflaechenektoderm) (Neuralleisten -> Schwannzellen, Spinalganglien, peripheres vegetatives Nervensystem, Melanozyten (Betonung: Pruefung?) ...) kraniales Neuralrohr -> Hirnblaeschen (3/5) -> Gehirn caudales Neuralrohr -> Rueckenmark Neuroporus anterior Schluss ~ d 25 (!) [patho: -> Anencephalon ...] Kranialschluss ~ d 27 [patho: -> spina bifida (occulta); meningocele; meningomyenocele; rachicisis; Fehlbildungen kein Pruefungsstoff!] Plazenta: Bauprinzip, Plazentaschranke, Eihaeute zweiteilige Entwicklung: kindlicher Teil, oberflaechlicher muetterlicher Teil kindliche Zotten schwimmen in muetterlichem Blut Einnistung in Hinter- oder Seitenwand unterhalb Placenta Decidua Basalis oberhalb (um Embryo) Decidua Capsularis Rest d. unbeteiligten Uteruswand: Decidua Parietalis [15. 1. 2008] Plazenta WH Blastozyste Ende 2. Woche Endometrium Myometrium (aussen) - Endometrium (innen): flach Proliferationsphase: aktiver -> Vorbereitung auf Einnistung zona compacta - funktional (Einnistungszone) Chorion - Trophoblast + extraembryon. Mesoderm Chorionplatte -> Chorionzotten Substrukturen: Cotyledonen Decidua == Endometrium in Schwangerschaft Randteile: 1. decidua basalis: unterhalb Placenta decidua capsularis: umhuellt Embryo decidua parietalis: undifferenziertes Endometrium spaeter: Verschmelzung der decidua-Teile: Verschwinden d. Uteruslumens Zotten nur an (ehem.) decidua basalis (Kontakt Endometrium/Trophoblast) 2. chorion frondosum == Endometrium mit Zotten chorion laeve == glattes Endometrium ("Chorionglatze") Plazentaaufbau: - Nabelschnur: - Amnionepithel bedeckt gesamte kindliche Seite d. Plazenta - Chorionplatte - kindlicher Anteil funktionelle Einheiten - Cotyledonen (1 Kotyledo) in Zotten: Mesenchym - embryonales Bindegewebe - Zottenbaeume (Stammzotte -> Verzweigungen), manche Zotten treten in Kontakt zur muetterlichen Seite == Haftzotten Zotten == Villi in Zotten: Mesenchym - embryonales Bindegewebe - Oberflaeche d. Zotten von Trophoblast ueberzogen (aussen Synzytiotrophoblast, Zytotrophoblast == Regenerationszellendarunter) - dazwischen: intervilloeser Raum, - Vorwoelbungen d. Endometriums (unechte Unterteilung): Deciduasepten - decidua basalis - muetterlicher Anteil (decidua basalis == (Winklersche) Basalplatte) Zottentypen: Synzytiotrophoblast aussen - Primaerzotte: nur Trophoblast - Sekundaerzotte Anwachsen d. Zotte - Chorioneinwuchs: mit Bindegewebe (mesodermaler Kern) - tertiaere Zotten: Einwachsen von Blutgefaessen Placentaschranke: Haemochorialplacenta (u. a. Mensch) (direkte Kontaktzone d. Zotten m. muetterlichem Blut) Oberflaeche: Trophoblast - mehrere Abschnitte: Synzytiotrophoblast quantitative Zahl d. Trophoblastenzellen konstant, aber in spaeteren Stadien mehr Bindegewebe/Gefaesse Gefaesse Treten nahe an Oberflaeche Kontaktzone == Plazentaschranke: - Oberflaeche: Trophoblast - dazwischen: Basallamina - innen: Gefaessendothel Trophoblast: - gleichmaessige Verteilung d. Zellkerne -> Eigenversorgung d. Trophoblasten - dichte Packung d. Zellkerne -> synzytiale Knoten (auch im muetterlichen Blut zu finden (!?)) (-> Apoptose) [vorm. faelschlich "Proliferationsinseln"] - lockerer Haufen, Trophoblast zur Seite geschoben: Anlagebereich d. Gefaesse == vasculo-synzytiale membranen (-> Basalmembran) Austausch: Naehrstoffe (Arterien) vs Abfallprodukte (Vene) [16. 1. 2008] WH Uterus Plazenta (dec. bas./chor. frond. - Zotten/Villi -> intervel. Raum) Mutter: Decidua (bas./caps./parit.) Embryo: Chorion laeve/frondosum Chorionplatte/Basalplatte Cotyledonen: Spiralarterien - Venen Haftzotten fortlaufende Verzweigung d. Zotten -> Zottenbaeume: terminale Abschnitte f. Versorgung wichtig histolog. sichtbare rote Ablagerungen: Fibrinoid (s. u.) Hinauswachsen d. Zytotrophoblasten -> nach Kontakt m. muetterl. Gewebe Fibrinoidbildung: Matrixtypfibrinoid (Embryo) Fibrintypfibrinoid (muetterlich) Defekte (cf. Fahrradschlauchflicken) Plazentazotten - Terminalzotten Syncytiotrophoblast Chorion Hofbauerzellen: kindliche Makrophagen (genaue Funktion ungeklaert - Antigenabbau?), in grosser Zahl vorhanden 2 Nabelarterien: verbrauchtes kindl. Blut -> Nabelarterien Nabelvene: frisches Blut (ueber Plazentaschranke Regeneriert) Mutter: Klaerung Lunge/Nieren -> Spiralarterien -> Plazenta -> Plazentavenen Teratogene: Plazentaschranke: tw. auch durchlaessig f. Schadstoffe Teratologie == Fehlbildungen durch Umwelteinfluesse -> morphologische Defekte zum Geburtszeitpunkt [kein Pruefungsstoff! 2 - 3 % bei geburt, 4 - 6 % bis 5 a, 20 % d. Kindersterblichkeit (50 % unbekannter Ursache, 15 % genet., 10 % Umweltfaktoren, 15 % Umwelt + gen.); - Infektionen: Viren: HIV, Zytomegalie, Herpes simplex, Roeteln; Toxoplasmose; Syphilis (geist. Beh., Taubheit) z . B. HIV: 2 % ueber Plazenta, Hauptweg Muttermilch/Geburtskanal (postnatal): Trophoblast hat keinen Rezeptor f. Viren, aber: bei Defekt -> Hofbauerzellen haben HIV-bindendes Lektin - Alkohol (hohe Dosen) - Nikotin (Verzoegerte Entwicklung - "Zartheit") - Strahlung] 3 Stadien: - Vorkeimstadium: 1. - 3. Woche - wenige Defekte: Reparatur oder Abortus - Embryonalperiode: 3./4. - 8. Woche: Organanlagendifferenzierung -> Gefahr der Fehlbildungen an Organen! - spaete Fetalentwicklung: Defekthaeufigkeit geringer ("nur" Ausreifung) Keimscheibe - Entstehung d. Koerperform: - kraniokaudale Kruemmung (-> rasches Wachstum d. Neuralrohrs) - laterale Abfaltung (vom Dottersack aus Keimscheibe -> Koerperform, Gliederung d. Darmrohrs) Fruchtblase umgeben von Eihaeuten - Amnion, Chorion zweieiige Zwillinge: (2/3 aller Zwillingsbildungen, Haeufigkeit steigt mit Alter d. Mutter): zweifache Ovulation -> Befruchtung == gleichaltrige Geschwister Moeglichkeiten getrennte Placenten oder gemeinsame Placenta eineiige Zwillinge: - getrennte Placenten (fruehes Stadium) - gemeinsame Placenta, gemeinsame Chorionhoehle, keine gem. Amnionh. (Blastulastadium) - Trennung kurz vor Entstehung d. Primitivstreifens: gem. CHorion-, Amnionhuelle (selten!) Altersbestimmung: nie ganz eindeutig - Ultraschall: Somiten, Scheitel-Steiss-Laenge (SSL) - Gestationsalter (Ovulations-, Befruchtungsalter): 266 d (== 280 - 14) == 38 W == 9.5 Mondmonate - Menstruationsalter: von letzter Regel berechnet (vom letzten Tag d. 1. R.) 280 d == 40 W == 10 Lunarmonate Unterschied 14 d [ -> SIP-relevant: Tage, Wochen, Monate ...] Berechnungs d. Geburtstermins