Invagination (in der Embryogenese)

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 12. November 2021

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Der Begriff Invagination wird in der Medizin für jegliche Arten von Einstülpungen verwendet. Das betrifft unter anderem die Einstülpung von Darmabschnitten bei Säuglingen und Kleinkindern, die Phagozytose bei der Immunreaktion oder die Einstülpung der Blastozyste bei der Embryogenese. Bei der Embryogenese stellt die Invagination den Beginn der Gastrulation dar.

Was ist die Invagination?

Eine sehr frühe Phase der Embryogenese wird durch den Prozess der Invagination beschrieben. Der Hauptvorgang besteht in der Invagination der Blastula oder der Blastozyste.

In der Medizin findet der Begriff Invagination eine breite Anwendung. Meist wird er für die Einstülpung eines Darmabschnittes in einen anderen verwendet. Dabei können sich Teile des Dünndarms in Abschnitte des Dickdarms oder in andere Dünndarmabschnitte einstülpen. Die eingestülpten Darmabschnitte werden von der Blutversorgung abgeschnitten und können absterben. Es bilden sich dann die Symptome eines Darmverschlusses aus. Diese Form der Invagination findet hauptsächlich bei Säuglingen und Kleinkindern bis zu zwei Jahren statt.

Allerdings können auch Erwachsene bei morphologischen Besonderheiten oder bei Vorhandensein von Tumoren daran erkranken. Nur durch eine Operation kann der lebensgefährliche Zustand dieses besonderen Darmverschlusses beseitigt werden.

Eine völlig andere Form der Invagination ist die Phagozytose. Dabei umschließen die sogenannten Phagozyten, die Fresszellen, Bakterien oder Viren und zersetzen diese. Neben den Antikörpern übernehmen sie eine wichtige Funktion für das Immunsystem.

Eine dritte Form der Invagination beschreibt bei der Embryogenese die Bildung der Keimblätter aus der Blastozyste. Hier leitet die Invagination den Prozess der Gastrulation ein.

Funktion & Aufgabe

Bei höheren Säugetieren und dem Menschen entwickelt sich keine Blastula, sondern eine Blastozyste. Im Unterschied zur Blastula befindet sich bei der Blastozyste an einer Stelle der Hohlkugel ein Zellhaufen, aus dem sich später der Embryo ausdifferenziert. Aus der Blastozystenhülle bildet sich der Trophoblast, aus dem sich embryonale Hilfsorgane (Plazenta) entwickeln.

Das Innere der Blastozysten ist mit dem Innenraum des Dottersacks von Vögeln, Reptilien und Kloakentieren vergleichbar. Die Blastula ist jedoch einfach nur ein mit Flüssigkeit gefüllter Hohlkörper. Daher kann die Blastozyste der Blastula gegenübergestellt werden. Die Blastula oder Blastozyste bildet sich zunächst über den Prozess der Blastulation. Dieser Prozess der Bildung des Blasenkeims ist nach wenigen Tagen der frühen Embryogenese abgeschlossen.

Danach beginnt die Gastrulation. Im Rahmen der Gastrulation bilden sich aus dem Blasenkeim die Keimblätter aus. Grundsätzlich verläuft dieser Prozess bei allen Tieren ähnlich ab. Trotzdem gibt es bei den einzelnen Tierarten deutliche Unterschiede bezüglich der konkreten Vorgänge und der Ergebnisse. Mit der Gastrulation werden durch die Entstehung der Keimblätter die Voraussetzungen für die Entwicklung der inneren Organe geschaffen. Alle bilateralsymmetrischen Tiere bilden während der Embryogenese drei Keimblätter und alle anderen nur zwei Keimblätter aus. Bei bilateralsymmetrischen Tieren stellt die linke Körperhälfte das Spiegelbild der rechten Körperhälfte dar und umgekehrt. Zu den nichtbilateralsymmetrischen Tieren gehören unter anderem die Quallen und die Nesseltiere.

Trotz Unterschiede im Ablauf der Gastrulation finden wichtige grundsätzliche Vorgänge statt, die für alle vielzellige Tierarten gelten. Zu Beginn kommt es an einer Stelle des Blasenkeims zur Einstülpung in das Innere der Hohlkugel. Dieser Vorgang stellt die eigentliche Invagination dar. Der eingestülpte Teil entwickelt sich zu einer inneren Schale, sodass eine zweischalige Gastrula entsteht. Die äußere Schale wird als Ektoderm und die innere Schale als Endoterm bezeichnet. Der innere Hohlraum stellt die primäre Leibeshöhle dar. Der eingestülpte Bereich, der sich als Delle präsentiert und zum Endoterm entwickelt, kann als Urdarm betrachtet werden.

Nach der Invagination folgt das Einrollen des künftigen Entoderms, was auch als Involution bezeichnet wird. Mit der Ingression wandern Zellen des künftigen Entoderms ein. Danach folgt die Delamination, bei welcher das künftige Entoderm im Blastocoel abgeschnürt wird. Das Entoderm zeigt eine Öffnung nach außen, die auch als Urmund bezeichnet wird. Wie bereits erwähnt, stellt der Endoterm selber den Urdarm dar. Bei höheren Säugetieren und dem Menschen entwickelt sich der Urmund zum After. Der echte Mund bricht auf der anderen Seite der Blastula durch.

Nach dem 14. Tag der Schwangerschaft bildet sich das dritte Keimblatt (das Mesoderm) durch eingewanderte Zellen über den Primitivstreifen aus dem Ektoderm. Es bildet sich eine Zellschicht zwischen Ektoderm und Entoderm aus.

Krankheiten & Beschwerden

In dieser Entwicklungsstufe durchläuft jedes Organ spezifische Phasen, die es empfindlich macht für jegliche Umwelteinflüsse wie Chemikalien, Strahlung oder Viren. Treten diese ein, kommt es häufig zu Organmissbildungen. Ein typisches Beispiel ist das Krankheitsbild der Sirenomelie. Die Sirenomelie ist durch das Zusammenwachsen der Beine ab dem Becken gekennzeichnet. Des Weiteren fehlen meist die Nieren, sodass das Kind nicht lebensfähig ist. Ein weiteres Beispiel ist das sogenannte Steißbeinteratom, das einen meist gutartigen aber oft kindskopfgroßen Steißbeintumor darstellt.

Quellen

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