Ausgabe: 2/1997, Seite 65  

EVA WAR ZUERST DA

Schon kleine Entwicklungsfehler lassen den Mann wieder zur Frau werden. Eine komplizierte Kaskade von genetischen und hormonellen Programmen ist nötig, um ein männliches Wesen wachsen zu lassen. Schon kleine Störungen in der Embryonalentwicklung stellen den Schalter wieder auf „weiblich“.

Claudia Eberhard-Metzger
 

Es ist nicht gut, daß der Mensch allein sei", entschied Gott der Herr. Er ließ sein Geschöpf in tiefen Schlaf versinken, nahm eine seiner Rippen, baute aus ihr ein Weib und brachte sie zu ihm. "Das ist doch Bein von meinem Bein und Fleisch von meinem Fleisch", sprach der Mensch. "Man wird sie Männin nennen, weil sie vom Manne genommen ist."

So steht es geschrieben im ersten Buch Mose. Manchem Mann mag die menschlich-männliche Reaktion auf Gottes Schöpferkraft auch heute noch dazu dienen, sein schwaches Selbstwertgefühl aufzupolieren. Doch die Biologie hat die Geschichte von der Modellierung Evas aus den Rippen ihres späteren Gatten Adam kräftig ins Wanken geraten gelassen.

Glaubt man den Ergebnissen der modernen Wissenschaft, ist es sehr viel wahrscheinlicher, daß nicht Adam, sondern Eva am Anfang stand. Die Natur jedenfalls favorisiert das Weibliche: Damit das männliche Geschlecht entstehen kann, bedarf es raffinierter genetischer und hormoneller Gegenstrategien, um "Mutter" Natur von ihrer eigentlichen Vorliebe abzuhalten.

Der erste Schritt der Geschlechtsbestimmung erfolgt bei der Befruchtung und ist das Ergebnis eines schlichten Zufalls. Wenn sich eine Samenzelle mit einer Eizelle vereinigt, bringt jede der beiden Keimzellen 23 getrennte DNA-Stränge, die Chromosomen, ein. Das befruchtete Ei besitzt also 46 Chromosomen, zwei davon sind Geschlechtschromosomen. Es gibt sie in zwei verschiedenen Ausfertigungen, nach ihrem Aussehen unter dem Mikroskop X- und Y-Chromosom genannt. Samenzellen enthalten entweder ein X- oder ein Y-Chromosom, unbefruchtete Eizellen hingegen immer ein X.

Gewinnt ein Spermium mit einem X-Chromosom den Wettlauf zur Eizelle, enthält die befruchtete Eizelle zwei X-Chromosomen (XX). Erreicht von den 60 bis 100 Millionen Spermien, die während eines einzigen Samenergusses verschleudert werden, ein Samenfaden mit einem Y als erster sein Ziel, enthält die befruchtete Eizelle folglich ein X- und ein Y-Chromosom (XY). Die Kombination der Geschlechts-Chromosomen bestimmt, ob sich weibliche oder männliche Keimdrüsen entwickeln: XX läßt im heranwachsenden Embryo Eierstökke, XY Hoden entstehen.

So einfach blieb die Erklärung aber nur so lange, bis Mediziner begannen, die Details dieses Vorgangs zu studieren. Der französische Wissenschaftler Prof. Alfred Jost war der erste.

Er fragte sich Ende der vierziger Jahre in seinem Labor in Paris, wie die Keimdrüsen die Entwicklung der inneren und äußeren Geschlechtsorgane bei Säugetieren kontrollieren. Denn in der Frühphase der Embryonalentwicklung besteht zwischen den männlichen und weiblichen inneren Geschlechtsorganen kein Unterschied: Die ersten Wochen im Mutterleib erlebt jeder Mensch als Zwitterwesen.

Die gleichsam unentschlossene Keimanlage ist mit je zwei Gängen ausgestattet, nach ihren Entdeckern Wolffsche und Müllersche Gänge genannt. Beim männlichen Fötus (XY) bilden sich die Müllerschen Gänge zurück, die Wolffschen Gänge werden zu den Samenleitern. Genau das Umgekehrte passiert beim weiblichen Fötus (XX). Hier werden die Wolffschen Gänge eingeschmolzen. Aus den verbleibenden Müllerschen Gängen gehen Eileiter und Gebärmutter hervor.

Um zu enträtseln, was diese Rückbildungen in der eigenartigen Doppelanlage bewirkt, entfernte Jost weiblichen Kaninchenembryonen die Keimdrüsen: Die Föten entwickelten sich davon unbeeindruckt weiterhin weiblich. Als Jost jedoch einem männlichen Kaninchenembryo die Keimdrüsen entnahm, erlebte er eine Überraschung. Der XY-Fötus schlug fortan den weiblichen Entwicklungspfad ein. Aus seinen Kastrationsexperimenten schloß Jost, daß die Hoden des heranwachsenden Fötus Signale aussenden müssen, die in zwei Prozesse eingreifen: Sie fördern die Entwicklung der männlichen Geschlechtsorgane und blockieren die Weiterentwicklung der Weiblichen.

Die bedeutende Erkenntnis der Experimente von Jost ist, daß kastrierte Säugetierföten unabhängig von ihrem genetischen Geschlecht zu Weibchen werden. Das heißt: Die Natur bevorzugt das weibliche Geschlecht - wenn nicht Signalstoffe aus den fötalen Hoden die Entwicklung in männliche Richtung lenken. Doch welche Stoffe sind das? Jost experimentierte weiter. Er erkannte, daß es sich bei den beiden Hodensekreten um ein männliches Sexualhormon und einen von ihm nicht näher identifizierten "Regressionsfaktor" handelte, der die Müllerschen Gänge - die potentiellen Eileiter - zurückbildete. Andere Wissenschaftler identifizierten das männ-liche Sexualhormon als Testosteron und als Regressionsfaktor ein Peptidhormon, das man "Anti-Müller-Hormon" nannte.

Im männlichen Fötus beginnen die Hoden etwa ab der achten Schwangerschaftswoche Anti-Müller-Hormon und Testosteron herzustellen. Ohne das Regressionshormon würden sich die Müllerschen Gänge - quasi von allein - zu Eileitern und Gebärmutter umbilden. Die Wolffschen Gänge hingegen brauchen die Unterstützung des Testosterons, um sich in Samenleiter und Samenblase umzuorganisieren.

Der Aufbau der äußeren Genitalien im fünften und sechsten Schwangerschaftsmonat folgt der gleichen Strategie: Männliche und weibliche Genitalien entstehen aus einer gemeinsamen embryonalen Struktur. Penis und Hodensack können sich nur dann bilden, wenn Testosteron vorhanden ist. Sonst entwickeln sich Klitoris sowie die inneren und äußeren Schamlippen. Die komplizierte Entwicklung zum Mann erfordert einen absolut ungestörten Ablauf. "Jeder Fehler in dieser Kaskade von Ereignissen", schreibt Prof. Lawrence Crapo, Hormonphysiologe an der amerikanischen Stanford-Universität, "kann die Natur wieder auf den von ihr bevorzugten weiblichen Kurs bringen."

Doch wie bringt es das unscheinbare Y-Chromosom mit seinem reduzierten genetischen Repertoire fertig, diese Kaskade von Ereignissen in Gang zu setzen und den weiblichen "Urtrieb" der Natur zu überlisten? Mühsam. "Bei den ganz großen Dingen, wenn es wirklich um etwas geht, wenn gar das Überleben der Spezies Mensch auf dem Spiel steht", lautet das Urteil des Humangenetikers Prof. Lewis Thomas von der Stanford-Universität, "würde ich auf das X-Chromosom setzen. Beim Y-Chromosom hätte ich arge Bedenken."

Das Y-Chromosom zählt zu den kleinsten Chromosomen. Vergleicht man es unter dem Mikroskop mit dem wohlgeformten X, erscheint es wie dessen armselig verkrüppelter Partner. Im Gegensatz zum großen X-Chromosom, auf dem zahlreiche Gene für geschlechtsunabhängige Merkmale gefunden wurden, konnten die Wissenschaftler bislang nur sehr wenige Gene auf dem Y-Chromosom identifizieren.

Ein großer Teil des Y, nehmen die Forscher an, ist wahrscheinlich einfach leer von Informationen, genetischer Müll. Angesichts solcher Befunde meint der Molekularbiologe Prof. Jens Reich vom Berliner Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin: "Ein Mann zu sein, ist der häufigste genetische Defekt in der Natur."

Der interessante Teil des Y ist der kürzere seiner beiden Chromosomen-Ärmchen. Dort liegt hinter einer Region, die ziemlich genau mit dem entsprechenden Teil des X-Chromosoms übereinstimmt, ein Terrain, das sich ausschließlich bei Männern findet. Dieser exklusive Bereich, vermuteten die Wissenschaftler schon in den fünfziger Jahren, muß das Gen enthalten, das den Mann macht.

Die Suche nach diesem Gen - die Wissenschaftler nannten es TDF für "Testis determinierendes Gen" - begann Anfang der sechziger Jahre. Seither wurden auf dem kurzen Arm des Y einige Gene lokalisiert, von denen man annahm, sie würden die männliche Geschlechtsentwicklung einleiten. Nachdem man in den achtziger Jahren noch einige falsche Spuren verfolgt hatte, berichteten dann 1990 gleich drei Wissenschaftler-Gruppen über einen neuen Aspiranten für das TDF-Gen.

Die Forscher bauten das Kandidaten-Gen in das Erbgut eines Mäuse-Embryos mit weiblicher XX-Konstellation ein. Das Ergebnis der Gen-Übertragung: Der Mäuseembryo entwickelte sich zum Mäusemann. Damit war den Forschern der Nachweis gelungen, daß es sich bei dieser Sequenz sehr wahrscheinlich um das lange gesuchte geschlechtsdeterminierende TDF handelt. Sie benannten die Sequenz mit dem Kürzel SRY für "sex-determining region of Y" (geschlechtsbestimmende Region von Y). Der 1991 publizierte Gen-Transfer gilt als Meilenstein in der Geschichte der Sexualforschung. Denn damit gab es erstmals die Möglichkeit, auf molekularer Ebene jene Kausalkette zu verfolgen, die von den Genen zur geschlechtstypischen Ausprägung des Körpers führt ("Die Männermacher aus London", bild der wissenschaft 8/1991).

Wie die molekulare Kette vom Gen zum Mann genau aussieht, ist noch unbekannt. Aber die Wissenschaftler habe eine wohlbegründete Vorstellung davon: Eine Gruppe von Genen, die beiden Geschlechtern gemeinsam ist, steuert die Anfangsentwicklung der Keimanlage. Zu einem bestimmten Zeitpunkt gibt eines dieser Gene gleichsam blind das Signal zur Aktivierung des SRY-Gens. Ist der Embryo männlich - besitzt er also ein Y-Chromosom -, wird das SRY-Gen eingeschaltet. Bei einem weiblichen Embryo hingegen fehlt das Gen und das Signal bleibt folgenlos.

Im männlichen Embryo entsteht nach der Gen-Aktivierung ein übergeordnetes Protein, dessen Bauanleitung im SRY-Gen niedergeschrieben ist. Dieses Protein ist in der Lage, sich an die Erbsubstanz DNA zu binden und andere Gene an- oder abzuschalten.

Auf diese Weise, nehmen die Forscher an, beeinflußt das SRY-Protein Gene, die für die Ausbildung embryonaler Hilfszellen zu den "Sertoli-Zellen" des Hodens verantwortlich sind. Deren Aufgabe wird es später sein, die von der Pubertät an reifenden Spermien zu ernähren.

Während der embryonalen Entwicklung senden die Hilfszellen ein Signal noch unbekannter Art an benachbarte Zellen. Diese entwickeln sich daraufhin zu den hormonproduzierenden "Leydig-Zellen" des Hodens. Auf Veranlassung des SRY-Proteins senden die Hilfszellen noch ein zweites Signal aus. Es verhindert, daß aus dem Müllerschen Gang der weibliche Genitaltrakt entsteht. Bei diesem Signal handelt es sich um das Anti-Müller-Hormon.

Ab jetzt übernehmen die Leydig-Zellen des Hodens das Kommando. Sie produzieren Testosterone und verwandte Steroide, die in ihrer Gesamtheit als männliche Sexualhormone oder Androgene bezeichnet werden. Diese Hormone gelangen in den Blutkreislauf und lenken die Entwicklung des gesamten Körpers in die männliche Richtung. Fehlen diese Hormone, entwickelt sich der Fötus unabhängig von seinem chromosomalen Geschlecht zum Weiblichen.

Eine derzeit noch offene Frage ist, ob die Androgene noch anderswo im Fötus männliche Merkmale hervorrufen. Gibt es beispielsweise ein männlich geprägtes Gehirn? Neue Untersuchungsmethoden haben Hinweise für geschlechtsspezifi- sche Unterschiede im zentralen Nervensystem erbracht. Von einem fundierten Gesamtbild sind die Wissenschaftler zwar noch weit entfernt. Aber es sieht so aus, als habe die Natur auch in dieser Hinsicht eine deutliche Vorliebe für das weibliche Geschlecht ("Weiblich denken - männlich denken, Hormone entscheiden", bild der wissenschaft 5/1996).

Einige Wissenschaftler sind beispielsweise der Ansicht, daß sich am Corpus callosum - einem Nervenstrang, der beide Hirnhälften miteinander verbindet - schon zu einem sehr frühen Zeitpunkt geschlechtsspezifische Differenzen nachweisen lassen: Der Strang enthält bei Frauen mehr Nervenbahnen. Daraus leiten die Forscher ab, daß Frauen ihr Gehirn effektiver nutzen können - sie gebrauchen häufiger als Männer beide Hirnhälften.

Irrwege der Biologie

Guevedoce, "Penis mit zwölf Jahren", nannten die Dorfbewohner das ungewöhnliche Phänomen: Kinder, die als Mädchen herangewachsen waren, verwandelten sich während der Pubertät in Jungen. Erstmals beschrieben wurde das ungewöhnliche Syndrom im Jahr 1971 von der amerikanischen Wissenschaftlerin Prof. Julianne Imperato-McGinley. 24 solcher seltsamen Verwandlungen machte sie in dem Bauerndorf Salinas im Südwesten der Dominikanischen Republik ausfindig. Dort kamen "Mädchen" mit inneren Hoden zur Welt. Erst während der Pubertät entwikkelten sie sich zu Männern. Ihnen wuchsen Hodensack und Penis.

Das Syndrom ist die Folge eines Defekts im Stoffwechsel des männlichen Geschlechtshormons. Weil die Testosteron-Produktion während der Fötalentwicklung gestört ist, entstehen zunächst weibliche äußere Geschlechtsorgane. Erst in der Pubertät bilden die innenliegenden Hoden vermehrt Testosteron und bewirken den äußeren Geschlechtswandel.

Ein anderes Beispiel für die möglichen Irrwege der Geschlechtsdifferenzierung sind männliche Scheinzwitter: Sie besitzen den männlichen Chromosomensatz (XY) und haben Hoden, zeigen aber aufgrund von Fehlentwicklungen äußere Anzeichen von Feminisierung. Die häufigste Ursache für diesen Pseudo-Hermaphroditismus ist eine Testosteron-Resistenz: Das männliche Sexualhormon bleibt wirkungslos, obwohl der Testosteron-Spiegel im Blut normal ist.

Bei völliger Testosteron-Resistenz werden die Betroffenen als normal erscheinende Mädchen geboren. Ihre Hoden sind in den Leistenkanal zurückgezogen und äußerlich nicht sichtbar. Während der Pubertät entwickeln sich die Kinder wie normale Mädchen, mit der Ausnahme, daß die Menstruation ausbleibt.

Diese Entwicklungsstörung bildet die dritthäufigste Ursache für das Ausbleiben der Menstruation in der Pubertät - das "Mädchen" ist biologisch ein unvollkommener Junge. Bei schwächerer Testosteron-Resistenz lassen die Betroffenen sich später weder dem einen noch dem anderen Geschlecht eindeutig zuordnen.

Schließlich gibt es noch eine seltene Gruppe von chromosomal männlichen Personen, die aber nicht das Hormon bilden können, das die Entwicklung der inneren weiblichen Geschlechts-organe unterdrückt. Die Synthese und Wirkung von Testosteron ist jedoch ungestört. Diese Patienten besitzen neben dem kompletten männlichen Geschlechtsapparat mit Penis und Hoden auch eine Gebärmutter und zwei Eileiter.


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