Wie menschliche Spermien auf Schleichwegen zur Eizelle gelangen

Beim Wettschwimmen zur reifen Eizelle, die sich im Eileiter befindet, muss ein Spermium ungefähr 15 cm zurücklegen. Das entspricht etwa dem 3000-fachen seiner eigenen Länge. Dabei schwimmt es flußaufwärts, mal mit der Strömung (im Gebärmutterhalskanal), mal dagegen (im Eilleiter). Erschwerend kommt jedoch hinzu, dass dichtes Gedränge herrscht, denn es sind mehr als 100 Millionen Spermien unterwegs. Nicht alle erreichen den Gebärmutterhalskanal, noch weniger die Eileiter und die Hälfte davon schwimmt in den „falschen“ Eileiter (ohne Eizelle).

Das innere Geschlechtssystem der Frau

Credit: Henry Vandyke Carter, 1918 / public domain Das innere Geschlechtssystem der Frau

Die Eizelle macht sich vom Eierstock aus auf den Weg zu ihrem Rendezvous mit Mr. Sperm und durchquert dabei kurz die Beckenhöhle, da sich zwischen Eierstock und Eileiter eine kleine Lücke befindet. Der Eileiter besitzt an dieser Stelle eine bewegliche trichterförmige Öffnung mit fingerartigen Fimbrien. Diese und ein Flimmerepithel im Eileiter unterstützen die Aufnahme der Eizelle in dem sie einen Sog verursachen. Becherzellen in der Schleimhaut des Eileiters produzieren eine Flüssigkeit. Sowohl Flimmerhärchen in der Eileiterwand als auch peristaltische Kontraktionen der glatten Muskulatur in der Eileiterwand erzeugen einen Flüssigkeitsstrom und schieben die Eizelle dadurch weiter Richtung Gebärmutter.

Während die relativ große Eizelle im Eileiter passiv mit der Strömung treibt, muss das relativ kleine Spermium aktiv gegen die Strömung anschwimmen und ist daher von der Evolution „motorisiert“ worden. Der Motor steckt im 50 µm langen Schwanz des Spermiums. Dieser Schwanz ist eine bewegliche Geißel mit längsverlaufendem Fibrillensystem aus Mikrotubuli. Diese Geißel sorgt dafür, dass Spermien nicht einfach gerade aus schwimmen, sondern sich schraubenförmig um ihre Längsachse drehen. Im Spermien-Mittelstück liegen vier bis fünf kugelförmige Mitochondrien, die diese Geißel mit Energie beliefern.

Während der Ejakulation verlassen die Spermien den Penis mit einer Geschwindigkeit von ca. 17 km/h. Diese Geschwindigkeit verringert sich in der Scheide der Frau stark. Auf dem Weg zur und in der Gebärmutter und den Eileitern bewegen sich die Spermien nur noch mit einer Geschwindigkeit von etwa 3-4 mm pro Minute. Die Spermien können sich aber zu Bündeln von zwei, drei und vier Spermien zusammentun. Im Team schwimmen sie dann doppelt so schnell wie alleine.

Die Samenflüssigkeit ist leicht alkalisch, was hilft, das saure Scheidenmilieu zu neutralisieren; dadurch werden die Spermien geschützt und ihre Beweglichkeit erhöht. Prostaglandine im Sperma induzieren eine Verdünnung des Schleims am Muttermund, dem Eingang der Gebärmutter, und fördern die Kontraktion der Gebärmuttermuskulatur. Beim weiblichen Orgasmus heben und senken sich Gebärmutter und Gebärmutterhals wiederholt wie ein Tauchkolben auf diese Weise wird das Sperma nach oben in die Gebärmutter gesogen.

Im Eileiter heften sich die Spermien an die Eileiterwand und ändern dann ihre Richtung um eine halbe Drehung, bevor sie sich mit einem Schwanzschlag wieder losreißen. So „klettern“ sie per „Stop and Go“ den zwei Millimeter breiten Kanal hinauf. Wenige Mikrometer vor dem Ziel gibt es für den Motor der Spermien nochmal ein letzte Tankfüllung: Die Eizelle schüttet in goßen Mengen das weibliche Sexualhormon Progesteron aus, das Calciumkanäle im Schwanz des Spermiums öffnet und damit einen großen Calciumeinstrom ermöglicht. Die Spermien schlagen darauf hin wie wild mit dem Schwanz und mobilisieren ihre letzten Kräfte um die Eizelle zu erreichen.

Die menschliche Gebärmutter

Credit: Henry Vandyke Carter, 1918 / public domain Die menschliche Gebärmutter

Die Eierstöcke, Eileiter und die Gebärmutter befinden sich in der Beckenhöhle, die weitgehend von Beckenknochen umgeben ist. In der Beckenhöhle befindet sich eine innere Kammer, die Peritonealhöhle, die mit einer serösen Haut, dem Peritoneum ausgekleidet ist. Das parietale Peritoneum überzieht die Körperwand. Ein schmaler flüssigkeitsgefüllter Raum trennt es vom viszeralen Peritoneum, das Eierstöcke, Eileiter und die obere Fläche der Gebärmutter überzieht.

Spermien durchqueren die Peritonealhöhle

Tatsächlich hat sich erwiesen, dass dann und wann auch menschliche Spermien aus dem weiblichen Reproduktionstrakt entweichen und in der Peritonealhöhle auf Wanderschaft gehen. Um einschätzen zu können, wie oft das vorkommt, machte sich ein Team von drei amerikanischen Gynäkologen geschickt eine selten auftretende angeborene Gebärmutterfehlbildung zunutze, nämlich das sogenannte „nicht kommunizierende Gebärmutterhorn1“. Die Gebärmutter entwickelt sich beim Embryo aus zwei Röhren, den sogenannten Müller’schen Gängen. Beim Jungenembryo verkümmern diese nach und nach, beim Mädchenembryo wachsen sie und verschmelzen zu einer einzigen Gebärmutter mit zwei Eileitern. Bei einem von ungefähr 4000 weiblichen Embryonen kommt es jedoch zu einer Fusionsstörung der Müller’schen Gänge, die in einer Teilung der Gebärmutter in zwei Kammern – „Hörner“ – resultiert., von denen eine mit dem Gebärmutterhals und der Scheide verbunden ist („kommuniziert“), die andere jedoch nicht.

Gerard Nahum von der Duke Universität in Durham, North Carolina und zwei seiner Kollegen durchsuchten die medizinische Fachliteratur vom Zeitraum 1900 bis 1999 nach Schwangerschaften bei Frauen mit solch einem „nicht kommunizierenden Gebärmutterhorn“ [1]. Sie fanden 272 Fälle2 aus 40 Ländern. Es stellte sich heraus, dass der Fötus sich mit gleicher Wahrscheinlichkeit in der Kammer mit der Verbindung zu Gebärmutterhals und Scheide befand wie in der anderen, die nicht diese Verbindung hatte. Die unausweichliche Schlussfolgerung lautete: All diese problematischen Schwangerschaften3 in der „blinden“ Gebärmutterkammer konnten nur in der Weise zustande gekommen sein, dass Spermien durch die andere Kammer zum Eileiter hinauf und weiter in die Peritonealhöhle der Frau gewandert sind und von dort aus durch den Hintereingang in den anderen Eileiter gelangt waren. Dort hatte eines von ihnen eine reife Eizelle befruchtet, die sich dann in der blinden Gebärmutterkammer eingenistet hatte.

Uterus unicornis mit rudimentärem nicht kommunizierendem Horn: Schwangerschaft im nicht kommunizierendem Horn

Credit: Gerard Nahum, Nahum G. G., Stanislaw H. & McMahon C. (2004) Preventing Ectopic Pregnancies: How Often Does Transperitoneal Transmigration of Sperm Occur in Effecting Human Pregnancy? BJOG: An International Journal of Obstetrics and Gynaecology, 111: 706-714. , Figure 2 Uterus unicornis mit rudimentärem nicht kommunizierendem Horn: Schwangerschaft im nicht kommunizierendem Horn

In ihrer vollen Tragweite erfasst, läuft die Studie auf die erstaunliche Erkenntnis hinaus, dass bei allen Frauen – auch solchen ohne jene angeborene Gebärmutterfehlbildung – jederzeit Spermien abseits der breiten offiziellen Hauptstraßen des weiblichen inneren Geschlechtssystem unterwegs sind, um auf dem Schleichweg durch die Peritonealhöhle zu etwa vorhandenen reifen Eiern in dem Eileiter auf der anderen Seite zu gelangen.

Fußnoten

1. Der medizinische Fachbegriff lautet: Uterus unicornis mit rudimentärem nicht kommunizierendem Horn, Klassifizierung Typ II-A-1-b) In der ICD-10-WHO Version 2016 als Q51.4 verschlüsselt.

2. Diese Art von Schwangerschaft ist äußerst selten (1 in 100.000 bis 140.000 Schwangerschaften) und nur 2 Prozent von diesen führen zu einer Lebendgeburt [2].

3. Bei den meisten dieser Schwangerschaften kommt es zu einer Uterusruptur im zweiten oder dritten Trimester. Als Uterusruptur wird ein Riss in der Gebärmutterwand bezeichnet, der in seltenen Fällen während einer Geburt, weniger in der Schwangerschaft, auftreten kann. Bei einer kompletten Ruptur kommt es zu einem Riss der kompletten Gebärmutterwand einschließlich der glatten Auskleidung des Bauchfells. Durch den Riss können Blut, Fruchtwasser, das Baby und die Plazenta in die Bauchhöhle vordringen und bei Mutter und Kind akute Lebensgefahr verursachen. Am häufigsten treten Uterusrupturen in dem ca. 1 cm langen Übergang zwischen Gebärmutterhals und Gebärmutter auf, eine Schwachstelle in der Gebärmutter selbst ist selten die Ursache.

Weiterführende Literatur

[1] Nahum G. G., Stanislaw H. & McMahon C. (2004) Preventing Ectopic Pregnancies: How Often Does Transperitoneal Transmigration of Sperm Occur in Effecting Human Pregnancy? BJOG: An International Journal of Obstetrics and Gynaecology, 111: 706-714.

[2] Sharma, C., et al. (2016) Pelvic Viable Live Birth in a non Communicating Rudimentary Horn of Uterus: a Case Report. J Gynecol Neonatal Biol 2(1): 1- 4.

[3] Eisenbach, M., Giojalas, L. C. (2006): Sperm guidance in mammals – an unpaved road to the egg. Nat. Rev. Cell Biol. 7: 276– 285.

Veröffentlicht von

Joe Dramiga ist Neurogenetiker und hat Biologie an der Universität Köln und am King’s College London studiert. In seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit der Genexpression in einem Mausmodell für die Frontotemporale Demenz. Die Frontotemporale Demenz ist eine Erkrankung des Gehirns, die sowohl Ähnlichkeit mit Alzheimer als auch mit Parkinson hat. Kontakt: jdramiga [at] googlemail [dot] com

3 Kommentare Schreibe einen Kommentar

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  2. Ich habe mal gehört, dass männliche Spermien kräftiger und schneller sind, weibliche hingegen stärker von diesem “Orgasmus-Sog” erfasst werden und folglich mit einem weiblichen Orgasmus mehr Mädchen gezeugt werden. Kann das sein?
    Klingt ein bisschen nach “Jungs machen Jungs, Männer machen Mädchen”

    • Meiner Meinung nach kann das nicht sein. Warum sollten Spermien, die ein Y-Chromosom tragen, schneller sein als die, die ein X-Chromosom tragen? Warum sollten Spermien, die ein X-Chromosom tragen, stärker von dem Sog erfasst werden als die mit einem Y-Chromosom? Welche strukturellen oder physiologischen Unterschiede zwischen diesen beiden Typen von Spermien sollten das ermöglichen? Mir sind bis jetzt keine Studien dazu bekannt.

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