Gametogenese

Postgraduate Training Course in Reproductive Health/Chronic Disease

Gametogenese

C. de Vantéry Arrighi, H. Lucas

Siehe auch Präsentation

I. Definition der Gametogenese

Die Gametogenese beschreibt und umfasst alle Vorgänge, die an der Bildung von Geschlechtszellen oder Gameten (Spermien oder Eizellen) aus Stammzellen, den primordialen Keimzellen (PGC), beteiligt sind. Die Gametogenese umfasst die Spermatogenese (Produktion von Spermien) und die Oogenese (Produktion von Eizellen/Eiern).

II. Geschlecht

Die Entstehung von zwei Geschlechtern hängt von genetischen Unterschieden ab

Die genetische Determinante des Geschlechts liegt auf dem Y-Chromosom :

• Wenn das Y-Chromosom vorhanden ist, entwickelt das Individuum die männlichen Keimdrüsen, Hoden
• Wenn das Y-Chromosom nicht vorhanden ist, entwickelt das Individuum die weiblichen Keimdrüsen, Eierstöcke

Die Aktivität des Y-Chromosoms allein reicht aus, um das Geschlecht der Keimdrüsen zu bestimmen

Die Bestimmung des Geschlechts der Keimdrüsen (Sexualdimorphismus) ist die Erteilung einer Anweisung durch das Y-Chromosom, die lautet: „Bilde einen Hoden“.

Das Y-Chromosom ist klein und der größte Teil seiner DNA ist heterochromatisch (sehr kondensiert und nicht in der Lage, RNA zu synthetisieren), daher sind andere Gene, die auf anderen autosomalen Chromosomen und sogar auf dem X-Chromosom liegen, erforderlich, um ein so komplexes Organ wie die Hoden zu bilden, aber das Y-Chromosom enthält das „Schalt-“ oder Controller-Gen, das die Expression aller anderen Strukturgene reguliert, indem es entscheidet, ob und wann sie aktiviert werden sollen.

Klinische Fälle:

• Männer 46 XX, Translokation eines Stücks von Y, das SRY auf einem Autosom oder X entspricht
• Frauen 46 XY, Deletion/Mutation auf dem kurzen Arm von Y, der SRY entspricht

Das Hoden bestimmende Gen : SRY : „Sex-determining Region Y gene“ :

SRY befindet sich nahe dem Ende des kurzen Arms des menschlichen Y-Chromosoms. Dieses Gen kodiert ein Protein, das spezifische DNA-Sequenzen bindet, nach der Bindung eine DNA-Biegung induziert und im Zellkern lokalisiert ist, was charakteristisch für Transkriptionsregulatoren ist, die andere nachgeschaltete Gene beeinflussen.

Die beiden Keimdrüsen entwickeln sich aus einem bipotenten Vorläufer durch die unterschiedliche Wirkung von SRY bei Männern

Die frühe Entwicklung der Keimdrüse verläuft bei Männern und Frauen ununterscheidbar.

Bei beiden Geschlechtern stammen die Keimdrüsen von einem gemeinsamen Vorläufer ab, der aus zwei verschiedenen Geweben besteht:

• Somatische mesenchamale Gewebe, die die Matrix der Gonade bilden
• Primordiale Keimzellen (PGC), die wandern und diese Matrix besiedeln, um die Geschlechtszellen zu bilden

Im menschlichen Embryo :

• Im Alter von 3 Wochen : Undifferenzierte PGC sind im Epithel des Dottersacks erkennbar (Morphologie und Aktivität der alkalischen Phosphatase)
• Mit 4 Wochen: PGC wandern durch amöboide Bewegungen vom Dottersack zu den Genitalleisten und vermehren sich durch Mitose
• PGC veranlassen die Genitalleiste, sich in ein primitives Keimepithel zu differenzieren und sich darin einzubetten, wodurch primäre Geschlechtsstränge entstehen. Die Keimdrüsen sind dann histologisch verschieden, bipotent und können sich zu Hoden oder Eierstöcken entwickeln.
• Mit 8 Wochen: Eierstock und Hoden sind histologisch verschieden

Beim Mann: Genprodukte, die durch die Aktivierung des SRY-Gens gesteuert werden, bewirken, dass sich die undifferenzierten Geschlechtsstränge vergrößern, spalten und beginnen, die primitiven Hoden zu bilden. Die PGC beginnen, sich in Spermatogonien zu differenzieren.

Bei der Frau: Die PGC beginnen, sich in den Follikeln in Oogonien zu differenzieren.

Die Differenzierung der beiden Geschlechter hängt von der endokrinen Aktivität des fötalen Hodens ab

Die männlichen und weiblichen inneren Genitalien entwickeln sich aus unterschiedlichen unipotenten Vorläufern durch die Wirkung von Androgenen und MIS (“ Müllerian Inhibiting Substance „) :

• Die männlichen und weiblichen äußeren Genitalien entwickeln sich aus einem einzigen bipotenten Vorläufer durch die Wirkung von Androgenen
• Die Exposition weiblicher Föten gegenüber Androgenen führt zu einer „Vermännlichung“ ihrer äußeren Genitalien
• Die Kastration (oder Unterdrückung endogener Androgene) männlicher Föten führt zu einer „Verweiblichung“ ihrer äußeren Genitalien

Vor- und und postnatales Wachstum der Keimdrüsen ist bis zur Pubertät langsam

Die Hoden wandern in eine skrotale Position :

• Kryptorchismus : die Spermatogenese ist gestoppt, der Hodenstoffwechsel ist abnormal und das Risiko von Hodentumoren steigt (verlängerte Erwärmung)

Hodenwachstum und -aktivität sind wichtig für die männliche Entwicklung

Die meisten ovariellen Keimzellen sterben vor der Pubertät ab und treten alle in die Meiose ein

Das Ovar ist für die präpubertäre Entwicklung nicht wichtig