Ein Keimblatt, auch als Keimschicht oder Blatt der Embryonalentwicklung bezeichnet, ist eine Zellschicht, die sich während der frühen Embryonalentwicklung bei vielzelligen Tieren bildet und die Grundlage für die Entwicklung aller späteren Gewebe und Organe des Körpers darstellt. Bei der Entstehung des Embryos bilden sich die Keimblätter als erste grobe Differenzierungen der Zellmasse, die sich später zu spezifischen Strukturen und Organen entwickeln. In den meisten tierischen Organismen, einschließlich der Menschen, entwickeln sich typischerweise drei Keimblätter: das Ektoderm, das Mesoderm und das Endoderm. Diese Schichten werden durch den Prozess der Gastrulation gebildet, bei dem sich eine einfache Zellstruktur in eine dreischichtige Struktur umwandelt. Die genaue Anzahl und Anordnung der Keimblätter variiert jedoch zwischen verschiedenen Tiergruppen und bildet eine wichtige Grundlage für die Klassifizierung im Tierreich.

Das äußere Keimblatt, das Ektoderm, entwickelt sich zu Strukturen, die den Körper und das Nervensystem ausbilden. Aus dem Ektoderm entstehen unter anderem die Epidermis, also die äußerste Hautschicht, die Haare und Nägel sowie die Sinnesorgane und das gesamte zentrale Nervensystem einschließlich des Gehirns und Rückenmarks. Diese Differenzierung wird durch spezielle Signalwege und Genregulation gesteuert, die bestimmte Zelltypen und Gewebestrukturen formen. Das Ektoderm spielt zudem eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Augen und der Zahnschmelzbildung.

Das mittlere Keimblatt, das Mesoderm, bildet das gesamte muskuläre, skelettale und kardiovaskuläre System des Organismus. Aus dem Mesoderm entwickeln sich unter anderem die Knochen, Muskeln, das Herz-Kreislauf-System, Blut und Blutgefäße, die Nieren und das Fortpflanzungssystem. Es hat daher eine zentrale Bedeutung für die Bildung des Bewegungsapparats sowie für die Organe, die für die Zirkulation und Versorgung des Körpers notwendig sind. Auch das Bindegewebe und das Lymphsystem entstammen dem Mesoderm. Die Zellwanderung und -differenzierung im Mesoderm sind entscheidend für die Körpersegmentierung und Organanordnung, was insbesondere bei Wirbeltieren eine komplexe und hochgradig regulierte Strukturierung erfordert.

Das innere Keimblatt, das Endoderm, bildet die Grundlage für das gesamte Verdauungssystem und viele innere Organe. Es entwickelt sich zu den Schleimhäuten des Magen-Darm-Trakts, des Atmungssystems, sowie zu wichtigen Drüsen wie der Leber und der Bauchspeicheldrüse. Auch Teile des Harntrakts sowie das Epithel des Verdauungstrakts entstammen dem Endoderm. In dieser Schicht differenzieren sich die Zellen so, dass sie sekretorische und resorbierende Aufgaben erfüllen können, was für die spätere Funktion der Organe, die aus dem Endoderm hervorgehen, essenziell ist.

Die Ausbildung der Keimblätter ist nicht nur ein mechanischer Prozess des Zellwachstums, sondern wird durch komplexe genetische und biochemische Signalwege gesteuert. Die Interaktion zwischen den Keimblättern und die Einflüsse durch bestimmte Signalmoleküle führen dazu, dass Zellen ihre Position erkennen und sich entsprechend differenzieren. Diese Differenzierung ist grundlegend für die Entstehung von Organen und Geweben in der richtigen Lage und Struktur. Fehlregulationen oder Störungen in diesen Prozessen können zu Entwicklungsstörungen führen, die das gesamte Organismus beeinträchtigen können.

In der Biologie und Medizin ist das Wissen um die Keimblätter und ihre Entwicklung von entscheidender Bedeutung, da die Keimblätter die Grundlage für die spätere funktionale Anatomie und Physiologie bilden. Störungen in der Differenzierung der Keimblätter können zu angeborenen Fehlbildungen führen. So ist beispielsweise die Dysregulation der ektodermalen Differenzierung häufig mit Fehlbildungen des Nervensystems verbunden, während Fehler in der Mesoderm-Bildung zu Problemen im Herz-Kreislauf-System führen können.

Zusammengefasst sind Keimblätter essenzielle Zellschichten, die durch komplexe Entwicklungsprozesse differenziert werden und die Grundlage für die strukturelle und funktionelle Organisation des Organismus schaffen. Die Untersuchung und das Verständnis der Keimblattentwicklung haben nicht nur Bedeutung für die Entwicklungsbiologie, sondern auch für die regenerative Medizin, da sich aus Stammzellen potenziell jede Gewebestruktur bilden lässt, sofern die Differenzierungskontrolle exakt verstanden und gesteuert werden kann.