Befruchtung

Synonyme: Konzeption, Imprägnation, Fertilisation
Englisch: fertilisation

1. Definition

Unter der Befruchtung versteht man in der Medizin das Verschmelzen von Eizelle und Spermium zu einer neuen Zelle (Zygote). Damit wird der Grundstein für neues Leben gelegt.

2. Die Rolle der Spermien

Durch eine Ejakulation gelangen ca. 300 Millionen Spermien in die Scheide der Frau. Ein großer Teil schafft es bis in das Cavum uteri, die Mehrzahl stirbt aber spätestens hier ab. Bevor ein überlebendes Spermium befruchtungsfähig ist, muss es die so genannte Kapazitation (Reifung) durchlaufen. Erst dann ist es in der Lage mit einer Eizelle neues Leben entstehen zu lassen.

Während die Eizelle nur in einem Zeitraum von rund 24 Stunden nach der Ovulation befruchtet werden kann, verlieren Spermienzellen erst nach einigen Tagen (Angaben in der Literatur variieren von 48-120 Stunden) im weiblichen Genitaltrakt ihre Befruchtungsfähigkeit. Eine Befruchtung ist demnach am wahrscheinlichsten, wenn der Geschlechtsverkehr einen Tag vor der Ovulation erfolgt, aber aufgrund der Überlebensdauer der Spermien auch noch rund 5 Tage nach dem Geschlechtsverkehr prinzipiell möglich, sofern günstige Bedingungen herrschen und die Eizelle innerhalb dieser Zeit befruchtbar ist.

2.1. Kapazitation der Spermien

In dieser Reifungsphase der Spermien ändert sich die Glykoprotein-Zusammensetzung in der Zellmembran der Spermien. Begünstigt durch das Zervixsekret, wird der Proteinüberzug abgebaut, Eiweiße im Spermium aktiviert, so dass eine Befruchtung erst möglich wird. Dieser Prozess dauert beim Menschen etwa 5-6 Stunden und findet vorwiegend in der Tuba uterina statt, bzw. auf dem Weg dorthin.

2.2. Akromosomenreaktion

Kurz vor der Befruchtung verschmelzen an einzelnen Stellen die Zellmembran und die äußere Membran des Akrosoms des Spermiums miteinander. Dabei entstehen Poren, durch die Inhaltstoffe, wie u.a. Hyaluronidase aus dem Akrosom austreten können. Diese Hyaluronidase ermöglicht es dem Spermium, die Corona radiata, welche die Eizelle als äußerste Schutzschicht umhüllt, zu überwinden. Trifft das Spermium nun auf die Zona pellucida der Eizelle, lösen sich Zellmembran und äußere Akrosomenmembran vollständig ab.

Dadurch liegt die innere Membran des Akrosoms an der Oberfläche. Sie enthält die Protease Akrosin, welche das Durchdringen der Zona pellucida ermöglicht. Nun befindet sich das Spermium im so genannten perivitellinen Spalt, zwischen Zona pellucida und Eizellmembran. Es ist seinem Ziel nun sehr nahe.

3. Die Verschmelzung

Nachdem das Spermium gereift ist, seine Membranen verloren hat und die äußeren Schichten der Eizelle durchdrungen hat, erfolgt nun die Verschmelzung zwischen Eizellmembran und innerer Akrosomen-Membran des Spermiums. Durch Phagozytose wird das Spermium in die Eizelle aufgenommen. Die Befruchtung der Eizelle geschieht in der Tuba uterina, in der Regel in der Ampulla tubae uterinae (nahe der Fimbrien).

4. Die Reaktion der Eizelle

Während die Membranen miteinander verschmelzen kommt es zur Depolarisation der Eizelle. Gleichzeitig werden kortikale Granula unterhalb der Zellmembran - auch Rindengranula genannt - entleert. Diese Vorgänge verhindern das Eindringen mehrerer Spermien und werden als "Polyspermieblock" bezeichnet.

Nach Eindringen des Spermiums vollendet die Eizelle die 2. Reifeteilung

4.1. Syngamie (Verschmelzung der Vorkerne)

Der Vorkern der Samenzelle und der Vorkern der Eizelle nähern sich einander an. Dabei wird die vorhandene DNA der einzelnen Vorkerne repliziert. Die Kernhüllen lösen sich auf, die Vorkerne verschmelzen miteinander. Sie bilden allerdings keine gemeinsame Kernhülle aus, sondern gehen direkt in die gemeinsame Prophase der ersten mitotischen Furchungsteilung über. Insgesamt entsteht aus zwei haploiden Chromosomensätzen ein diploider Chromosomensatz. Das genetische Geschlecht wird dabei durch die Kombination der jeweiligen Gonosomen festgelegt.

4.2. Präimplantationsphase

Die nun entstandene Zygote wandert vom Ort der Befruchtung (in den meisten Fällen der ampulläre Teil der Tuba uterina) durch den Eileiter in Richtung Uterus. Auf dem Weg dorthin unterliegt sie vielen Teilungsprozessen ohne Zellwachstum.

Die Zygote wird so in viele Tochterzellen, Blastomeren genannt, aufgeteilt:

Zygote
Zwei-Zell-Stadium
Vier-Zell-Stadium
Acht-Zell-Stadium
16-Zell Stadium (Morula) (ungefähr 96 Stunden nach Insemination)
Blastozyste

Im Stadium der Blastozyste ist die befruchtete Eizelle in der Lage sich im Endometrium einzunisten (Implantation bzw. Nidation).

Letztlich handelt es sich bei der Befruchtung um einen sensiblen, physiologischen Vorgang, der sehr störanfällig ist. Alle Reaktionen greifen ineinander und können durch kleinste Pathologien aus dem Gleichgewicht gebracht werden. Eine erfolgreiche Insemination, Befruchtung und Implantation sind keine Selbstverständlichkeit.