De eerste week na de bevruchting is de stilste fase van de hele embryonale ontwikkeling. Er ontstaat nog geen orgaan, geen richting en geen vorm die aan een lichaam doet denken. Wat er wel gebeurt, is dat de ene grote cel die uit eicel en zaadcel ontstaat zich in kleinere cellen opdeelt, dat daarin een eerste onderscheid tussen binnen en buiten verschijnt en dat het geheel zich uit zijn omhulling bevrijdt. Deze pagina volgt die stappen dag voor dag, sluit aan op de bevruchting en eindigt waar de innesteling begint.
De delingen
Nadat de zaadcel en de eicel zijn gefuseerd, verandert de zona pellucida zo dat er geen andere zaadcellen meer binnen kunnen komen. De kernen van eicel en zaadcel, de voorkernen, komen samen en de chromosomen van moeder en vader worden gepaard. De zygote (= bevruchte eicel) is ontstaan. Vanaf dit moment is het embryo een tijd lang sterk afgesloten van de omgeving: het groeit niet en neemt in massa nauwelijks toe.
De eencellige zygote blijft ongeveer een dag bestaan. Daarna deelt de cel zich en zijn er twee even grote cellen. Deze delen zich ongeveer iedere 16 – 20 uur verder. Eerst zijn er 4, daarna 8 cellen. Op de vierde tot vijfde dag zijn er circa 32 cellen en vervolgens circa 64. Het stadium van 16 – 64 cellen wordt een morula genoemd (= moerbei; het klompje cellen lijkt op een moerbei of een braam). De delingen verlopen vanaf de morula niet synchroon meer.
Rond de vijfde tot zesde dag gaan de meeste cellen naar de buitenkant (trofoblast (= voedingsweefsel) of buitenei) en blijft er een klompje cellen binnenin (embryoblast (= embryoweefsel) of binnenei). In het midden ontstaat een met vocht gevulde ruimte: de blastocoel. De cellen van het buitenei gaan dichter tegen elkaar aan liggen, waardoor het weefsel steviger wordt. De delingen gaan door. Er zijn op de zesde dag circa 120 cellen, waarvan een klein deel het binnenei vormt en het grootste deel het buitenei; de verhouding ligt in de orde van 1 : 10.
Alle delingen vinden plaats binnen de omhulling van de zona pellucida. Het embryo groeit niet. De cellen worden steeds kleiner en bevatten na iedere deling relatief meer kernmateriaal en minder cytoplasma.
Terwijl dit gebeurt, wordt het embryo passief zwevend door de vloeistofstroom van de eileider naar de baarmoeder getransporteerd.
Compactie: de eerste scheiding tussen binnen en buiten
Tot en met het achtcellige stadium liggen de cellen als losse bolletjes tegen elkaar. Daarna gebeurt iets opvallends: ze vlakken af, gaan nauw aaneensluiten en vormen hechte verbindingen met elkaar. Dit heet compactie. Van buiten gezien verdwijnen de grenzen tussen de afzonderlijke cellen bijna, en het klompje wordt een gesloten geheel.
Met de compactie ontstaat voor het eerst een verschil in positie. Cellen die aan de buitenkant liggen hebben een vrij oppervlak naar de omgeving, cellen die binnenin liggen zijn aan alle kanten door andere cellen omgeven. Uit de buitenste cellen wordt de trofoblast, uit de binnenste de embryoblast. Het is de eerste keuze in de ontwikkeling, en ze wordt niet bepaald door een voorgevormd plan in één cel, maar door de plaats die een cel in het geheel inneemt. Wie de eerste week als geheel bekijkt, ziet hier een beeld van hoe de delen hun betekenis ontlenen aan het grotere verband waarin ze staan.
Ook in de kern gebeurt in deze dagen iets wezenlijks. De allereerste delingen worden nog gestuurd door stoffen die de eicel zelf heeft meegebracht. Rond het vier- tot achtcellige stadium gaan bij de mens de eigen genen van het embryo, afkomstig van moeder en vader samen, werkzaam worden. Vanaf dan draagt het embryo zijn eigen ontwikkeling.
Uit het ei
Rond de vijfde tot zesde dag breekt de zona pellucida door. Dit gebeurt doordat er in de trofoblast aan de kant van de blastocoel enzymen worden gevormd die de zona pellucida weker maken. Tegelijkertijd zet het embryo uit tot 2 x zijn volume, trekt dan samen tot 50% en zet weer uit tot 3 x zijn volume. Dan breekt de zona pellucida en kan het embryo uit zijn omhulling stulpen. Dit wordt vergeleken met het uit het ei komen van een kuiken en wordt “hatching” genoemd (afb. 9). Het embryo kan nu gaan groeien.
Het vrijkomen van het embryo uit zijn omhulling, zijn schaal, is een actief proces van het embryo zelf. De verweking van de zona pellucida samen met de expansie zorgen voor een breuk waardoor het embryo naar buiten kan gaan.
De weg door de eileider
De bevruchting vindt meestal plaats in het wijde, buitenste deel van de eileider, de ampulla. Van daaruit is het nog een tocht van enkele centimeters naar de holte van de baarmoeder (afb. 10). Het embryo beweegt daarbij niet zelf. Het wordt meegevoerd door een stroom van vloeistof, door het ritmisch samentrekken van de spierlaag in de wand van de eileider en door het slaan van talloze trilharen op de cellen die de eileider bekleden.
Rond de vierde dag, ongeveer in het morulastadium, komt het embryo in de baarmoeder aan. Daar zweeft het nog een dag of twee vrij in het vocht dat de klieren van het baarmoederslijmvlies afscheiden. In die tijd vormt zich de blastocoel en komt het embryo uit de zona pellucida. Pas daarna hecht het zich, met de kant van de embryoblast, aan de baarmoederwand. Dat is het begin van de innesteling, die in de tweede week wordt beschreven.
Carnegie-stadia van de eerste week
Om embryo’s van verschillende herkomst met elkaar te kunnen vergelijken, is de embryonale periode ingedeeld in 23 Carnegie-stadia, genoemd naar het Carnegie Institution in Washington, waar een grote verzameling menselijke embryo’s werd bestudeerd. De stadia zijn gebaseerd op uiterlijke en inwendige kenmerken, niet op leeftijd alleen, omdat de ontwikkeling niet bij ieder embryo precies even snel verloopt.
De eerste week omvat drie stadia en het begin van een vierde. Stadium 1 is de bevruchte eicel, de eencellige zygote. Stadium 2 omvat de delingen van twee tot ongeveer zestien cellen. Stadium 3 is de vrije blastocyste, het holle stadium dat nog niet aan de baarmoederwand vastzit. Stadium 4 begint met de aanhechting aan de wand, rond het eind van de eerste week. De tijden in deze pagina zijn daarom steeds bij benadering: het kan een dag vroeger of later zijn.
Tijdsduur
Opmerkelijk is dat de ontwikkeling van de zygote tot de blastula bij zeer verschillende zoogdieren vergelijkbaar verloopt en in de orde van enkele dagen tot ongeveer een week duurt. Dat is zo bij de mens met zijn embryonale ontwikkelingstijd van 9 maanden, maar ook bij de muis, met een draagtijd van ongeveer drie weken, en bij de olifant, waar de draagtijd bijna twee jaar is. Bij de muis blijft er na deze fase voor de verdere ontwikkeling nog maar ruim twee weken over.
Reeën hebben een verlengde draagtijd. De bronst vindt plaats in juli/augustus. De zygote ontwikkelt zich tot een blastula en gaat dan circa 150 dagen in rust. Pas in december of januari gaat de ontwikkeling verder met de implantatie in de baarmoederwand en na een ontwikkelingstijd van ongeveer 144 dagen worden de kalfjes in mei/juni geboren. Het ree is het enige hoefdier waarbij dit plaats vindt, maar een verlengde draagtijd komt ook voor bij marterachtigen (o.a. de das), beren en kangoeroes. Steeds vindt de rust plaats in het blastulastadium, aan het eind van wat bij de mens de eerste week is. Deze rust heet embryonale diapauze.
Karakteristiek
De eerste dag na de bevruchting is de mens een grote ronde cel. Dat is alles wat er is, er is niet meer, maar ook niet minder. Het lijkt een perfect bestaan: het organisme is een geheel en die ene cel omvat alles. De zygote is rond en zweeft. Het geheel, de eenheid is primair en de delen komen later. In deze manier van kijken is een mens opgedeeld in cellen en organen en er niet uit opgebouwd.
Na de eerste dag zijn er delingen en na 6 dagen is de blastula gevormd: een bol met een ruimte binnenin. Het embryo heeft nog geen richting: links en rechts, boven en beneden zijn nog geen begrippen om iets aan te duiden, richtingen ontstaan pas later.
Direct na de bevruchting sluit de zona pellucida zich en door de delingen zijn na 6 dagen de cellen erg klein geworden. Er is meer kernmateriaal gekomen en minder cytoplasma en daarmee is de innerlijke beweeglijkheid afgenomen. Het embryo is gestructureerder geworden en heeft, zo gelezen, in vergelijking met de zygote meer zaadcelkwaliteit gekregen: de grote, beweeglijke eicel en de kleine, gestructureerde zaadcel vormen de twee polen die op de pagina over eicel en zaadcellen worden beschreven.
Dit proces van opdelen en kleiner worden van de cellen kan niet eindeloos doorgaan, want dan zou het embryo verstarren. Er moet een omkering komen. Dat gebeurt doordat de blastula gaat samentrekken en uitzetten, uit de zona pellucida stulpt en zich in de baarmoederwand nestelt. Dan kan het gaan groeien en kan de ontwikkeling doorgaan.
De ontwikkeling van het embryo tot de innesteling duurt bij zoogdieren een betrekkelijk vaste, korte tijd. In de rest van de embryonale ontwikkeling zijn de verschillen groot: van ruim twee weken tot bijna twee jaar. De ontwikkeling tot de blastula heeft zo bezien haar eigen tijdsduur, die weinig met de soort te maken heeft. Het is alsof de (differentiërende, soortspecifieke) tijd er nog niet is.
Het beeld van de minerale mens
De kenmerken van de eerste week laten zich in vier punten zien. Het embryo is een bol, er zijn geen richtingen. De ontwikkeling speelt zich af binnen de afgeslotenheid van de zona pellucida. Eerst is er het geheel of de eenheid, daarna ontstaat de veelheid. En de tijdsduur van deze fase ligt betrekkelijk vast en hangt weinig van de soort af.
Kenmerken van het mineraal zijn dat het uit elkaar valt in gelijke elementen, dat er geen communicatie is met de omgeving en dat er geen tijd is (afb. 11). In de dynamische morfologie, zoals die onder meer door de embryoloog Jaap van der Wal is uitgewerkt, wordt het embryo in deze eerste week daarom de ‘minerale mens’ genoemd. Een kristal van keukenzout dat breekt, valt uiteen in kleinere kubusjes met dezelfde vorm; de zygote die zich deelt, valt uiteen in kleinere cellen die, tot aan de compactie, niet van elkaar te onderscheiden zijn.
Veelgestelde vragen
Wat is een zygote?
De zygote is de bevruchte eicel: de ene cel die ontstaat wanneer eicel en zaadcel versmelten en hun kernmateriaal samenbrengen. Ze blijft ongeveer een dag als één cel bestaan en deelt zich daarna voor het eerst.
Wat is een morula?
Een morula is het stadium van ongeveer 16 tot 64 cellen, rond de derde tot vijfde dag. De naam betekent moerbei, omdat het klompje cellen daar uiterlijk op lijkt.
Wat is het verschil tussen blastula en blastocyste?
Bij zoogdieren heet het holle stadium blastocyste; in oudere en algemene teksten wordt ook het woord blastula gebruikt. Het gaat om een bol met een met vocht gevulde holte, een buitenlaag (trofoblast) en een klompje cellen binnenin (embryoblast).
Groeit het embryo in de eerste week?
Nauwelijks. De delingen vinden plaats binnen de zona pellucida, zodat de cellen bij elke deling kleiner worden en het geheel ongeveer even groot blijft. Pas na het uitkomen uit de zona pellucida kan het embryo in omvang toenemen.
Wat is de zona pellucida?
De zona pellucida is een doorzichtige, stevige laag van glycoproteïnen rond de eicel. Na de bevruchting verandert ze zo dat er geen andere zaadcellen meer binnenkomen, en in de eerste week omhult ze de delende cellen.
Wat betekent hatching bij een embryo?
Hatching, uitkomen, is het moment waarop de blastocyste door de zona pellucida breekt en naar buiten stulpt. Enzymen verweken de laag en het afwisselend uitzetten en samentrekken van de blastocyste doet haar openbreken, meestal rond de vijfde tot zesde dag.
Waar bevindt het embryo zich in de eerste week?
De bevruchting vindt meestal plaats in het wijde deel van de eileider. Tijdens de eerste delingen wordt het embryo door de vloeistofstroom en de trilharen van de eileider naar de baarmoeder gebracht, waar het rond de vierde dag aankomt.
Welke Carnegie-stadia horen bij de eerste week?
Stadium 1 is de bevruchte eicel, stadium 2 omvat de delingen van twee tot ongeveer zestien cellen en stadium 3 is de vrije blastocyste. Met stadium 4, de aanhechting aan de baarmoederwand rond het eind van de week, gaat de ontwikkeling over in de tweede week.
Waarom wordt het embryo in de eerste week de ‘minerale mens’ genoemd?
In de dynamische morfologie wordt de eerste week vergeleken met het mineraal: de eenheid valt uiteen in gelijke delen, er is vrijwel geen uitwisseling met de omgeving en de duur lijkt los te staan van de soort. Dat is een beeld, een manier van kijken, en geen natuurwetenschappelijke indeling.
Wat is een verlengde draagtijd?
Bij sommige zoogdieren, zoals het ree, de das, beren en kangoeroes, blijft de blastocyste een tijd in rust voordat ze zich innestelt. Die rust, embryonale diapauze genoemd, valt steeds in het blastocystestadium aan het eind van de eerste week.