Embryologie: Genese von Zwillingen und Mehrlingen

Eineiige Mehrlinge

Als eineiige Mehrlinge bezeichnet man zwei oder mehr Kinder, die sich aus derselben befruchteten Eizelle entwickelt haben. Eineiige Mehrlinge besitzen also gleiches Erbgut und sehen deshalb identisch aus.

Entstehung eineiiger Mehrlinge

Für die Entstehung von eineiigen Mehrlingen muss sich die befruchtete Eizelle (Zygote) im Laufe ihrer Entwicklung durchschnüren. Dies kann zu drei verschiedenen Zeitpunkten stattfinden:

Bild: “Illustrates various types of chorionicity and amniosity (how the baby’s sac looks) in monozygotic (one egg/identical) twins as a result of when the blastocyst or embryo splits.” von Kevin Dufendach. Lizenz: CC BY 3.0

Der erste Zeitpunkt, zu welchem die Eizelle sich trennen kann, findet schon am ersten Tag statt; nämlich im Zweizellstadium. Die Zygote hat hier die erste Furchungsteilung bereits abgeschlossen. Das bedeutet, dass die Zygote sich sehr schnell und ohne Neubildung von Zellmaterial geteilt hat. Sie hat sich also geteilt, ohne dabei ihre Größe zu verändern. Die zwei Zellen, die aus dieser Teilung entstehen, können sich unabhängig voneinander weiter entwickeln und dementsprechend zwei Blastozysten bilden. Es entstehen dichoriale-diamniote Mehrlinge.

Der nächste Zeitpunkt, zu welchem die Zygote sich trennen kann, ist im frühen Blastozystenstadium. Zu diesem Zeitpunkt hat die erste Zelldifferenzierung bereits stattgefunden. Die äußeren Zellen der inzwischen durch viele weitere Furchungsteilungen entstandenen Morula formen einen epithelartigen Verband, der später den so genannten Trophoblast bildet, während die inneren Zellen in einem Zellhaufen zusammen bleiben, den man den Embryoblast nennt.

Teilt sich der Embryoblast innerhalb eines Trophoblasten zu mehreren selbstständigen Zellhäufchen, so können sich daraus monochoriale-diamniote Mehrlinge entwickeln. Dies ist die häufigste Form von eineiigen Mehrlingen.

Bild: “Pre-embryonic cleavages” von Phil Schatz. Lizenz: CC BY 4.0

Der letzte Zeitpunkt, zu welchem die Kindesanlage sich trennen kann, ist als zweiblättrige Keimscheibe. Die Blastozyste hat sich nun bereits in den Uterus eingenistet. Dafür wächst der Trophoblast invasiv in die Schleimhaut des Uterus ein. Der äußere Teil löst seine Zellgrenzen auf und es entsteht der so genannte Synzytiotrophoblast.

Der innere Teil des Trophoblasten behält seine Struktur und heißt nun Zytotrophoblast. Die Zellen des Embryoblasten differenzieren sich derweil zu zwei Zellschichten: Dem hochzylindrischen Epiblasten, welcher die Amnionhöhle bildet, und dem Hypoblasten, der den Dottersack formt. Die Stelle, an der die beiden Zellschichten aufeinander liegen, wird als Keimscheibe bezeichnet. Aus ihr entwickelt sich der eigentliche Embryonalkörper.

Diese Entwicklung beginnt mit der Gastrulation, bei der Zellen aus dem Epiblasten zwischen die beiden Scheiben einwandern. Sie stellen später das Mesoderm und damit die mittlere Keimscheibe dar. Die Umwandlung und Wanderung dieser Zellen führt zur Ausbildung des so genannten Primitivstreifens, welcher dem Embryo durch die darauffolgende Entstehung der Chorda dorsalis erstmals ein caudales und craniales Ende zuteilt. 

Kommt es zur Bildung mehrerer Primitivstreifen, so entwickeln sich daraus monochoriale-monoamniote Mehrlinge. Dies ist die einzige Form von Mehrlingen, die auf Grund ihrer engen Lokalisation bei einem fehlerhaften Schluss der Leibeswand zu Doppelbildungen oder auch so genannten siamesischen Zwillingen führen kann.

Entwicklung eineiiger Mehrlinge

Bild: “Dichorionic diamniotic twins in the 4th week after fertilization” von Entropy 1963. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Durch ihre frühe Teilung durchlaufen dichoriale-diamniote Mehrlinge eine „normale“ Entwicklung. Jedes Kind hat eine eigene Plazenta, eine eigene Chorionhöhle sowie eine eigene Amnionhöhle. Nisten sich die Blastozysten bei der Schwangerschaft sehr nah aneinander ein, so kann es zur Verschmelzung der Plazenten kommen.  Hierbei können sich Anastomosen zwischen den verschiedenen Choriongefäßen ausbilden.

Monochoriale-diamniote Mehrlinge entwickeln sich aus zwei Embryoblasten innerhalb eines Trophoblasten. Da letzerer später die Plazenta bildet, ist es logisch, dass diese Mehrlinge sich eine Plazenta und eine Chrorionhöhle teilen. Sie haben jedoch eine eigene Amnionhöhle. 

Monochoriale-monoamniote Mehrlinge teilen sich erst nach der Entstehung der Amnionhöhle und des Dottersacks, allerdings innerhalb eines Trophoblasten. Diese Mehrlinge haben demnach eine gemeinsame Plazenta, Corionhöhle sowie Amnionhöhle.

Bild: “Comparison of typical zygote development in monozygotic identical and dizygotic twins.” von Trlkly. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Wahrscheinlichkeit eineiiger Mehrlinge

Die Wahrscheinlichkeit eineiige Mehrlinge zu gebären, hängt von der Anzahl der Mehrlinge ab. Eineiige Zwillinge haben eine Häufigkeit von 1:250, während die Wahrscheinlichkeit eineiige Drillinge zu bekommen mit 1:200 Millionen deutlich geringer ist. Eineiige Vierlinge entstehen mit einer Wahrscheinlichkeit von 1:13 Millionen. Sie stellen die höchste dokumentierte Anzahl an  eineiigen Mehrlingen dar.

Zweieiige Mehrlinge

Als zweieiige Mehrlinge werden zwei oder mehr Kinder bezeichnet, die sich aus mehreren von verschiedenen Spermien befruchteten Eizellen innerhalb einer Schwangerschaft entwickelt haben. Sie besitzen unterschiedliche Genome und ähneln sich daher nicht mehr als zu verschiedenen Zeitpunkten geborene Geschwister. Sie können sogar von Spermien unterschiedlicher Männer befruchtet sein, da diese bis zu fünf Tage im Uterus funktionsfähig bleiben können.

Bild: “2 Follikel” von Havelbaude. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Entstehung zweieiiger Mehrlinge

Ovulieren zwei Oozyten gleichzeitig und werden von zwei verschiedenen Spermien befruchtet, so entstehen zweieiige Zwillinge. Kommt es bei einer der Zygoten zu einer Durchschnürung, so entwickeln sich Drillinge. Teilen sich beide Zygoten, so bilden sie die Anlage für Vierlinge. In seltenen Fällen kann es auch dazu kommen, dass sich eine der befruchteten Eizelle mehrmals durchschnürt. Dadurch kann eine noch höhere Anzahl an Mehrlingen entstehen.

Hierbei gilt es jedoch zu beachten, dass Mehrlinge, die durch eine Durchschnürung der Zygote zustande gekommen sind, eineiige Mehrlinge sind. Die zuvor beschriebenen Formen von Mehrlingen sind also genauer betrachtet Mischformen. So handelt es sich bei besagten Drillingen um zweieiige Zwillinge, wobei sich aus einem der beiden noch ein eineiiger Zwilling desselbigen abgespalten hat.

Durch die heutigen Möglichkeiten der künstlichen Befruchtung, ist die Wahrscheinlichkeit einer Mehrlingsschwangerschaft deutlich gestiegen. So kann es unter Einsatz von fruchtbarkeitssteigernden Medikamenten zum Beispiel passieren, dass drei Oozyten gleichzeitig ovulieren und von drei verschiedenen Spermien befruchtet werden. Hierbei handelt es sich dann sozusagen um dreieiige Drillinge. Alle drei haben unterschiedliches Erbgut und können demnach auch verschiedenen Geschlechts sein.

Entwicklung zweieiiger Mehrlinge

Zweieiige Zwillinge entwickeln sich unabhängig voneinander in zwei unterschiedlichen Eizellen. Daher bilden beide Kindesanlagen ihre eigenen Eihäute aus: Jedes Kind hat seine eigene Plazenta sowie eine eigene Amnion und Chorionhöhle. Nisten sich die beiden Embryos sehr nah aneinander an, so kann es wie bei dichorialen-diamnioten Mehrlingen auch zur Verschmelzung der Plazenten kommen. Analog können hier Anastomosen zwischen den Choriongefäßen entstehen.

Wahrscheinlichkeit zweieiiger Mehrlinge

Zwei Drittel aller Zwillinge sind zweieiige Zwillinge. Ihre Häufigkeit unter den Mehrlingen ist damit die höchste und steigt mit dem Alter der Mutter sogar noch an. Während die Geburtenrate von eineiigen Mehrlingen über die Jahre mehr oder weniger konstant blieb, ist die der zweieiigen Mehrlinge im letzten Jahrzehnt in den Industriestaaten deutlich gestiegen. Dies kann vor allem auf künstliche Befruchtungen, bei denen oftmals zwei oder gar mehr befruchtete Eizellen in den Uterus transferiert werden, um die Chancen auf Erfolg zu erhöhen, zurückgeführt werden. Ein weiterer Faktor für die Zunahme der zweieiigen Mehrlingsschwangerschaften in wohlhabenden Ländern ist die Fertilitätsbehandlung.

Besonderheiten bei Zwillingsbildungen

Zwillingsschwangerschaften führen im Vergleich zu Einzelschwangerschaften häufiger zu Frühgeburten. Außerdem besteht bei Zwillingen ein erhöhtes Risiko, dass diese in der Perinatalperiode (22. Schwangerschaftswoche bis siebter Tag nach der Geburt) ums Leben kommen. Die perinatale Mortalität von Zwillingen liegt bei 10 % bis 20 %. Bei Einzelschwangerschaften sind es vergleichsweise nur 2%. Die deutlich höhere perinatale Mortalität ist meist durch Reifestörungen oder ein geringes Geburtsgewicht bedingt.

Untersuchungen besagen, dass nur circa 29 % aller angelegten Zwillingsschwangerschaften auch zu Zwillingsgeburten führen. Dieser Untergang eines Zwillings noch während der Schwangerschaft hat verschiedene Ursachen: Einer der Zwillinge kann beispielsweise durch eine unausgeglichene Nährstoffversorgung zu Grunde gehen und mittels Resorption verschwinden.

Bild: “A twin fetus that died In utero which underwent mechanical compression by its wombmate.” von Bobjgalindo. Lizenz: CC BY-SA 2.0

Seltener kommt es an Stelle der Resorption zur Mumifizierung des Zwillings, also zum Fetus papyraceus. Ein gemeinsames Chorion führt in circa 10 % der Fälle dazu, dass ein Zwilling zu wenig mit Blut versorgt wird. Dieser bleibt dadurch in seinem Wachstum zurück und es entstehen unterschiedlich große Zwillinge. Man spricht vom Transfusionssyndrom.

In einigen wenigen Fällen kann es zur fetalen Inklusion oder auch dem Foetus in foeto kommen. Hier wird einer der beiden Zwillinge in den anderen einverleibt. Nach dem Einschluss hört der Foetus in foeto im Normalfall auf zu wachsen. Er bleibt meist lange Zeit unentdeckt, es sei denn es kommt beim überlebenden Zwilling frühzeitig zu Beschwerden. Die fetale Inklusion ist jedoch so selten, dass noch keine mögliche Ursache bekannt ist.

Bild: “Foetus in foeto” von Nisreen M Khalifa et al. Lizenz: CC BY 2.0

Beliebte Prüfungsfragen zu Mehrlingen

Die Lösungen befinden sich unterhalb der Quellenangaben.

1. Welche der folgenden Aussagen zur Entstehung von Mehrlingen trifft zu?

1. Der erste Zeitpunkt, zu dem eineiige Mehrlinge entstehen können, befindet sich im frühen Blastozystenstadium.
2. Der letzt mögliche Zeitpunkt zur Entstehung von eineiigen Mehrlingen befindet sich im frühen Blastozystenstadium.
3. Eineiige Mehrlinge können sich auch nach Abschluss der Gastrulation noch entwickeln.
4. Die früheste Teilungsmöglichkeit der Zygote in eineiige Mehrlinge ist während des Zweizellstadiums.
5. Nach der Implantation ist keine Teilung mehr in eineiige Mehrlinge möglich.

2. Welche der folgenden Aussagen zur Entwicklung von Mehrlingen trifft zu?

1. Dichoriale-diamniote Mehrlinge teilen sich eine Plazenta, aber besitzen je eine Chorionhöhle sowie Amnionhöhle.
2. Monochoriale-diamniote Mehrlinge teilen sich eine Plazenta und Chorionhöhle, besitzen aber je eine Amnionhöhle.
3. Bei Monochorialen-monoamnioten Mehrlingne kann es bei sehr naher Einnistung zur Verschmelzung der Plazenten kommen.
4. Dichoriale-monamniote Mehrlinge sind die häufigste Form der eineiigen Mehrlinge.
5. Zweieiige Mehrlinge entwickeln sich in einer gemeinsamen Plazenta.

3. Welche der folgenden Aussagen trifft zu?

1. Zwillingsschwangerschaften stellen kein erhöhtes Risiko weder für Mutter noch Kinder im Vergleich zu Einzelschwangerschaften dar.
2. Das Transfusionssyndrom ist bedingt durch eine unausgeglichen Blutversorgung bei gemeinsamen Chorion.
3. Die Geburtsrate von eineiigen Mehrlingen ist in letzer Zeit durch die neuen Möglichkeiten der künstlichen Befruchtung rasant gestiegen.
4. Ein höheres Alter der Mutter hebt die Chancen für eine Einzelschwangerschaft.
5. Zweieiige Zwillinge haben die gleiche DNA und müssen daher gleichen Geschlechts sein.

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