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Zellen mit "halbem" Chromosomensatz

Keimzellen: Was ist das und wie entstehen sie?

Keimzellen (Gameten) bezeichnen die Geschlechtszellen von Mann und Frau, also Spermien und Eizellen. Reife Keimzellen besitzen im Gegensatz zu anderen Körperzellen einen einfachen Chromosomensatz bestehend aus jeweils 23 Chromosomen. Bei der Verschmelzung von Spermium und Eizelle erhält die befruchtete Eizelle so wieder den vollständigen doppelten Chromosomensatz mit 46 Chromsomen und trägt dann die Erbinformationen von Mutter und Vater in sich.

Keimzellen
Keimzellen dienen der Fortpflanzung (Bild: LifeArt)

Artikel-Inhalte im Überblick:

Die weiblichen Keimzellen: Eizellen

Die Eizellen (Oozyten) der Frau entstehen als Urkeimzellen bereits während der Embryonalentwicklung. Mehrere hunderttausend Urkeimzellen entwickeln sich zunächst zu Vorläuferzellen (primäre Oozyten), wobei die Zahl dieser Zellen bis zum Beginn der Pubertät auf etwa 40.000 sinkt. Jeweils eine dieser Zellen reift dann während des weiblichen Zyklus zur befruchtungsfähigen Eizelle mit einem einfachen Chromosomensatz heran und wird beim Eisprung aus den Eierstöcken vom Eileiter aufgefangen, in dem dann möglicherweise auch die Befruchtung stattfindet.

In der gesamten fruchtbaren Lebensphase einer Frau, die 30 bis 35 Jahre dauert, können bis zu 400 befruchtungsfähige Eizellen gebildet werden. Meistens sind es durch Schwangerschaften und Hormonelle Verhütungsmethoden wie die Hormonelle Verhütungsmethoden aber tatsächlich weniger. Eine einzelne Eizelle hat einen Durchmesser von etwa 0,1 Millimeter und kann so gerade noch mit bloßem Auge erkannt werden. Die Eizelle ist damit die größte Zelle des menschlichen Körpers.

Die männlichen Keimzellen: Spermien

Die Spermien des Mannes werden ab der Pubertät bis ins hohe Alter in den Hodenkanälchen gebildet (Spermatogenese). Sie entstehen aus speziellen Stammzellen, den sogenannten Spermatogonien, die sich immer weiter vermehren können. Die Spermatogonien entwickeln sich zunächst zu Vorläuferzellen mit einem einfachen Chromosomensatz, den Spermatiden. Diese reifen während einer Entwicklungsphase von etwa 70 Tagen dann zu den befruchtungsfähigen Spermien heran.

Ein Samenerguss von zwei bis sechs Millilitern Samenflüssigkeit enthält bis zu 600 Millionen Spermien, allerdings ist ein gewisser Teil davon beispielsweise durch Verformungen oder eine eingeschränkte Beweglichkeit nicht in der Lage, eine Eizelle zu befruchten. Die Qualität der Spermien kann durch vielerlei Faktoren beeinträchtigt werden und lässt sich mithilfe eines Spermiogramms bestimmen.

Der ovale Kopfteil eines Spermiums enthält das Erbgut und hat einen Durchmesser von etwa drei bis fünf Mikrometern. Er ist somit etwa 25-mal kleiner als eine Eizelle. Mitsamt Hals, Mittelstück und Schwanz, der zur Fortbewegung dient, misst ein Spermium der Länge nach zirka 60 Mikrometer.

Nach der Ejakulation müssen die Spermien noch einen weiteren, driestufugen Reifungsprozess durchlaufen. Dieser findet statt, während die Spermien auf dem weg zur Eizelle sind. Dies dauert etwa fünf Stunden. Erst dann sind Spermien in der Lage, eine Eizelle zu befruchten.

Reifeteilung: So entstehen Keimzellen

Während sich die Körperzellen mitotisch (von Mitose, dem Fachbegriff für Zellteilung) teilen und somit 46 Chromosomen (23 Chromosomenpaare) enthalten, entstehen Keimzellen wie Ei- und Samenzellen durch eine spezielle Form der Zellteilung, die sogenannte Reifeteilung oder Meiose. Dabei wird der Chromosomensatz entsprechend auf 23 Chromosomen reduziert, es entstehen also anders als bei der Mitose immer zwei Zellkerne mit unterschiedlicher genetischer Ausstattung.

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