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Die Oogenese ist ein zentraler biologischer Prozess in der weiblichen Fortpflanzung, bei dem aus unreifen Keimzellen befruchtungsfähige Eizellen entstehen. Im Gegensatz zur kontinuierlich ablaufenden Spermatogenese beim Mann erfolgt die Oogenese in mehreren Phasen und ist durch lange Ruhepausen gekennzeichnet. Dieser komplexe Vorgang stellt sicher, dass nur ausgewählte Eizellen vollständig ausreifen und für eine mögliche Befruchtung bereitstehen. Dieser Artikel soll über den Ablauf, die Funktion und klinische Aspekte aufklären.
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Oogenese – Definition
Die Oogenese ist der Prozess der Entwicklung und Reifung der Eizellen (Oozyten) in den Eierstöcken (Ovarien). Sie beginnt bereits während der Embryonalentwicklung und verläuft in mehreren Phasen.
Oogenese – Ablauf
Der Verlauf der Oogenese lässt sich anhand der Lebenszeit in drei Phasen unterteilen: eine vor der Geburt, eine vor der Geschlechtsreife und eine während der Geschlechtsreife. Dabei teilen sich die Keimzellen sowohl durch Mitose als auch Meiose.
Pränatalzeit
Noch während der Embryonalentwicklung werden schon alle Eizellen angelegt, über die die Frau später verfügt. Urkeimzellen vermehren sich durch mitotische Teilung und differenzieren zu Oogonien. Diese sind über Zytoplasmabrücken untereinander verbunden und proliferieren weiter.
Ab der 13. Woche treten die Oogonien in die Meiose ein und werden dann als primäre Oozyten bezeichnet. Es beginnt die erste Reifeteilung, bei der letztendlich die Zahl der Chromosomen halbiert wird und zwei haploide Zellen entstehen, die jeweils die Hälfte der Chromosomenzahl der Ausgangszelle haben. Jedoch kommt es pränatal noch nicht dazu, weil die Reifeteilung noch während der Prophase stoppt, genauer gesagt im Diktyotän der Prophase.
Diktyotän
Während der Prophase der ersten Reifeteilung in der Meiose, durchläuft die Zelle das Leptotän, dann das Zygotän, gefolgt von Pachytän und Diplotän, bis sie letztendlich das Diktyotän erreicht und diese Ruhe einlegt.
Diese primäre Oozyten, die sich nun im Ruhestadium befinden, bilden nun die Primordialfollikel im Ovar aus. Sie werden von einem einschichtigen Epithel umgeben und sind die frühesten Stufen in der Follikelreifung der erwachsenen Frau.
Geburt und Kindheit
Ab der Geburt zieht sich diese Ruhephase der primären Oozyten bis zur Geschlechtsreife durch. In dieser reifen die Zellen, wachsen und bilden nötige Zellorganellen aus.
Geschlechtsreife
Kurz vor der Ovulation beendet die primäre Oozyte die erste Reifeteilung und wird zur sekundären Oozyte. Bei dieser ersten Teilung entsteht als zweite Tochterzelle ein Polkörperchen mit dem gleichen Chromosomensatz wie die Eizelle, jedoch geht es unter. Während der Ovulation geht sie in die zweite Reifeteilung der Meiose über und stoppt in der Metaphase wieder. Erst nach einer Befruchtung durch ein Spermium kann die Oozyte die zweite Reifeteilung beenden. Bei dieser Teilung entsteht ein zweites Polkörperchen, das auch wiederum untergeht.
Wird die sekundäre Oozyte nicht befruchtet, schließt sie die Reifeteilung nicht ab und stirbt innerhalb eines Tages ab.
Follikelreifung
Die Eizellen durchgehen einen Teil der Oogenese innerhalb von Follikeln in den Eierstöcken. Während dieser Reifung durchlaufen sie verschiedene Follikelphasen.
Die Primordialfollikel stellen die ovariare Reserve dar. Nach der Geburt werden keine neuen Eizellen mehr angelegt. Er enthält die primäre Oozyte und ist umgeben von einem flachen, einschichtigen Epithel. Verschiedene Wachstumshormone fördern das Wachstum des Primordialfollikel, der sich dadurch zum Primärfollikel entwickelt. Dieser umgibt die Eizelle mit einem flachen, aber kubischen Epithel und bildet dazwischen eine Basalmembran stark aus, welche dann die Zona pellucida darstellt.
Der Follikel wächst weiter zum Sekundärfollikel heran, dessen Epithel nun mehrschichtig ist. Des weiteren bildet sich eine sogenannte Theca folliculi herum aus Stromazellen. Letztendlich wird der Follikel zum Tertiärfollikel, indem sich ein mit Flüssigkeit gefüllter Raum (Antrum folliculare) bildet. Außerdem sammeln sich Granulosazellen um die Eizelle, die sie auch nach dem Eisprung noch umgeben. Diese werden in ihrer Gesamtheit als Corona radiata bezeichnet. Die Theca folliculi besteht im Tertiärfollikel aus einer inneren und äußeren Schicht.
Pro Zyklus wachsen mehrere Primordialfollikel in einer sogenannten Kohorte heran. Jedoch wächst nur ein ausgewählter Follikel zum sprungbereiten Graaf-Follikel heran. Die restlichen Follikel gehen durch Atresie unter. Nach der Ovulation entwickelt sich der Follikel, aus dem die Eizelle gesprungen ist, zum Gelbkörper.
Oogenese – Funktion
Die Oogenese hat das Ziel, haploide Eizellen zu produzieren, die nur die Hälfte der Chromosomenzahl der Mutter besitzen. Dies ist wichtig für die Fortpflanzung, da bei der Befruchtung durch ein Spermium die vollständige diploide Chromosomenzahl wiederhergestellt wird, was die genetische Vielfalt und die Fortpflanzung ermöglicht. Der Prozess stellt sicher, dass nur eine reife Eizelle pro Zyklus freigesetzt wird, was zur Kontrolle der Fortpflanzung und der gesunden Entwicklung des Nachwuchses beiträgt.
Oogenese – Klinik
Die Polkörperchendiagnostik (PKD) ist eine genetische Untersuchung, die in der Reproduktionsmedizin zur Analyse der Eizellen vor der künstlichen Befruchtung (In-vitro-Fertilisation) verwendet wird. Sie dient dazu, genetische Auffälligkeiten frühzeitig zu erkennen.
Polkörperchen haben zwar keine Funktion für die weitere Entwicklung, enthalten aber genetische Informationen der Eizelle. Dieser werden entnommen und auf Chromosomenanomalien untersucht. Da die Polkörperchen nur das mütterliche Erbgut enthalten, kann man aber keine Aussagen über den Beitrag genetischer Defekte des Vaters treffen.
Nur Eizellen ohne nachgewiesene genetische Auffälligkeiten werden für die künstliche Befruchtung verwendet, um das Risiko für Erbkrankheiten zu reduzieren.
Häufige Fragen
- Wann beginnt die Oogenese?
- Wie lange dauert die Oogenese?
- Wie viele Eizellen entstehen während der Oogenese?
- Warum entstehen bei der Oogenese mehrere Polkörperchen?
- Kann die Oogenese im Alter noch stattfinden?
Die Oogenese beginnt bereits während der Embryonalentwicklung eines weiblichen Fötus. Nach der Geburt sind alle Eizellen der Frau angelegt. Sie reifen bis zur Geschlechtsreifen und springen dann im Zuge der Ovulation.
Die Oogenese beginnt bereits vor der Geburt mit der Bildung primärer Oozyten und dauert bis zur Menopause. Während der gesamten reproduktiven Phase reift in jedem Menstruationszyklus eine Oozyte heran, die beim Eisprung freigesetzt werden kann. Die gesamte Dauer der Oogenese erstreckt sich somit über mehrere Jahrzehnte.
Während der Oogenese entwickeln sich im weiblichen Fötus etwa 6–7 Millionen Oogonien. Bis zur Geburt reduziert sich diese Zahl auf 1–2 Millionen primäre Oozyten. Von der Geburt bis zur Pubertät geht ein Großteil der primären Oozyten durch Atresie zugrunde, sodass zu Beginn der reproduktiven Phase noch etwa 300.000–500.000 Eizellen vorhanden sind. Im Verlauf der fruchtbaren Jahre einer Frau reifen nur etwa 400–500 Eizellen tatsächlich zur Ovulation heran. Der Rest degeneriert durch Atresie.
Bei der Oogenese entstehen mehrere Polkörperchen, weil die Meiose asymmetrisch verläuft. Dabei erhält die Eizelle den Großteil des Zytoplasmas, während die Polkörperchen überschüssige Chromosomen enthalten und später degenerieren. Dies sichert die Qualität der Eizelle und stellt sicher, dass sie genug Nährstoffe für die frühe Embryonalentwicklung besitzt.
Die Oogenese findet im weiblichen Körper nur bis zur Menopause statt. Während der fruchtbaren Jahre reifen in jedem Menstruationszyklus Eizellen heran, doch mit zunehmendem Alter nimmt die Anzahl und Qualität der verbliebenen Eizellen ab. Nach der Menopause sind keine befruchtungsfähigen Eizellen mehr vorhanden, sodass die Oogenese endet.
- Lüllmann-Rauch, Renate: Taschenlehrbuch Histologie, Thieme, 6. Auflage, 2019
