Gastrulation – frühe Keimblätter
Primitivstreifen · Semidünnschnitt
Beschriftete Strukturen
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Die Gastrulation ist der Schritt, in dem aus der zweiblättrigen Keimscheibe (Epiblast und Hypoblast) die drei Keimblätter Ektoderm, Mesoderm und Endoderm entstehen. Im Epiblast bildet sich in der Mittellinie der Primitivstreifen mit einer Rinne, der Primitivrinne. Dort lösen sich Epiblastzellen aus dem Epithelverband, wandern in die Tiefe und breiten sich als lockeres Mesenchym zwischen den Blättern aus.
Das Präparat stammt von einem Schweineembryo und ist als Semidünnschnitt (Kunststoffeinbettung, etwa 1 µm dick) mit Richardson-Färbung (Methylenblau/Azur II) angefertigt. Dadurch sind Zellgrenzen, Kerne und Nukleolen besonders scharf zu erkennen – ideal, um die Umwandlung von Epithel- in Mesenchymzellen zu verfolgen.
Daran erkennst du es
- Dicke, hochprismatische Epiblastschicht
- Dünne Hypoblastschicht aus flachen Zellen
- Lockere, sternförmige Mesenchymzellen zwischen den Blättern
- Verdickter Epiblast mit auswandernden Zellen am Primitivstreifen
- Semidünnschnitt: scharfe Zellgrenzen, blaue Färbung, deutliche Nukleolen
Im Präparat aufsuchen
- Epiblast
- Hypoblast
- Mesenchym
- Primitivstreifen / Primitivrinne
- Flaschenzellen (EMT)
Aufbau
Der Epiblast ist ein hochprismatisches, mehrreihiges Epithel mit dicht stehenden Kernen und bildet die dicke, obere Schicht. Darunter liegt der Hypoblast als dünne Lage flacher Zellen, die zum Dottersack hin zeigt. Im Bereich des Primitivstreifens ist der Epiblast verdickt; hier finden sich keilförmige Flaschenzellen (bottle cells) mit schmalem apikalem Hals und verbreitertem basalem Zellkörper. Zwischen Epiblast und Hypoblast liegen sternförmige, locker verteilte Mesenchymzellen mit Fortsätzen und viel Zwischenraum. Die Basalmembran unter dem Epiblast ist am Primitivstreifen unterbrochen.
Funktion
Bei der epithelio-mesenchymalen Transition (EMT) verlieren Epiblastzellen ihre apikobasale Polarität und ihre Zell-Zell-Kontakte (Herunterregulation von E-Cadherin), schnüren sich apikal ein (Flaschenzellen), durchbrechen die Basalmembran und wandern als Mesenchym aus. Die zuerst einwandernden Zellen ersetzen den Hypoblast und bilden das definitive Endoderm; die folgenden bilden zwischen den Blättern das intraembryonale Mesoderm. Der verbleibende Epiblast wird zum Ektoderm. Zellen, die durch den Primitivknoten wandern, bilden die Chorda dorsalis. Alle drei Keimblätter stammen damit vom Epiblast ab.
Mikroskopie-Tipps
Orientiere dich bei kleiner Vergrößerung an der dicken, dunkelblauen Epiblastschicht. Die dünne, oft lückenhafte Zellreihe gegenüber ist der Hypoblast; dazwischen liegen einzelne Mesenchymzellen. Suche dann die Stelle, an der der Epiblast verdickt ist, seine glatte Unterkante verliert und Zellen in die Tiefe abgibt – das ist der Primitivstreifen. Bei starker Vergrößerung achte auf keilförmige Flaschenzellen und auf Zellen, die sich gerade aus dem Verband lösen. Im Semidünnschnitt erscheinen Kerne mit deutlichen, tiefblauen Nukleolen; Mitosen sind im Epiblast häufig.
Klinischer Bezug
Störungen der Gastrulation haben weitreichende Folgen. Bleiben Reste des Primitivstreifens bestehen, können in der Sakrokokzygealregion Steißbeinteratome mit Gewebe aller drei Keimblätter entstehen. Eine zu geringe Mesodermbildung im kaudalen Bereich führt zur kaudalen Dysgenesie (Sirenomelie). Die EMT ist zudem ein Schlüsselmechanismus der Tumormetastasierung: Karzinomzellen reaktivieren dieses embryonale Programm, verlieren E-Cadherin und werden invasiv. Auch teratogene Substanzen wie Alkohol wirken in dieser frühen, sehr empfindlichen Phase.
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Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Epiblast und Ektoderm?
Der Epiblast ist die obere Schicht der zweiblättrigen Keimscheibe und Ursprung aller drei Keimblätter. Erst der nach der Gastrulation verbleibende Epiblast heißt Ektoderm.
Was sind Flaschenzellen?
Epiblastzellen, die sich apikal stark verengen und dadurch keil- oder flaschenförmig werden. Sie leiten die Einwanderung der Zellen am Primitivstreifen ein.
Warum wird ein Semidünnschnitt verwendet?
Der etwa 1 µm dünne Kunststoffschnitt zeigt Zellgrenzen und Zellformen viel schärfer als ein Paraffinschnitt. So lassen sich einzelne auswandernde Zellen gut verfolgen.
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