Die Grundlagen der Fortpflanzung

Die weiblichen Geschlechtsorgane
Die weiblichen Geschlechtsorgane bestehen aus den Eierstöcken (Ovarien) (a), den Eileitern (b), der Gebärmutter (Uterus) (c) und der Scheide (Vagina) (d).

Weibliche Geschlechtsorgane

Das Reservoir an Eizellen der Eierstöcke

Schon sehr früh während der Entwicklung des Menschen enthalten die Eierstöcke alle Eizellen, auch "Ovozyten" genannt, die zur Fortpflanzung benötigt werden. Die Anzahl der Eizellen, das Follikelkapital, ist ab dem 5. Monat der intrauterinen Phase festgelegt. Von da ab nimmt die Zahl der Eizellen ständig ab, erst schnell bis zur Geburt und danach langsamer. Zum Zeitpunkt der Menopause sinkt die Zahl der Eizellen praktisch auf null herab.

Der Menstruationszyklus

Menstruationszyklus

Die Menstruationszyklen setzen mit der Pubertät ein. Der Menstruationszyklus beginnt mit der Monatsblutung und dauert bei den meisten Frauen 28 bis 30 Tage. Während dieses Zyklus finden in den Eierstöcken und der Gebärmutter eine Reihe aufeinanderfolgender Veränderungen statt, welche von speziellen, zyklisch produzierten Botenstoffen, den Hormonen, gesteuert werden. Die Hormone steuern die Kommunikation der Geschlechtsorgane sowohl untereinander, als auch mit der Hirnanhangsdrüse (Hypophyse), einer Drüse, die sich an der Schädelbasis befindet.

Der Menstruationszyklus kann in drei aufeinanderfolgende Phasen aufgeteilt werden:

1. Die Follikelphase (oder Reifungsphase eines Follikels)

Jeden neuen Monat werden ungefähr 50 Eizellen, die sich in dem großen Reservoir der Eierstöcke befinden, empfindlich für die Wirkung der Hormone. Mit Ausnahme einer einzigen Eizelle, gehen normalerweise alle anderen Eizellen zugrunde (Atresie). Diejenige, die völlig ausreift, befindet sich in einem kleinen Bläschen (Eibläschen oder Follikel) und schwimmt in einer Flüssigkeit (Follikelflüssigkeit). Von dem Follikel stimulierenden Hormon (FSH) angeregt, wächst das Eibläschen zunehmend an der Oberfläche des Eierstocks heran und erreicht kurz vor dem Eisprung (Ovulation) eine Größe von etwa zwei cm. Die Eizelle ist eine große Zelle, die etwa ein Zehntel Millimeter misst. Im Gegensatz zu allen anderen Zellen des menschlichen Körpers trägt die Eizelle nur die Hälfte der Zahl an Chromosomen, nämlich 23, welche die genetische Botschaft enthalten, die die Frau ihren Nachkommen weitergibt. Der endgültige Bestand an Chromosomen oder Genen des Embryos wird erst erreicht nachdem 23 weitere Chromosomen von einem Spermium hinzugefügt wurden. Während der Follikelphase produzieren die Eierstöcke auch Hormone, die östrogene. Diese Hormone bereiten die Gebärmutter darauf vor, unter Umständen ein Embryo aufzunehmen.

2. Die Ovulationsphase

Etwa 14 Tage nach dem Beginn der Monatsblutung kommt es zum Eisprung (Ovulation). Bei Frauen, die einen Monatszyklus von 28 Tagen haben, bedeutet dies, dass der Eisprung am 14. Tag des Monatszyklus erfolgt. Für Frauen, die einen längeren Monatszyklus haben, ist der Eisprung dahingegen verspätet. In diesem Fall ist sein genauer Zeitpunkt schwieriger zu bestimmen. Bei dem Eisprung platzt der Follikel, und die Eizelle wird aus dem Follikel ausgestoßen und von dem Eileiter aufgefangen. Der Eisprung wird durch ein anderes Signal, das von der Hirnanhangsdrüse kommt (luteinisierendes Hormon, genannt LH), ausgelöst. Die Eizelle beginnt nun ihre Wanderung zur Gebärmutter.

3. Die Gelbkörperphase (oder Vorbereitungsphase der Gebärmutter auf die eventuelle Einnistung eines Embryo)

Während dieser Phase wird die Gebärmutterschleimhaut (Endometrium) auf die Einnistung eines Embryos, der aus der Befruchtung einer Eizelle durch ein Spermium hervorgegangen ist, vorbereitet. Dieser Vorgang unterliegt einem Hormon, das von dem Follikel produziert wird, welcher die Eizelle freigegeben hat. Dieser nun leere Follikel wandelt sich in den sogenannten Gelbkörper um, welcher ein neues Hormon, Progesteron, ausschüttet.

Die männlichen Geschlechtsorgane

Die männlichen Geschlechtsorgane

Die männlichen Geschlechtsorgane bestehen aus dem Penis (1), den Hoden (2), den Nebenhoden (3), den Samenleitern (4), den Samenbläschen (5) und der Vorsteherdrüse (Prostata) (6). Auf ähnliche Weise, wie das bei der Frau geschieht, stehen diese Organe untereinander und mit der Hirnanhangsdrüse in Wechselwirkung.

Der Samen (Sperma) setzt sich aus der Samenflüssigkeit, die von verschiedenen Drüsen (Vorsteherdrüse und Samenbläschen) produziert wird, und den Spermien, die in den Hoden gebildet werden, zusammen. Ein Milliliter Samen enthält normalerweise 20 bis 100 Millionen Spermien, und mindestens 40 Prozent dieser Zellen sind beweglich.

Damit sich die Spermien im Samen befinden können, müssen sie nicht nur von den Hoden produziert werden, sondern auch die verschiedenen, funktionnel wichtigen Stationen der Exkretionswege (Nebenhoden, Samenleiter, Samenbläschen) durchwandern.

Die Spermien enthalten das Erbgut, das der Mann seinen Nachkommen weitergibt. Wie die Eizellen enthalten die Spermien nur halb so viele Chromosomen wie die übrigen Körperzellen (23 Chromosomen). Darüber hinaus befindet sich im Spermium dasjenige Chromosom, das alleine das Geschlecht des entstehenden Kindes bestimmt (X-Chromosom für Mädchen oder Y-Chromosom für Jungen).

Schema eines Spermiums

Das Spermium besteht aus zwei Teilen, dem Kopf (1) und dem Schwanzstück (2). Das Spermium ist nur 0,050 mm lang und dementsprechend wesentlich kleiner als die Eizelle. Der Kopf wird von einer Kappe bedeckt, die Akrosom (3) genannt wird, und biologisch aktive Moleküle (Enzyme) beherbergt. Die Aufgabe der Enzyme ist es, die Hülle der Eizelle zu durchbohren, damit das Spermium in die Eizelle eindringen und seinen Inhalt an Chromosomen abgeben kann. Die Bewegungen des Schwanzstücks vermitteln dem Spermium die Beweglichkeit, die es ihm ermöglicht, bis zur Eizelle zu gelangen.

Etappen einer natürlichen Befruchtung

Etappen einer natürlichen Befruchtung

Während des Geschlechtsaktes werden die Spermien im hinteren Teil der Scheide deponiert (1). Dort erreichen sie schnell den Zervixschleim des Gebärmutterhalses (2), eine Umgebung, in der die Spermien bis zu drei Tagen überleben können. Dort beginnen die Spermien die Wanderung in die Gebärmutter (3) und danach in die Eileiter (4). Im äußeren Drittel der Eileiter begegnen die Spermien der Eizelle (5), die vom Eierstock (6) ausgestoßen wurde.

Die Etappen der Entwicklung des Embryos und der Einnistung

Die Befruchtung kann stattfinden, sobald sich Spermien und eine Eizelle (1) begegnen. Lediglich ein einziges Spermium kann in die Hülle der Eizelle (2) eindringen. Die so befruchtete Eizelle (Zygote) entwickelt sich schnell weiter und wandert dabei durch den Eileiter (4, 5 und 6). Etwa 16 bis 18 Stunden, nachdem sich Eizelle und Spermium vereinigt haben, sind deren beider Zellkerne nebeneinanderliegend gut in der Zygote zu erkennen. Die Verschmelzung der Zellkerne der Eizelle und des Spermium (3) führt zur Entstehung eines neuen Zellkerns, der das Erbgut des Embryos enthält (46 Chromosomen).

Ungefähr 30 Stunden nach der Befruchtung beginnt sich der Embryo zu teilen. Die Zellteilungen erfolgen in einem Rhythmus von 12 bis 16 Stunden. Der Embryo teilt sich in immer kleinere Zellen auf (genannt Blastomere) und erreicht schließlich das Beerenstadium (Morula). Der Embryo wird dabei nicht größer und befindet sich in der gleichen Schutzhaut (Eihülle oder Zona pellucida) wie die Eizelle, von der er abstammt.

Im Stadium von ungefähr 10 Zellen (oder Blastomeren) beginnen sich diese Zellen zu verdichten. Dies bedeutet, dass die Zellen von einer rundlichen in eine pflastersteinartige Form übergehen, welche ihnen ermöglicht, die Kontaktfläche zwischen den Zellen zu vergrößern.

Ungefähr am 5. Tag nach der Befruchtung findet eine weitere entscheidende Verwandlung statt. Dabei entsteht in der Morula eine Flüssigkeit, die sich in einem Hohlraum ansammelt, der Blastozele genannt wird. Der Embryo hat nun das Stadium des Blastozysten erreicht. Die Blastozyste besteht aus einer einzelligen, den inneren Hohlraum umgebenden, Schicht aus der sich u.a. das Mutterkuchengewebe (Plazenta) entwickelt, und einer internen Zellmasse aus dem der Fötus hervorgeht.

	Expandierte Blastozyste

Die Blastozele weitet sich danach schrittweise aus und dehnt die einzellige Schicht und die Eihülle die sie noch umgibt. Die Ausdehnung der Blastozyste beginnt gegen Ende des 5. Tages und schließlich platzt die Eihülle. Dieser Vorgang, bei dem der Embryo aus ungefähr 100 Zellen besteht, wird als Schlüpfen der Blastozyste bezeichnet.

Die Blastozyste (7) gelangt so in die Gebärmutter und findet dort, durch die hormonale Wirkung des Gelbkörpers bedingt, eine geeignete Umgebung vor, um sich in der Gebärmutterschleimhaut (Endometrium) einzunisten (8) und während der 9 Monate der Schwangerschaft zu entwickeln.

Es müssen demnach viele Voraussetzungen erfüllt sein, damit eine Schwangerschaft eintreten kann. Die Geschlechtsorgane der Frau als auch die des Mannes müssen optimal funktionieren, damit der Eisprung und die Befruchtung normal vonstatten gehen und sich der daraus hervorgehende Embryo korrekt in der Gebärmutter einnisten kann.
Für ein normal fruchtbares Paar schätzt man die Wahrscheinlichkeit, dass es während eines Zyklus zu einer Schwangerschaft kommt, auf ungefähr 25 Prozent. Dabei kann es zu vielen verschiedenen Störungen kommen. In solchen Fällen spricht man von Unfruchtbarkeit (Sterilität) oder eingeschränkter Fruchtbarkeit (Infertilität).