Organogenese

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Die Organogenese (Organ­bildung) ist der Prozess in mehrzelligen tierischen Organismen, bei dem die Entwicklung der Organanlagen im Laufe der Embryogenese abläuft. Er beginnt beim Menschen zum Ende der Blastogenese mit der Entwicklung des Gehirns, der Augen und des Herzens in den ersten beiden Wochen der Keimesentwicklung und endet nach etwa acht Wochen mit dem Ende der Embryogenese und dem Beginn der Fetogenese.

Die Organe des Kindes

Organonese

Während der Organonese (nach der Einnistung die ersten 60 Tage nach der Befruchtung) besteht eine besondere Sensibilität gegenüber toxischen Einflüssen, die zu Fehlbildungen führen können. Vor der Einnistung "ist das Fehlbildungsrisiko gering, denn eine mögliche Schädigung durch toxische Substanzen folgt dem 'Alles-oder-Nichts-Prinzip'. Dies besagt, dass die zu diesem Zeitpunkt noch pluripotenten Zellen geschädigte Zellen eretzen können und eine ungestörte Weiterentwicklung der Fruchtanlage ermöglichen oder aber der toxische Schaden so groß ist, dass die Fruchtanlage abstirbt und mit der nächsten Menstruation abgeht.
Auch heute noch ist ein große Anteil angeborener Anomalien nicht eindeutig geklärt. Nur ca. 2-4% angeborener Anomalien lassen sich auf Einflüsse von Arzneimittel, Genussmitteln und Umweltfaktoren zurückführen. Nach wie vor werden weit mehr Kinder durch Alkoholkonsum in der Schwangerschaft geschädigt als durch teratogene Medikamente."[1]

Das Herz ist das erste Organ, dessen Funktion sichtbar gemacht werden kann. Dies ist ab der 5. SSW möglich.[2]

Im Laufe seiner Entwicklung wird das Kind medizinisch unterschiedlich benannt:[3]

  • ersten 3 Wochen: Keim
    Unter "Keim" versteht man während der ersten 3 Wochen die gesamte Anlage des neuen Kindes.
  • 4.-12. SSW: Embryo
    In der 4. bis 12. SSW wird das Kind medizinisch "Embryo" genannt. Während diesen Wochen erfolgt die Organosnese.
  • 13. SSW bis Geburt: Fetus
    Ab der 13. SSW bis zur Geburt wird das Kind medizinisch "Fetus" genannt. Alle Organe sind seit Ende der 12. SSW durch die Organonese grundgelegt und müssen jetzt nur noch wachsen und reifen.
  • nach der Geburt: Neugeborenes

Am 3. oder 4. Tag nach der Befruchtung gelangt der Keimling durch den Eileiter in die Gebärmutter. Dort nistet er sich als Blastozysteein. Aus der äußeren Zellschicht wurde der Trophoblast, der sich frühestens am 7. Tag in die Gebärmutterschleimhaut einnistet (Nidation). Bis zum 11. Tag ist der Keimling vollständig von der Gebärmutterschleimhaut umschlossen. Eine organische Verbindung zur Mutter bildet sich im Keimling nur dort, wo dieser zuerst mit der Gebärmutterschleimhaut Kontakt hatte. An dieser Stelle entwickelt sich im Keimling die Palzenta. Sie ist im Keimling über die Nabelschnur mit dem Kind verbunden, außerhalb des Keimlings mit der Gebärmutterschleimhaut und stellt somit die Versorgung des heranwachsenden Kindes sicher.[4]

Das Wachstum des Eies während der Organonese: [5]

  • Nach 3 Wochen ist das die Eihülle (Chorion) so groß wie eine kleine Weintraube. Das Embryo weist morphologisch noch keine menschlichen Merkmale auf.
  • Nach 4 Wochen ist das Ei so groß wie ein Taubenei. Das stark gekrümmte Embryo ist ca. 5 mm groß.
  • Nach 8 Wochen ist das Ei so groß wie ein Hühnerei. Das Kind ist ca. 20 mm groß. Der Kopf erscheint unverhältnismäßig groß. Die Extremitäten sind stummelartig angelegt.
  • Nach 12 Wochen ist das Ei so groß wie ein Gänseei. Das Kind ist ca. 90 mm groß.

Gehirn

Ab der 20. SSW lassen sich typische EEG-Muster nachweisen. In der späteren Schwangerschaft treten Augenbewegungspotenziale (REM) auf. Es lassen sich auch evozierte Potenziale ableiten, die - z.B. im akustischen System - eine objektive Prüfung des Hörvermögens bei Neugeborenen erlauben. Bis zur 28. SSW wird die endgültige Gesamtzahl der Neuronen erreicht, die bis zum 4. Lebensjahr wachsen und sich weiter differenzieren. Die Myelinisierung der Neuriten beginnt in der 24. Woche und wird erst im 6. Lebensjahr abgeschlossen.[6]

Das ZNS entsteht "aus den Ektodermzellen, die durch Induktoren der neuronalen Zellzeitlung aus dem Chordamesoderm zu Nervenzellen differenzieren. Diese potentiellen Nervenzellen bilden die Neuralplatte, die sich vorwölbt und sich zu einem Rohr, dem Neuralrohr - verschließt.
Die innere Zellschicht beginnt sich zu teilen und zu proliferieren. Die Differenzierung in Nerven- oder Gliazelle erfolgt offensichtlich aus derselben Stammzelle. ... Die Proliferationsphase endet etwa in der 25. Schwangerschaftswoche abrupt nach 34 Zellgenerationen. Nur 50% der angelegten Neurone werden später für die Bildung der Synapsen benötigt, der Rest geht zugrunde.[7]

Herz

Das kindliche Herz besitzt ein hohes Auswurfsvolumen, arterielle Vasodilatation und erzeugt einen niederen [Blutdruck]. Das Kind ist auf einen guten Gasaustausch (O2aufnehmend, CO2 abgebend) mit der Mutter angewiesen.[8] Durch den doppelten Bohr-Effekt kann das Hämoglobin des Kindes bei niedrigem PCO2 mehr Sauerstoff binden als bei hohem PCO2. Das kindliche Blut enthält hohe Konzentration an CO2, das an den Kreislauf der Mutter abgegeben wird. Durch diese CO2-Abgabe wird die O2-Transportkapazität des kindlichen Blutes erhöht. Die Konzentration von Hämoglobin ist beim Kind rund 50% höher als bei der Mutter.[9]

"Das Herz beginnt in der 5. Woche zu schlagen. Seine Frequenz steigt von anfänglich 65/min auf 120-160/min in der 20. Schwangerschaftswoche an."[10]

Lunge

"In der 12. Woche treten die ersten Atembewegungen auf. Sie erlangen bis zur 34. Woche einen typischen periodischen Verlauf, halten 2-5 Minuten an und wiederholen sich mehrmals in einer Stunde. Diese Atmung ist sehr flach. Im 7. Monat treten Schnappatmungsbewegungen ('Schluckauf') hinzu, die durch das unreife Atemzentrum ausgelöst werden und mit zunehmender Reife wieder verschwinden. Die Lunge ist im Fetalleben nicht kollabiert, sondern mit Alveolarflüssigkeit gefüllt ... Die Typ-II-Pneumozyten der Alveolarwand beginnen ab der 24. Woche, mit dem Übergang vom 'kanalikulären' in das 'sekuläre' Stadium der anatomischen Lungenreifung. ... Erst mit dem Übergang vom 'sakkulären' in das 'alveoläre' Stadium, zwischen 30 und 34 Schwangerschaftswochen, ist die endogene Surfactantproduktion im allgemeinen ausreichend, um eine reguläre Lungenbelüftung zu gewährleisten."[11]

Leber

Bereits 4-5 Wochen nach der Befruchtung beginnt sich die Leber zu entwickeln. Zwischen der 10. und 25. SSW ist die Leber primäre Bildungsstätte des kindlichen Hämoglobins. Das kindliche Bilirubin liegt in unkonjugierter Form vor und wird über die Plazenta eleminiert. - Für die Entwicklung des Kindes bedarf es einer ausreichenden Zufuhr von Kohlehydraten von der Mutter. Das Kind ist in der Lage, die mütterliche Glucose in Form von Glykogen in der Leber und im Muskelgewebe zu speichern. Damit beginnt die Leber bereits in der 10. SSW.[8] Die Leber ist ab der 8. SSW stoffwechselaktiv, erreicht ihre funktionelle Reife jedoch erst nach der Geburt. Die Leber baut Glykogenspeicher auf, die nach der Geburt mobilisiert werden und so eine Hypoglykämie nach der Abnabelung zu verhindern helfen. Außerdem trägt sie maßgeblich zur Anlage von Fettgewebe, welches größtenteils aus dem Glucosestoffwechsel stammt, sowie zur Eiweißsynthese bei. Die Entgiftungs- und Ausscheidungsfunktion der Leber werden während der Schwangerschaft von der Mutter (nach Transport der entsprechenden Stoffwechselzwischen- und -endprodukten über die Plazenta) übernommen.[12]

Niere

Um die 10. SSW beginnen die ersten Nephrone zu filtrieren. Ihre Anzahl nimmt bis zur 36. SSW zu und damit auch die glomeruläre Flitrationsrate (GFR). Trotzdem bleibt die GFR relativ klein, da die Durchblutung der Nieren mit etwa 2% des HZV (Erwachsener 25%) gering bleibt.[13]

Magen-Darm-Trakt

In der 30. SSW erreicht der Magen-Darm-Trakt den Funktionszustand, wie er bei der Geburt besteht.[12]

Endokrines System

Hormone können mit Ausnahme der Steroidhormone (z.B. Geschlechtshormone) und des Thyroxins (T4) bzw. des Trijodthyronins (T3) die Plazenta nicht in wirksamen Mengen passieren. Das Hormonsystem des Kindes ist deshalb weitgehend von der Mutter isoliert. Die Hormone der Hypophyse bewirken ab Mitte der Schwangerschaft die Entwicklung der Hormondrüsen. Da die Neurohypophyse noch unreif ist, wird nur wenig ADH freigesetzt, was jedoch wenig Einfluss auf den Wasserhaushalt hat.[12]

Hypophyse

Die kindliche Hypophyse ist in der Lage, sämtliche Peptide und Proteohormone zu produzieren, die auch die Hypophyse der Mutter produziert. "Somit nimmt die fetale Hypophyse in dynamischer Weise an den endokrinologischen Veränderungen während der Schwangerschaft teil."[8]

Pankreas

Insulin und Glucagon treten in der 8. SSW auf. Die Inselorgane entwickeln sich schneller als der exokrine Teil des Pankreas. Das kindliche Insulin hat wahrscheinlich die Funktion eines Wachstumshormons. Der Glucosespiegel des Kindes wird über den der Mutter konstant gehalten.[12]

Schilddrüse

Die Schilddrüsenhormone (T3|T3]], T4 werden ab der 10. SSW gebildet. Eine unzureichende kindliche Produktion kann teilweise durch mütterliches T3 und T4 kompensiert werden.[12]

Nebennieren

Die Nebennieren wachsen bis zur 16. SSW auf die Größe der Nieren heran. Bei der Geburt sind sie im Verhältnis zur Körperoberfläche noch immer 20-fach größer als beim Erwachsenen. Das Nebennierenmark kann erst gegen Ende der Schwangerschaft Adrenalin freisetzen, z.B. bei Hypoxie und während der Geburt. Die dicke Nebennierenrinde produziert DHEA, das in der Plazenta zu Östrogenen umgewandelt wird, die in das mütterliche Blut gelangen. Im letzten Trimenon wird in der Nebennierenrinde zunehmend plazentares Progesteron zu Cortisol umgewandelt. Es bewirkt die Lungereifung und fördert außerdem die Bildung von Leberenzymen.[12]


Anhang

Anmerkungen


Einzelnachweise

  1. M. Schmidt: Implantation, Embryogenese und Embryologie. In: Werner Rath, Ulrich Gembruch, Stephan Schmidt (Hg.): Geburtshilfe und Perinatalmedizin. 2. Auflage. Stuttgart 2010, 8.
  2. A. Rempen, D. Schranz: Herz. In: Hans-Georg Bender, Klaus Diedrich, Wolfgang Künzel (Hg.): Klinik der Frauenheilkunde und Geburtshilfe. Band 4. Schwangerschaft I. 4. Auflage. München 2000, 357.
  3. G. Martius, W. Heidenreich: Physiologie der Schwangerschaft. In: Gerhard Martius, Wolfgang Heidenreich (Hg.): Hebammenlehrbuch. 6. Auflage. Stuttgart 1995, 41.
  4. G. Martius, W. Heidenreich: Physiologie der Schwangerschaft. In: Gerhard Martius, Wolfgang Heidenreich (Hg.): Hebammenlehrbuch. 6. Auflage. Stuttgart 1995, 33f.
  5. G. Martius, W. Heidenreich: Physiologie der Schwangerschaft. In: Gerhard Martius, Wolfgang Heidenreich (Hg.): Hebammenlehrbuch. 6. Auflage. Stuttgart 1995, 42.
  6. Lorenz Rieger, Ulrike Kämmerer, Dominique Singer: Sexualfunktion, Schwangerschaft und Geburt. In: In: Hans-Christian Pape, Armin Kurtz, Stefan Silbernagl: Physiologie. 7. Auflage. Stuttgart 2014, 658.
  7. R. Rauskolb, W. Rascher: Zentralnervensystem. In: Hans-Georg Bender, Klaus Diedrich, Wolfgang Künzel (Hg.): Klinik der Frauenheilkunde und Geburtshilfe. Band 4. Schwangerschaft I. 4. Auflage. München 2000, 360.
  8. a b c Christoph Keck, Joseph Neulen, Hermann M. Behre, Meinert Breckwoldt (Hg.): Praxis der Frauenheilkunde. Band 1. Endokriologie Reproduktionsmedizin Andrologie. 2. Auflage. Stuttgart 2002, 42.
  9. Christoph Keck, Joseph Neulen, Hermann M. Behre, Meinert Breckwoldt (Hg.): Praxis der Frauenheilkunde. Band 1. Endokriologie Reproduktionsmedizin Andrologie. 2. Auflage. Stuttgart 2002, 43.
  10. Lorenz Rieger, Ulrike Kämmerer, Dominique Singer: Sexualfunktion, Schwangerschaft und Geburt. In: In: Hans-Christian Pape, Armin Kurtz, Stefan Silbernagl: Physiologie. 7. Auflage. Stuttgart 2014, 654.
  11. Lorenz Rieger, Ulrike Kämmerer, Dominique Singer: Sexualfunktion, Schwangerschaft und Geburt. In: In: Hans-Christian Pape, Armin Kurtz, Stefan Silbernagl: Physiologie. 7. Auflage. Stuttgart 2014, 654.
  12. a b c d e f Lorenz Rieger, Ulrike Kämmerer, Dominique Singer: Sexualfunktion, Schwangerschaft und Geburt. In: In: Hans-Christian Pape, Armin Kurtz, Stefan Silbernagl: Physiologie. 7. Auflage. Stuttgart 2014, 657.
  13. Lorenz Rieger, Ulrike Kämmerer, Dominique Singer: Sexualfunktion, Schwangerschaft und Geburt. In: In: Hans-Christian Pape, Armin Kurtz, Stefan Silbernagl: Physiologie. 7. Auflage. Stuttgart 2014, 654.