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Die Fortpflanzungsbiologie umfasst die Anatomie der weiblichen Geschlechtsorgane und die Oogenese (Bildung von Eizellen durch Meiose sowie der strukturelle Aufbau der Oozyte).
Nachdem wir uns mit der Weitergabe genetischer Informationen beschäftigt haben, betrachten wir nun die biologischen Strukturen, die dies ermöglichen. Die Fortpflanzungsorgane werden in primäre Geschlechtsorgane (bilden Keimzellen und Hormone) und sekundäre Geschlechtsorgane (dienen dem Transport und der Reifung) unterteilt.
Bei der Frau sind die Eierstöcke (Ovarien) die primären Geschlechtsorgane. Sie sind von einer bindegewebigen Kapsel (Tunica albuginea) umgeben und von einschichtigem Epithel bedeckt. Im Inneren unterscheidet man eine äußere Rinde und ein inneres Mark. Sie produzieren Eizellen und Sexualhormone (Östrogene und Progesteron). Die Eileiter (Tuba uterina) sind etwa 10–15 cm lange Schläuche, die mit Flimmerepithel und glatter Muskulatur ausgekleidet sind. Durch Zilienschlag und Muskelkontraktionen wird die Eizelle innerhalb von 3–5 Tagen in Richtung Uterus transportiert; hier findet in der Regel auch die Befruchtung statt, wobei die Eizelle nur etwa 24 Stunden befruchtungsfähig ist. Der Uterus (Gebärmutter) ist ein birnenförmiges Organ, das von Harnblase (ventral), Darm (dorsal) und Beckenboden (kaudal) begrenzt wird. Seine Wand besteht aus drei Schichten: dem äußeren Perimetrium, der muskelstarken Schicht des Myometriums und der inneren Schleimhaut, dem Endometrium, das sich zyklisch auf- und abbaut. Die Blutversorgung erfolgt über die A. ovarica aus der Bauchaorta sowie die A. uterina aus der A. iliaca interna.
Die äußeren weiblichen Geschlechtsorgane werden als Vulva zusammengefasst. Dazu zählen die großen und kleinen Schamlippen (Labia majora und minora), der Scheidenvorhof (Vestibulum vaginae) mit den Ausführungsgängen der Bartholin-Drüsen, die ein muköses Sekret zur Befeuchtung abgeben, sowie die Klitoris. Die Klitoris besteht aus Schwellkörperschenkeln, Schaft und Eichel und ist aufgrund hoher Nervendichte besonders berührungsempfindlich. Die Vagina (Scheide) ist ein dehnbarer, etwa 8–12 cm langer muskulös-bindegewebiger Schlauch, der den Scheidenvorhof mit dem äußeren Muttermund verbindet. Ihre Schleimhaut besteht aus mehrschichtigem unverhorntem Plattenepithel, ist drüsenlos und reich an Glykogen. Das saure Scheidenmilieu (pH 4–4,5) wird durch Milchsäurebakterien (Döderlein-Bakterien) aufrechterhalten und schützt vor Infektionen. Bei sexueller Erregung kommt es zur Lubrikation, wobei Zervixschleim den pH-Wert anhebt und die Spermienbeweglichkeit fördert.
Im Gegensatz dazu ist die Oogenese (Bildung von Eizellen) ein diskontinuierlicher Prozess, der bereits vor der Geburt beginnt. Im 2. Schwangerschaftsmonat differenzieren sich pluripotente Urkeimzellen in der Gonadenleiste zu unipotenten Oogonien. Ab der 13. Schwangerschaftswoche treten die aus den Oogonien entstandenen primären Oozyten in die Meiose I ein und verharren im Diplotän der Prophase I. Dieses Ruhestadium wird Diktyotän genannt und kann bis zur Pubertät andauern. Eine zusätzliche Hülle aus flachem, einschichtigem Epithel macht die primäre Oozyte zum Primordialfollikel, dessen Bildung bis zur Geburt abgeschlossen ist. Pro Zyklus reift meist nur eine Eizelle heran.
Kurz vor der Ovulation vollendet die primäre Oozyte die Meiose I. Dabei entstehen die sekundäre Oozyte und das erste Polkörperchen, das überschüssiges genetisches Material enthält und im Perivitellin-Raum verbleibt. Die Meiose II beginnt und wird unmittelbar in der Metaphase arretiert; sie wird nur nach Eindringen eines Spermiums abgeschlossen. Ohne Befruchtung stirbt die sekundäre Oozyte innerhalb von 24 Stunden ab. Die reife Eizelle ist mit etwa 0,1 mm Durchmesser die größte Zelle des menschlichen Körpers. Sie ist von der Zona pellucida umgeben, einer Glykoprotein-Matrix, die für die Befruchtung essenziell ist. Um die Zona pellucida herum liegen strahlenförmig angeordnete Follikelepithelzellen, die Corona radiata. Der Raum zwischen Zona pellucida und der Zellmembran (Oolemm) ist der Perivitellin-Raum, in dem die Polkörperchen zu finden sind. Das Zytoplasma der Eizelle wird Ooplasma genannt und enthält neben Zellorganellen auch fett- und albuminhaltige Vesikel. Diese Nährstoffreserven werden als Deutoplasma bezeichnet und dienen der Ernährung in den ersten Embryonalstadien.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Gameten (Keimzellen) ist ihre Beschaffenheit: Während das Spermium klein und auf Mobilität optimiert ist, ist die Eizelle die größte Zelle des menschlichen Körpers und enthält alle Zellorganellen sowie Nährstoffe, die für die ersten Zellteilungen nach der Befruchtung notwendig sind.
