Furchung

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 5. Januar 2017
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Die Furchung der Zygote ist eine Zellteilung in der frühen Embryogenese. Sie folgt auf die Befruchtung und gehört zur präembyonischen Entwicklung. Fehler bei der Furchungsteilung werden mit Genmutationen wie Trisomien oder parentalen Disomien in Verbindung gebracht.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Furchung?

Zu Beginn der Embryogenese findet an der befruchteten Eizelle eine Zellteilung durch Abschnürung statt. Dieser Prozess wird auch als Furchung oder Furchungsteilung der Zygote bezeichnet und findet bei allen vielzelligen Lebewesen statt.

Das Embryo vergrößert sich bei dieser Zellteilung nicht, sondern wird segmentiert. Die Furchungsteilung weist eine rasante Geschwindigkeit auf, da sie keine Neuproduktion von biologischer Bestandteile erfordert. Eine Kernteilung kann auf diesem Weg theoretisch alle sieben bis acht Minuten stattfinden.

Die Teilungen verlaufen anders als bei der konventionellen Zellteilung synchron und die Kern-Plasma-Relation verändert sich bei einem verkürzten Zellzyklus aus einer S- und M-Phase permanent. Das Endprodukt der Furchungsteilungen ist die sogenannte Morula. Dabei handelt es sich um eine zellgefüllte Kugel, die die Blastormeren enthält. Diese Blastomeren sind die bei der Teilung entstandenen Zellen.

Insgesamt werden drei verschiedene Furchungsarten unterschieden: die meroblastische Furchung der Fische, Reptilien, Insekten und Vögel, die holoblastische Furchung der Säugetiere und Amphibien und die Wendelfurchung der Anneliden und Weichtiere.

Funktion & Aufgabe

Furchungsteilungen gehören zur präembyonischen Phase der Embryonalentwicklung und schließen an die Befruchtung der Eizelle an. Der Furchung geht die Kernverschmelzung in der Eizelle voraus. Wenige Stunden danach setzt die erste Zellteilung ein, die von einem Zwei-Zellstadium über ein Vier-Zell und Acht-Zell-Stadium die Morula entstehen lässt.

Die Morula ist ein rundlicher Zellhaufen, der am dritten oder vierten Tag nach der Befruchtung entsteht. Die Zellteilungen finden in Form von Mitose statt. Die nachfolgenden Zellen sind der Zygote genetisch also identisch und werden daher auch als Klone bezeichnet.

Die Morula wird im Eileiter innerhalb der nächsten fünf bis sechs Tage zum Keimbläschen oder zur Blastula und nistet sich in dieser Form in die Schleimhaut des Uterus ein. Damit ist die Furchung der Zygote ein wichtiger Vorbereitungsschritt der embryonalen Entwicklung und hat einen dementsprechend hohen Wert für die Fortpflanzung.

Zu Anfang jeder Furchungsteilung werden die Zellen, nicht aber das Plasma mehr. Die Zellen wachsen also später und teilen sich gegenwärtig lediglich in Blastomere abnehmender Größe.

Die Furchung der Zygote ist eine Zellteilung in der frühen Embryogenese. Sie folgt auf die Befruchtung und gehört zur präembyonischen Entwicklung.

Im Plasma der Zygote befindet sich Dotter, mit unterschiedlicher Verteilung. Meist steht eine relativ dotterarme einer vergleichsweise dotterreichen Seite gegenüber. Der Übergang zwischen diesen beiden Seiten nennt sich grauer Halbmond. Die Dotterverteilung entscheidet, wie die mitotische Teilung der Zygote im Einzelnen abläuft. Dotterreiche Stellen werden als vegetativer Pol bezeichnet und unterliegen einer langsamen Furchung. Am sogenannten animalen Pol der dotterarmen Seite findet die Furchung mit höherer Geschwindigkeit statt. Die verschiedenen Furchungstypen hängen also mit der Verteilung des Dotters zusammen.

Die total äquale Furchung findet zum Beispiel bei isolecithalem Dotter statt. Der Dotter ist in diesen Zygoten relativ gleichmäßig verteilt. Die total äquale Furchung lässt gleichmäßig verteilte Blastomere in etwa gleicher Größe entstehen und kommt vor allem bei den Holoblastiern vor.

Das Gegenteil ist die total inäquale oder discoidale Furchung. Sie geht von einer telolecithalen Dotterverteilung aus, bei der der Dotter vor allem am vegetativen Pol der Zygote liegt. Eier mit besonders viel Dotter am vegetativen Pol machen die discoidale Furchung durch. Die Meroblastiern sind zum Beispiel Lebewesen mit diesem Furchungstyp.

Als dritter Typ der Furchungsteilung gilt die superfizielle Furchung. Sie findet an centrolecithalen Eiern statt, deren Dotter im Inneren liegt. An der Eioberfläche bilden sich die neuen Zellen und der Dotter verbleibt im Zellinneren.

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Krankheiten & Beschwerden

Bei der ersten Furchungsteilung können bereits chromosomale Verluste oder Verdopplungen auftreten. In der Regel sind Teilungsstörungen der Ei- oder Samenzelle vor der Befruchtung für solche Erscheinungen verantwortlich. So entstehen während der mitotischen Teilung zum Beispiel Embryonen mit einer trisomen oder disomen Zelllinie, wo sie nicht gefordert ist.

Aus einer uniparentalen Disomie kann sich gegebenenfalls eine Isodisomie entwickeln, bei der ein elterliches Chromosom vollständig oder partiell doppelt vorliegt. Solcherlei Chromosomenanomalien kennt der Genforscher als Mosaike. Das Pätau-Syndrom ist zum Beispiel eine diesbezügliche Krankheit, die mit einer Trisomie des Chromosoms 13 in Verbindung steht. Das Syndrom wird mit einer hohen Sterblichkeit assoziiert und mit Totgeburten in Zusammenhang gebracht. Missbildungen der Gliedmaße gehören ebenso in das Krankheitsbild, wie Herzfehler oder Entwicklungsstörungen des Gehirns und Fehlbildungen des Zentralnervensystems.

Als Trisomie 18 ist dagegen das Edwards-Syndrom bekannt. Auch bei dieser Erkrankung liegen Herzfehler, Entwicklungsstörungen im Gehirn und Fehlbildungen im zentralen Nervensystem vor. Fehlbildungen der Extremitäten und des Bauchbereichs sind ebenso häufige Symptome.

Mit einer uniparentalen Disomie werden heute außerdem Erkrankungen wie das Prader-Willi-Syndrom oder das Angelmann-Syndrom in Verbindung gebracht. Beim Prader-Willi-Syndrom liegen neben einer Veranlagung zu Adipositas meist Kleinwuchs und eine geistige Behinderung vor. Das Angelmann-Syndrom wird von Epilepsien, Unförmigkeiten und Ataxien sowie Krämpfen, Wahrnehmungsstörungen und einer psychomotorisch starken Retardierung geprägt.

Wie stark Trisomien oder Disomien im Einzelfall ausgeprägt sind und wie sehr sie das Leben der Betroffenen beeinträchtigen, variiert von Mensch zu Mensch beträchtlich.

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