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B978-3-437-58052-9.00006-2

10.1016/B978-3-437-58052-9.00006-2

978-3-437-58052-9

Abb. 6.1

[L107]

Endokrines System und Rolle der Hypophyse

Abb. 6.2

[M375]

Histologisches Bild der Hypophyse

Abb. 6.3

[L123]

Aufbau der Hypophyse; 1 großzellige Kerne des Hypothalamus, in denen ADH und Oxytocin gebildet werden, 2 hormonproduzierende Zellen der Adenohypophyse, 3 kleinzellige Kerne des Hypothalamus, in denen Releasing-Hormone gebildet werden, 4 hypothalamische Neurone mit Kontrollfunktion für die Releasing-Hormone, 5 axonale Querverbindung, über die ADH auch den Portalkreislauf der Adenohypophyse erreichen kann

Abb. 6.4

[L157]

Einfluss über den Hypothalamus

Abb. 6.5

[L106]

Regelkreis des Somatotropins

Abb. 6.6

[L106]

Wirkungen und Regulation des Prolaktins (PRL)

Abb. 6.7

[L106]

Prolaktin und Oxytocin während des Stillens

Abb. 6.8

[L106]

ADH-Regelkreis und -Wirkungen

Abb. 6.9

[S007-22]

Lage der Epi- und Hypophyse

Abb. 6.10

[M375]

Epiphyse. a Normale Region mit spezifischen Zellsträngen (Pfeilspitzen) und Blutgefäßen (Pfeil). b Region mit Konkrementen (Hirnsand).

Kuhmilch und MuttermilchMuttermilchZusammensetzungKuhmilch, Zusammensetzung Laktoglobulinim Vergleich (durchschnittliche Zusammensetzung pro 100 ml)

Tab. 6.1
Kuhmilch Muttermilch
Nährwert 281 kJ (65 kcal) ca. 300–400 kJ (75 kcal)
Proteine 3,3 g 1,5 g
Laktoglobulin 0,2 g 0,7 g
Fette 3,8 g 4,5 g
Kohlenhydrate 4,8 g 7,0 g
Mineralien
Calcium
Magnesium
Natrium
Kalium
Phosphat
0,7 g
  • 115 mg

  • 12 mg

  • 45 mg

  • 140 mg

  • 90 mg

0,2 g
  • 33 mg

  • 3 mg

  • 15 mg

  • 45 mg

  • 15 mg

Eisen 60 µg 60 µg
Ascorbinsäure (Vitamin C) ca. 2 mg ca. 5 mg

Zerebrale Hormondrüsen

  • 6.1

    Hypophyse/Hypothalamus95

    • 6.1.1

      Anatomie95

    • 6.1.2

      Physiologie97

    • 6.1.3

      Krankheitsbilder105

  • 6.2

    Epiphyse107

    • 6.2.1

      Anatomie107

    • 6.2.2

      Physiologie107

Hypophyse/Hypothalamus

Die HypophyseHypophyse (= Hirnanhangsdrüse, Glandula pituitaria) kann als übergeordnete Drüse des endokrinen Glandula(-ae)pituitariaHirnanhangdrüseSystems angesehen werden (Abb. 6.1). Gleichzeitig ist sie das Bindeglied zwischen den peripheren Drüsen und dem Hypothalamus, der nervale Reize aus Umwelt und Cerebrum auf sie überträgt und ihre Funktion steuert bzw. moduliert. Nur wenige periphere Hormondrüsen werden überhaupt nicht von der Hypophyse „beaufsichtigt“ oder wenigstens beeinflusst.

Anatomie

Bei der Hypophyse (Abb. 6.9) HypophyseAnatomiehandelt es sich um ein gut 500 mg schweres, etwa kirschgroßes Organ, das in einer Aussparung des Keilbeins (Os sphenoidale) platziert ist, dem sog. Türkensattel (Sella turcica, Fach Bewegungsapparat). Sie ist hier lediglich durch eine dünne Knochenlamelle von der Keilbeinhöhle (= Nasennebenhöhle) getrennt. Die Blutversorgung erfolgt aus der A. carotis interna.
Die Hypophyse ist nach oben über eine Gewebebrücke, den sog. Hypophysenstiel (Infundibulum), mit dem Hypothalamus verbunden. Der Hypothalamus mit seinen Kerngebieten liegt direkt oberhalb der Hypophyse (Abb. 6.9). Zu beachten ist seine zentrale Lage im Zwischenhirn mit Verschaltungen zu allen erdenklichen zerebralen Strukturen.
Aufbau der Hypophyse
Die von einer bindegewebigen Kapsel eingescheidete Hypophyse besteht aus drei verschiedenen Anteilen (Abb. 6.2):
  • Hypophysenvorderlappen (HVL), ventral gelegen

  • Hypophysenhinterlappen (HHL), dorsal gelegen

  • ZwischenlappenHypophysenzwischenlappen, zwischen HVL und HHL liegend, sehr schmal und kaum abgrenzbar

Anordnung und Verschaltung zwischen Hypothalamus und HypophyseHypophyseund Hypothalamus, VerschaltungHypothalamusund Hypophyse, Verschaltung (Abb. 6.3) erinnern an die Nebenniere: NNR und NNM sind sowohl anatomisch und physiologisch als auch im Hinblick auf die chemische Struktur ihrer Hormone streng voneinander getrennt. Daneben ist das NNM genau genommen ein Nervenganglion, an welchem sympathische Nervenfasern synaptisch enden, und dessen Nervenzellen auf eine sympathische Stimulation hin ihre beiden Hormone ins Blut sezernieren (Kap. 3.2).
  • Den Part des NNM übernimmt in der Hypophyse gewissermaßen der HHLHypophysenhinterlappen (HHL), in den über den Hypophysenstiel Nervenfasern des Hypothalamus ziehen, um dort hypothalamische Nervensekrete als Hormone ins Blut des Kapillarnetzes des HHL auszuschütten. Der HHL enthält also praktisch nur Zellausläufer des Hypothalamus und gehört deshalb eigentlich funktionell zu diesem. Der HHL heißt wegen dieser Zusammenhänge auch Neurohypophyse.Neurohypophyse

  • Der HVL produziert dagegen in seinem Gewebe eigene Hormone. Er ist allerdings mit dem Hypothalamus – ähnlich NNR und NNM – über einen PfortaderkreislaufPfortaderkreislauf, HypophyseHypophysePfortaderkreislauf verbunden, indem das venöse Blut des Hypothalamus erst auf dem Umweg über einen hypophysären, zweiten Kreislauf in die V. jugularis abfließt. Der HVL erhält also mit seiner Blutversorgung über den HypophysenstielHypophysenstiel konzentriert und unverdünnt die Hormone des Hypothalamus und wird von diesen in seiner eigenen Hormonproduktion beeinflusst und teilweise auch gesteuert. Zur Abgrenzung gegen die Neurohypophyse wird der HVL auch als Adenohypophyse bezeichnet.

Hormonproduktion
Adenohypophyse
Die AdenohypophyseAdenohypophyseHormonproduktion (HVL) Hypophysenvorderlappen (HVL)Hormoneenthält fünf histologisch unterscheidbare Zellanteile, die insgesamt sechs verschiedene Hormone produzieren:
  • Die mit einem Anteil von 50 % weitaus größte Zellgruppe des HVL bildet das SomatotropinSomatotropin (STH, somatotropes Hormon = Wachstumshormon).STH (somatotropes Hormon)somatotropes Hormon (STH)Wachstumshormon

  • Die Zellen, welche das ProlaktinProlaktin herstellen, schwanken in einem weiten Bereich zwischen 5 und 25 % Drüsenanteil. In der Schwangerschaft vermehren sie ihren prozentualen Anteil am HVL und verursachen eine Gewichtsvermehrung der gesamten Hypophyse um 25 %.

  • Eine weitere, in den HVL eingestreute Zellgruppe produziert die beiden gonadotropen (auf die Gonaden einwirkenden) Hormone FSH und LH.

  • Schließlich gibt es noch zwei Zellgruppen, in welchen die Hormone TSH und ACTH entstehen.

Neurohypophyse
NeurohypophyseDie Nervenfasern der Neurohypophyse (HHL) sezernieren die beiden Hormone ADH (antidiuretisches Hormon) und Oxytocin.NeurohypophyseHormoneHypophysenhinterlappen (HHL)Hormone
Zwischenlappen
Im Gewebe des ZwischenlappensHypophysenzwischenlappenHormonproduktion finden sich zahlreiche Kolloidzysten (Abb. 6.2) ähnlich den Schilddrüsenfollikeln. Hier entsteht das Hormon MelanotropinMelanotropin (MSH).MSH (melanozytenstimulierendes Hormon)melanozytenstimulierendes Hormon (MSH)

Merke

Hormone der Hypophyse

  • HVL: STH, Prolaktin, FSH, LH, TSH, ACTH

  • HHL: ADH, Oxytocin

  • Zwischenlappen: MSH

Insgesamt bildet die Hypophyse also neun verschiedene Hormone. Es handelt sich ausschließlich um Peptidhormone oder um Hormone, die sich von einzelnen Aminosäuren ableiten. Teilweise sind sie von ihrer Struktur her eng miteinander verwandt (beispielsweise ACTH und MSH).
Hinsichtlich ihrer Zielorgane lassen sich zwei Gruppen unterscheiden. Bei der einen Gruppe handelt es sich um sog. glandotrope Hormone, glandotrope HormoneHormoneglandotropealso Hormone, deren Wirkung ausschließlich auf die Beeinflussung (-trop) einer peripheren Hormondrüse (Glandula) gerichtet ist. Sie fungieren demnach lediglich als Botenstoffe für diese Drüsen. Dagegen besitzt die zweite Gruppe ohne Einschaltung einer zusätzlichen Drüse und analog zu sämtlichen peripheren Hormonen eigene hormonale Effekte auf die Gewebe. Man bezeichnet deshalb die Wirkungsweise dieser Gruppe als effektorisch bzw. somatotrop (Soma = Körper).

Merke

  • glandotrope Hormone („Botenstoffe“): TSH, ACTH, FSH, LH

  • somatotrope (effektorische) Hormone: STH und Prolaktin des HVL, alle Hormone aus Zwischen- und Hinterlappen (MSH, ADH, Oxytocin)

Physiologie

Hypothalamus
Thalamus und HypothalamusHypothalamusPhysiologie bauen gemeinsam das Zwischenhirn auf (Fach Neurologie). Während der Thalamus den 3. Ventrikel hauptsächlich von oben, seitlich und hinten umfasst, bildet der Hypothalamus seine vordere und untere Begrenzung. In der Projektion auf das Gesicht befindet sich die Hypophyse etwa in der Verlängerung der Nasenwurzel, der Hypothalamus auf Höhe der Augenbrauen. Seine Masse beträgt ungefähr 15 g. Weitere anatomisch abgrenzbare Strukturen des Zwischenhirns wie z.B. Sub- oder Metathalamus sind vorläufig, beim aktuellen Wissensstand, ohne alltagsrelevante Bedeutung.
Der Hypothalamus bildet eine Zentrale, in der nahezu alle Informationen aus Umwelt, Cerebrum, Hirnstamm und Körperperipherie zusammenlaufen, bewertet und beantwortet werden. Er steuert die Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme, die Osmolarität der Körperflüssigkeiten und die Körpertemperatur. Sein Appetitzentrum wird von etlichen Hormonen des Magen-Darm-Traktes stimuliert (z.B. dem GhrelinGhrelin des Magens) oder gehemmt (PYY, GLP-1, GIP oder auch LeptinLeptin aus dem Fettgewebe). Pyrogene wie IL-1, IL-6 und TNF-α erzeugen an seinem Temperaturzentrum Fieber. Gemeinsam mit weiteren Strukturen (z.B. Epiphyse) bestimmt er den Tag-Nacht-Rhythmus. HypothalamusTag-Nacht-RhythmusTag-Nacht-Rhythmus, HypothalamusDas hierfür wichtigste Kerngebiet des Hypothalamus heißt Nucleus suprachiasmaticus Nucleus suprachiasmaticusund befindet sich seinem Namen entsprechend direkt oberhalb der Sehnervenkreuzung (Chiasma opticum). Das Vegetativum mit seinen beiden Anteilen Sympathikus und Parasympathikus und damit auch der Blutdruck unterstehen seiner Kontrolle.
Der Hypothalamus ist zuständig für Feinabstimmungen in den hormonellen Regelkreisen zwischen der Hypophyse und den peripheren Drüsen. Benutzt werden hierfür Releasing-Hormone („Freisetzungshormone“) wie TRH (Thyreotropin-Releasing-HormonThyreotropin-Releasing-Hormon (TRH)TRH (Thyreotropin-Releasing-Hormon);TRH), GnRHGonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH) (Gonadotropin-Releasing-Hormon)GnRH (Gonadotropin-Releasing-Hormon) oder CRH (Corticotropin-Releasing-Hormon). CRH (Corticotropin-Releasing-Hormon = Corticoliberin)Ganz allgemein sind Releasing-Hormone Releasing-HormoneHypothalamushormone, die über den oben angesprochenen Pfortaderkreislauf in den HVL gelangen und dort die Bildung und Sekretion eines bestimmten Hormons induzieren, welches dann entweder selbst periphere Wirkungen verursacht oder aber auf eine periphere Hormondrüse, wie z.B. Schilddrüse oder NNR, einwirkt (Abb. 6.4).
Neben den induzierenden gibt es auch hemmende Hormone in diesem Regelkreis, die sog. Inhibiting-Hormone (v.a. Somatostatin und Dopamin),Inhibiting-HormoneHypothalamusHypothalamusInhibiting-Hormone über die der Hypothalamus die Hypophyse einzubremsen vermag. Es bestehen also scheinbare hormonelle „Umwege“, die allerdings eine sehr viel feinere Anpassung an die Bedürfnisse des Körpers erlauben, als dies sonst der Fall wäre.
Der HypothalamusHypothalamuszentrale Schaltstation ist eine zentrale Schaltstation, in die auch nervöse Einflüsse aus Zwischenhirn, limbischem System, Hirnstamm und Großhirnrinde münden, sodass Hormonausschüttungen zentral und peripher von emotionalen Einflüssen oder sensiblen, sensorischen oder gedanklichen Vorstellungen und Eindrücken des Großhirns verändert werden können.
So beeinflussen die Östrogene ÖstrogeneSchilddrüse, Hormonproduktionüber den Hypothalamus sogar die Hormonproduktion der Schilddrüse im Sinne einer Stimulierung, werden aber auch selbst hinsichtlich der Höhe ihres Serumspiegels durch Emotionen oder Leistungen der Großhirnrinde verändert. Zyklusstörungen der Frau können dementsprechend allein durch emotionale Aspekte (z.B. Depressionen) oder eine einseitige Verlagerung des eigenen Lebensmittelpunkts auf intellektuelle Leistungen hervorgerufen werden. Erst durch derartige Verzahnungen und weitere Quervernetzungen sind feinste Abstimmungen der endokrinen Organe möglich. Wie umfangreich derartige Vernetzungen berücksichtigt und feinabgestimmt werden, sieht man z.B. beim Sexualverhalten der Frau, das neben den hormonellen Rückmeldungen aus den Ovarien, der emotionellen Gesamtsituation des limbischen Systems oder der Berücksichtigung des jeweiligen Lebensentwurfs einschließlich der beruflichen Situation sogar das aktuelle Körpergewicht miteinbezieht oder Phasen wie Schwangerschaft und Stillzeit berücksichtigt. Aus diesem Zusammenhang heraus versteht es sich von selbst, dass das mit großem Aufwand entwickelte „Viagra für die Frau“ (Flibanserin)Flibanserin im Wesentlichen unwirksam sein muss, denn es beeinflusst ja lediglich über eine Veränderung der Neurotransmitter Serotonin und Dopamin ganz und gar unspezifisch einen winzigen Aspekt des Gesamtkonstrukts.
Im Hypothalamus entsteht also ein unfassbar komplexes Muster an Informationen, die gesiebt, feinabgestimmt und verarbeitet werden (Abb. 6.4). In Zusammenarbeit mit Großhirn, sensiblen, sensorischen und emotionalen Eindrücken, Hypophyse und jeweiliger peripherer Hormondrüse entsteht so ein Regelkreis, der alle Körperfunktionen und -bedürfnisse perfekt koordiniert.
Die Hypophyse selbst wird dadurch allerdings in ihrer übergeordneten SteuerfunktionHypophyseSteuerfunktion nicht entwertet. Sie erhält selbst die wesentlichen hormonellen Rückmeldungen aus der Peripherie und stimmt hierauf dann ihre eigenen Hormone ab wie der Leiter eines großen Projekts, der den Fortgang der Arbeit überwacht und steuert. Über diesem steht aber der Chef des Gesamtkonzerns (= Hypothalamus), der nicht nur für dieses eine (Hormon-)Projekt, sondern eben für den ganzen Konzern verantwortlich ist und das Einzelprojekt mit dem Gesamtunternehmen abzustimmen hat.

Merke

Man kann den Hypothalamus zusammengefasst als zentrales Steuerelement des endokrinen und des vegetativen Systems betrachten, gleichzeitig als wichtigstes unwillkürlich arbeitendes Erfolgsorgan des limbischen Systems und damit sämtlicher Emotionen.

Adenohypophyse
Der HVL bildet 6 HormoneAdenohypophyseHormoneHypophysenvorderlappen (HVL)Hormonedie effektorischen Somatotropin und Prolaktin sowie die glandotropen TSH, ACTH, FSH und LH.
TSH
Dieses Hormon wurde bereits bei der Schilddrüse (Glandula thyroidea) besprochen (Kap. 2.2). Seinem Namen entsprechend (Thyroidea stimulierendes Hormon TSH bzw. Thyreotropin) stimuliert es die Schilddrüse thyreoideastimulierendes Hormon (TSH)TSH (thyreoideastimulierendes Hormon)Thyreotropinsowohl zum Wachstum als auch zur Hormonproduktion. Ohne TSH bildet die Schilddrüse lediglich eine sehr geringe basale Menge an T4 und T3, die mit einem Leben „auf Sparflamme“ gerade noch vereinbar ist. Es resultiert eine ausgeprägte Hypothyreose.
Gebildetes oder therapeutisch zugeführtes Schilddrüsenhormon hemmt dosisabhängig im Zuge der negativen Rückkopplung die Bildung des TSH im HVL. Thyroxin-Serumwerte an der oberen Grenze der Norm führen zu einer nahezu vollständigen Unterdrückung der TSH-Sekretion (Morbus Basedow, autonomes Adenom, hochdosierte Therapie mit L-Thyroxin).
ACTH
ACTH (= Corticotropin)ACTH (adrenokortikotropes Hormon)adrenocorticotropes Hormon s. ACTH Corticotropinstimuliert die Bildung von CortisolCortisol in der Zona fasciculataZonafasciculata der NNR, in geringerem Umfang auch diejenige von DHEA in der Zona reticularisZonareticularis, während das AldosteronAldosteron der Zona glomerulosaZonaglomerulosa kaum betroffen ist. Seine eigene Bildung wird ebenfalls wieder vom Hypothalamus durch dessen Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) induziert. Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH)CRH (Corticotropin-Releasing-Hormon = Corticoliberin)
Die zirkadiane Rhythmik des CRH führt zur entsprechenden Rhythmik des ACTH und diese schließlich zu den schwankenden Cortisol-Serumspiegeln mit steilem Anstieg am frühen Morgen zum Zeitpunkt des üblichen Erwachens und abendlichem Abfall mit einem Tiefpunkt zur Zeit des üblichen Zubettgehens.
CortisolCortisolRückkopplung, negative hemmt im Zuge seiner negativen Rückkopplung sowohl die CRH-Bildung als auch diejenige des ACTH. Erhöhte Serumspiegel infolge externer Zufuhr (Therapie mit Glukokortikoiden) oder aufgrund eines NNR-Adenoms unterdrücken die Produktion von CRH und ACTH weitgehend.
ACTH hat aufgrund seiner Strukturverwandtschaft mit MSH neben der Stimulation der NNR noch eine weitere periphere Wirkung: Es veranlasst die Melanozyten der Haut zur leicht vermehrten Melaninsynthese; seine Mehrproduktion bei einem Hypophysenadenom oder bei einer primären NNR-Insuffizienz (Morbus Addison) führt zu einer geringgradig verstärkten Hautpigmentierung. Beim Morbus Addison ist hieran allerdings das MSH, das aufgrund identischer Vorstufen parallel zu ACTH gebildet wird, in weit größerem Umfang beteiligt.
FSH, LH
Die beiden gonadotropen Hormone wirken trotz ihres Namens (FSH = follikelstimulierendes, LH = luteinisierendes, gelbkörperbildendes Hormon)Gelbkörperhormon sowohl am Ovar als auch am Hoden. Auch für diese LH s. luteinisierendes Hormonluteinisierendes Hormon (LH)HormoneFSH (follikelstimulierendes Hormon) existiert mit dem GnRH ein Releasing-Hormon im Hypothalamus.
ÖstrogeneÖstrogeneRückkopplungenProgesteronRückkopplung, negative und Gestagene (Progesteron) wirken wie üblich im Sinne einer negativen Rückkopplung auf Hypophyse und Hypothalamus. Sie vermögen allerdings, im Gegensatz zu den sonst üblichen Mechanismen, auch stimulierend zu wirken. So bewirkt z.B. der Östrogenanstieg im Tertiärfollikel des Ovars vor der Ovulation einen steilen Anstieg des hypophysären LH. Dieses löst dann durch seine Wirkung auf den Graaf-Follikel die Ovulation aus (Kap. 5.2.2).
STH
Soma heißt Körper. somatotropes Hormon (STH)STH (somatotropes Hormon)Das somatotrope Hormon STH (= Somatotropin = Wachstumshormon)SomatotropinWachstumshormon wirkt entsprechend seiner Benennung auf den ganzen Körper und stimuliert im Kindesalter Wachstum und Entwicklung; im Erwachsenenalter besitzt es große Bedeutung für die Regeneration und den Strukturerhalt der Gewebe.
Regulation der Hormonsekretion
Aus dem HVL sezerniert wird STH durch Stimulation des hypothalamischen Releasing-Hormons GHRH („growth hormone releasing hormone“) growth hormone releasing hormone (GHRH)GHRH (growth hormone releasing hormone)= SRH = Somatoliberin (Abb. 6.5), Somatoliberinausgelöst beispielsweise durch körperlichen oder psychischen Stress. Die gebräuchlichsten Benennungen des Releasing-Hormons sind GHRH und v.a. SRH.
Weitere Stimuli sind erniedrigte Glukose- und hohe Aminosäuren-Serumspiegel sowie pauschal der Schlaf – besonders die Tiefschlafphasen, in denen es bevorzugt beim Kind zum Wachstum und beim Erwachsenen zu Reparaturvorgängen kommt. Die wesentliche Sekretion von SRH und damit auch STH unter ungestörten physiologischen Bedingungen, also bei üblichen Serumspiegeln an Glukose und Aminosäuren sowie dem Fehlen besonderer Stressfaktoren, erfolgt in den nächtlichen Tiefschlafphasen. Auf das Lebensalter bezogen finden sich die höchsten Spiegel beim Neugeborenen und während der Pubertät.

Merke

Stimulanzien der STH-Sekretion

  • GHRH (Hypothalamus)

    = Somatoliberin

    = SRH (Somatotropin-Releasing-Hormon)

    = GRH (statt GHRH für growth hormone releasing hormone)

    = GRF („F“ anstelle „H“ für Faktor)

  • Hypoglykämie

  • hohe Aminosäuren-Serumspiegel

  • Disstress (über GHRH/SRH)

  • nächtliche Tiefschlafphasen

Erhöhte Glukose-Serumspiegel führen im Sinne einer negativen Rückkopplung zu einer Hemmung der STH-Sekretion. Beim Diabetiker mit seinen eingeschränkten Reparaturvorgängen bzw. Wundheilungsstörungen addieren sich demnach die erniedrigten STH-Serumspiegel zu den Auswirkungen von Makro- und Mikroangiopathie!
Hormonwirkungen
T3/T4 und STHSTH (somatotropes Hormon)WirkungenSomatoliberinWirkungen ergänzen sich, indem sie gemeinsam das Körperwachstum stimulieren, wobei allerdings STH den gewichtigeren Part bildet. In der Pubertät gesellen sich noch die Sexualhormone hinzu. STH induziert vor allem in der Leber die Synthese von Wachstumsfaktoren (Somatomedine wie IGF-1), Wachstumsfaktorendie z.B. an den WachstumsfugenSomatomedine der Röhrenknochen die Bildung der Chondroblasten und damit das Wachstum anregen. Darüber hinaus wird die Zellneubildung in jedem Lebensalter gefördert, sodass STH nicht nur das wesentliche Hormon der Wachstumsphase, sondern auch für (vor allem nächtliche) Reparaturarbeiten darstellt (s. oben).
Neben seiner allgemeinen Stimulierung von Wachstumsvorgängen und Zellteilungen regt STH in der Leber Glykogenolyse und GlukoneogeneseGlykogenolyse, STHGlukoneogeneseSTH an und am Fettgewebe die Lipolyse. LipolyseSTHEs erhöht damit im Blut den Spiegel an Glukose und Fettsäuren, den Energiesubstraten für seine wachstumsanregende Wirkung. Im Erwachsenenalter stehen die anabolen Wirkungen im Vordergrund. Diese bestehen in einem verstärkten Einstrom von Aminosäuren in die Zellen von u.a. Knochen und Muskulatur mit nachfolgender Proteinsynthese, sofern die Alltagsbelastungen dafür ausreichen, in einer allgemeinen Stimulation der Zellneubildung (im schlimmsten Fall auch bei Malignomen) und im Idealfall zusätzlich im Abbau der (viszeralen) Fettdepots. Dementsprechend entsteht bei einem Hormonmangel, wie er nicht nur beim Diabetiker, sondern beispielsweise auch durch chronisch gestörte Tiefschlafphasen resultieren kann, Adipositas, Wundheilungsstörungen sowie Abbau von Muskel- und Knochenmasse (Osteoporose).
Aufgrund der positiven Wirkungen auf die Körperstruktur ist Somatotropin – abgesehen von seinem medizinischen Einsatzzweck bei kindlichem MinderwuchsMinderwuchsSomatotropinAnti-Aging-Präparat, Somatotropinbei Leistungssportlern und als Anti-Aging-Präparat sehr beliebt. Verwendet werden gentechnologisch hergestellte Medikamente.

Merke

STH: Hormonwirkungen

  • anaboles Hormon

  • Anregung von Wachstum und Zellneubildung

  • Reparaturarbeiten – vor allem in körperlicher Ruhe bzw. den nächtlichen Tiefschlafphasen

  • Anhebung des Glukose-Serumspiegels durch Glykogenolyse und Glukoneogenese (Leber) sowie Stimulierung der Glukagon-Sekretion (Pankreas)

  • Anhebung des Fettsäuren-Serumspiegels (Lipolyse), bei ausreichender Verbrennung dieses Fettes Reduktion des viszeralen Fettgewebes

  • Senkung des Aminosäuren-Serumspiegels (Aufnahme in die Zellen und Stimulierung der Proteinsynthese)

Pathologie

Bei einer Minderproduktion von STH im Kindesalter entsteht der proportionierte Minderwuchs. Bei einer MinderwuchsproportionierterMehrproduktion kommt es zu verstärktem Wachstum (Gigantismus) GigantismusSTH-ÜberproduktionAkromegalieSTH-Überproduktionoder, nach der Pubertät, zur Akromegalie, bei der zunächst vor allem die Akren (Hände, Füße, Nase, Kinn, periorbitale Region und Zunge) vom verstärkten Wachstum betroffen sind, weil die geschlossenen Epiphysenfugen kein allgemeines Wachstum mehr zulassen

Prolaktin
Das Hormon Prolaktinist wahrscheinlich an immunologischen Prozessen beteiligt. Es fördert bei beiden Geschlechtern die elterliche Fürsorge und ergänzt damit die Wirkung des Oxytocin. Auch bei physischem oder psychischem Stress sind seine Serumspiegel erhöht. TRH stimuliert nicht nur die Sekretion von TSH, sondern in gewissem Umfang auch diejenige des Prolaktins. Das eigentliche Releasing-Hormon ist wahrscheinlich das (noch hypothetische) PRH. Prolaktin-Releasing-Hormon (PRH)PRH s. Prolaktin-Releasing-HormonWährend der Schwangerschaft kommt es durch den Einfluss der Östrogene zu erhöhten Serumspiegeln.ÖstrogeneProlaktinserumspiegel
Bei der Frau stimuliert Prolaktin, gemeinsam mit STH und Östrogenen, das Wachstum der Brust in Pubertät und Schwangerschaft.
Die spezifischste, evolutionär ganz im Vordergrund stehende Wirkung von Prolaktin besteht in der postpartalen (Partus = Geburt) Anregung der Milchproduktion Milchproduktion, Prolaktinin der weiblichen Brust. Vor allem das Saugen des Kindes erhöht seine Ausschüttung aus der Hypophyse und wirkt dadurch wiederum auf die Brust im Sinne einer erhöhten Milchbildung und -sekretion (Abb. 6.6). Gleichzeitig wirkt es auf die Ovarien und unterdrückt dort die Ovulation. Das während der ersten Monate übliche regelmäßige und ausschließliche Stillen führt zur AnovulationAnovulation, Prolaktin und schützt die Frau dadurch während der Stillzeit (weitestgehend) vor einer erneuten Schwangerschaft. Ein außerhalb der Stillzeit erhöhter Serumspiegel kann dementsprechend zur Sterilität führen. Möglich ist dies u.a. in anhaltenden belastenden Stresssituationen, woran man eben wiederum die evolutionäre Schwerpunktsetzung erkennt: In diesem Sinn soll die Frau eben erst dann schwanger werden, wenn sie sich voll und ganz auf diese Aufgabe konzentrieren und sich mit ihr identifizieren kann. Derlei Zusammenhänge gehen im Zuge der sehr modernen Gleichmacherei der Geschlechter vollkommen unter. Und möglichst bald nach der Geburt werden dann die Kinder, die dennoch geboren werden, selbstverständlich in die Kita abgeschoben.

Zusammenfassung

In der Adenohypophyse werden 6 Peptidhormone gebildet. TSH, ACTH, FSH und LH sind glandotrope Hormone ohne eigene Hormonwirkung, STH und Prolaktin sind effektorische Hormone.

TSH = Thyroidea stimulierendes Hormon, Thyreotropin

  • stimuliert Wachstum und Hormonproduktion der Schilddrüse

  • unterliegt einer negativen Rückkopplung durch T3, T4

  • hypothalamische Stimulation durch TRH

ACTH = adrenocorticotropes Hormon = Corticotropin

  • stimuliert die Bildung von Cortisol (und von DHEA)

  • stimuliert die Melaninsynthese (in sehr geringem Umfang)

  • Bildung wird durch CRH induziert

  • unterliegt einer negativen Rückkopplung durch Cortisol

FSH = follikelstimulierendes Hormon

  • induziert die Follikelreifung in den Ovarien (und die Spermiogenese im Hoden)

  • hypothalamische Stimulation durch GnRH

  • unterliegt einer negativen Rückkopplung durch Östrogene

LH = luteinisierendes Hormon = gelbkörperbildendes Hormon

  • induziert die Bildung des Corpus luteum in den Ovarien (und die Testosteronproduktion in den Hoden)

  • Bildung wird durch GnRH stimuliert

  • unterliegt einer negativen Rückkopplung durch Progesteron, aber einer positiven Rückkopplung durch Östrogene

STH = somatotropes Hormon = Somatotropin = Wachstumshormon

  • stimuliert im Kindesalter Wachstum und Entwicklung und in jedem Alter Zellneubildung und Regeneration

  • Bildung wird u.a. durch GHRH/SRH induziert

Prolaktin

  • stimuliert, gemeinsam mit den Östrogenen das Wachstum der Brust und postpartal die Milchproduktion, unterdrückt die Ovulation, fördert bei beiden Geschlechtern die elterliche Fürsorge und stimuliert das Immunsystem

  • Bildung wird induziert durch TRH, Östrogene und PRH (hypothetisches Hormon), durch das Saugen des Kindes an der Brust und durch Stress

Neurohypophyse
Der HHL sezerniert die beiden HormoneHypophysenhinterlappen (HHL)HormoneNeurohypophyseHormone ADH und Oxytocin, die im Hypothalamus gebildet und über die Neurone (Zellfortsätze) der hormonbildenden Nervenzellen in die Neurohypophyse geleitet werden (s.o.). Geringe Mengen an ADH und Oxytocin werden auch in peripheren Organen gebildet (NNM, Hoden, Ovar). Beide Hormone stellen Oligopeptide aus 9 Aminosäuren dar, die sich lediglich in 2 Aminosäuren unterscheiden. Des ungeachtet gibt es keine Überschneidung ihrer Wirkungen.
Oxytocin
OxytocinOxytocin wirkt, entsprechend dem Prolaktin, bei der Frau während Schwangerschaft und Stillzeit. Sein Sekretionsanstieg am Ende der Schwangerschaft, getriggert hauptsächlich durch Dehnung der Geburtswege bei Eintritt des kindlichen Köpfchens, kontrahiert die glatte Uterusmuskulatur und ermöglicht dadurch die Wehenbildung und Austreibung des Kindes. Es wird deshalb, bei unzureichender WehentätigkeitWehentätigkeit, Oxytocin, auch pharmakologisch als wehenförderndes Mittel eingesetzt.
Die zweite wesentliche Wirkung besteht in der Kontraktion der Milchgänge der weiblichen Brust. Die Milch wird dadurch zur Mamille gepresst (Milchejektion). Milchejektion, Oxytocin
Während der Oxytocin-Serumspiegel mechanisch (durch das Saugen des Säuglings) oder auch reflexartig (z.B. durch das Schreien des Kindes) innerhalb weniger Minuten steil ansteigt, erfolgt die Sekretion von Prolaktin verzögert mit einem Maximum nach 15–20 min. Prolaktin und Oxytocin ergänzen sich in ihrer Wirkung während der Stillzeit (Abb. 6.7).
Neuerdings hat man Oxytocin auch als wesentlich für die Bindung zwischen Partnern bzw. Eltern und Kind erkannt. Seine Sekretion als Folge von Liebkosungen – auch sexuellen – erzeugt im limbischen System Glücksgefühle und Ausgeglichenheit. Es besitzt Wirkungen, die das soziale Verhalten in der Gruppe, Großherzigkeit, Empathie und den Aufbau von Vertrauen und Respekt fördern. Wie umfassend soziale Aspekte offensichtlich von diesem Hormon beeinflusst bzw. sogar geprägt werden, zeigen einzelne aktuelle Studien – u.a. eine australische von 2015 –, die mit autistischen Kindern durchgeführt wurden. Dabei genügte eine Anwendung von Oxytocin als Nasenspray über wenige Wochen, um die sozialen und emotionalen Defizite der Kinder bereits deutlich abzumildern. Weitere Untersuchungen und Ergebnisse aus dem Tierreich weisen darauf hin, dass hohe Oxytocin-Serumspiegel zu monogamem Verhalten führen, während die Partnerbindung bei niedrigen Spiegeln gering ausgeprägt ist oder fehlt. Etwas ernüchternd, jedoch nach allen bisherigen Ergebnissen ziemlich eindeutig scheint also die eheliche Treue vom Oxytocin-Serumspiegel abhängig zu sein.

Exkurs

Muttermilch

Die artspezifische MuttermilchMuttermilch ist dem Bedarf des Säuglings selbstredend weit besser angepasst als Kuhmilch. Neben den abweichend konzentrierten Grundnahrungsmitteln (Tab. 6.1) enthält sie auch spezifische (IgA) und unspezifische Immunfaktoren (Lysozym, Komplement, γ-Linolensäure) sowie Enzyme, welche dem Säugling die Verdauung erleichtern. Zusätzlich schützt Stillen vor einer Sensibilisierung durch Fremdeiweiß. Dieser Punkt erhält in atopischen Familien besonderes Gewicht, weil die Nahrungsproteine gerade in den ersten Lebensmonaten noch in größerem Umfang mittels Pinozytose, also ohne Spaltung im Darmlumen, zur Resorption gelangen, weshalb tatsächlich Kuhmilchproteine bei der frühkindlichen Entwicklung des atopischen Ekzems als auslösende Allergene weit im Vordergrund stehen.
Es ist zu beachten bzw. kann als Merkhilfe benutzt werden, dass Kuhmilch auf den ersten Blick „gesünder“ scheint als Muttermilch, weil sie mehr Eiweiß und Mineralien und weniger Kalorien in Form von Zucker und Fett enthält. Offensichtlich jedoch benötigt der kleine Mensch gerade die Kalorien und weniger das Eiweiß zum optimalen Gedeihen.
ADH
Hormonwirkungen
Adiuretin (ADH, antidiuretisches Hormon)adrenokortikotropes Hormon (ACTH)ADH (antidiuretisches Hormon)WirkungenDie Wirkungen des antidiuretisches Hormon (ADH)ADH (antidiuretisches Hormon)antidiuretischen Hormons ADH (= Vasopressin)Vasopressin leiten sich aus seinen beiden Namen ab: Vasopressin benennt das Zusammenpressen der Gefäße, Antidiurese bedeutet die Verhinderung der Diurese, also die Behinderung der Flüssigkeitsausscheidung über die Niere. Dieses Hormon wurde bereits bei der Besprechung des RAAS erwähnt (Kap. 3.1.2).
  • VasopressinVasopressinWirkungen bewirkt durch seine Konstriktion der Gefäße vor allem des Bauchraums und der Haut, unter gleichzeitiger Dilatation der Gefäße des Gehirns und Myokards (NO-vermittelt) eine Zentralisation des Kreislaufs, also Umverteilung des Blutes aus der Peripherie zu den zentralen Organen Herz und Gehirn. Diese Wirkung tritt allerdings nur bei höheren Serumspiegeln auf, wie sie bei besonders ausgeprägter Hypovolämie bzw. im Schock zu verzeichnen sind. Die gleichgerichtete Wirkung des Sympathikus wird dadurch unterstützt bzw. erheblich verstärkt.

  • Die einzige Funktion des ADH ADH (antidiuretisches Hormon)Wirkungenunter normalen Bedingungen besteht in seiner Wirkung auf die Sammelrohre der Niere (Abb. 6.8). Distaler Tubulus und Sammelrohre sind ohne ADH vollkommen undurchlässig für Wasser. Dies bedeutet, dass die annähernd 25 l Flüssigkeit, die pro Tag aus dem Ultrafiltrat der Nierenglomeruli am Übergang zu den Sammelrohren übrig geblieben sind, bei einem absoluten ADH-Mangel über die Harnblase ausgeschieden würden. ADH stimuliert analog zur Höhe seines Serumspiegels an den Epithelien der Sammelrohre den Einbau von Wasserkanälen (Aquaporinen), sodass die noch vorhandenen Flüssigkeitsmengen bei hohen ADH-Spiegeln nahezu vollständig in das Nierenmark abströmen können und so dem Organismus erhalten bleiben. Es ist also das einzige Hormon, welches unabhängig von Na+ ausschließlich das filtrierte Wasser rückresorbiert und dadurch über eine Konzentrierung des ausgeschiedenen Urins sowohl das extrazelluläre Volumen erhöht, als auch die Osmolarität des Plasmas senkt. Es erhöht mit der Steigerung des intravasalen Volumens den (systolischen) Blutdruck und arbeitet dabei Hand in Hand mit dem Aldosteron der NNR, dessen volumenerhöhende Wirkung seiner Natriumrückresorption nur bei Anwesenheit von ADH zustande kommen kann.

ADH gelangt nicht nur über die Hypothalamusneurone des HHL direkt ins Blut, sondern in geringeren Mengen auch in den Pfortaderkreislauf des HypophysenstielsHypophysePfortaderkreislaufPfortaderkreislauf, Hypophyse und damit zum HVL (s.a. Abb. 6.3). Im HVL stimuliert es, entsprechend der CRH-Wirkung, die Sekretion von ACTH. Dies bedeutet, dass bei jeder ADH-Sekretion aus der Neurohypophyse in geringem Umfang auch die NNR stimuliert wird, mit nachfolgendem Anstieg des Cortisol-Serumspiegels.
Regulation der Hormonsekretion
ADH wird im Hypothalamus produziert, über die Axone der Nervenzellen zum HHL transportiert und dort gespeichert. Im Bereich der hypothalamischen Kerngebiete befinden sich neben dem Durstzentrum auch sog. Osmorezeptoren. Sie dienen der Überwachung der Plasmaosmolarität, wobei dieselbe unter physiologischen Bedingungen nahezu ausschließlich durch den Natriumgehalt der Extrazellulärflüssigkeit eingestellt wird. Gemessen wird also der Natriumgehalt, während eine Zunahme der Plasmaosmolarität durch erhöhte Glukosespiegel nicht erfasst wird. Eine Konsequenz dieser Natriumspezifität besteht darin, dass extrem überhöhte Glukose-Serumspiegel von mehr als 600 mg/dl beim Typ-2-Diabetiker nicht erfasst werden und zum hyperosmolarenKomahyperosmolares Koma führen. Andererseits haben dadurch die mit der Nahrungsaufnahme verbundenen Schwankungen des Glukosespiegels keine Schwankungen der ADH-Sekretion zur Folge.
Dagegen werden die Natriumkonzentrationen außerordentlich sensibel gemessen. Kleinste Abweichungen führen zu Veränderungen der Sekretion. Der geringste Anstieg der Natriumkonzentration wird mit zunehmender ADH-Ausschüttung aus dem HHL beantwortet. Bereits ein Abfall der physiologischen 140 auf lediglich 135 mmol/l Natrium (entspricht einem Abfall der Serumosmolarität von 290 auf 280 mosmol/l) führt zum vollständigen Sistieren der ADH-Sekretion. Erst wenn sich infolge des entstehenden Salzhungers und der Aldosteronwirkung die Natriumspiegel nach oben verschoben haben, wird ADH wieder im Serum nachweisbar. Interessant ist, dass sich u.a. auch in der Pfortader Osmorezeptoren befinden, sodass bereits das in der Nahrung befindliche Kochsalz gemessen und in Beziehung zum extrazellulären Körperwasser gesetzt wird. Dies führt zu einer noch feineren und eventuell bereits prophylaktischen Reaktion der ADH-sezernierenden Zellen.
Östrogene besitzen ebenfalls einen geringen Einfluss auf die ADH-Sekretion. Sehr viel ausgeprägter gilt dies für einen akuten Blutverlust bzw. den damit verbundenen Blutdruckabfall, sodass bei dieser Konstellation die zweite Funktion des ADH (Vasopressin) erkennbar wird. Registriert wird der Blutdruck über Barorezeptoren inBarorezeptoren Gefäßen sowie Kammern und Vorhöfen des Herzens. Die Rezeptoren sind über die vegetativen Zentren der Medulla oblongata mit den ADH-Kerngebieten des Hypothalamus verschaltet. In der Konsequenz kommt es bei einem ausgeprägten Blutdruckabfall zur Erhöhung der ADH-Sekretion mit entsprechender Zunahme des extrazellulären Volumens und zusätzlicher Wirkung auf die Gefäße. Diese Wirkung wird unterstützt durch hohe Serumspiegel an Angiotensin II, die neben ihren üblichen Wirkungen im Rahmen des RAAS nun auch direkt die ADH-Sekretion verstärken. Die früher als grundsätzlich angenommene Beteiligung von ADH im Rahmen des RAAS ist also erst bei einer maximalen Aktivierung dieses Systems zu beobachten.
Interessant ist, dass Übelkeit, die im Brechzentrum der Medulla oblongata entsteht, ebenfalls zu einem deutlichen Anstieg des ADH-Spiegels führt. Dies kann prophylaktisch verstanden werden für den Fall, dass begleitendes Erbrechen zu großen Flüssigkeitsverlusten mit Blutdruckabfall führen sollte.
Im Schlaf ist die ADH-Sekretion erhöht. Es werden demzufolge geringere Mengen eines konzentrierteren Urins produziert. Alkohol hemmt die ADH-Sekretion aus der Neurohypophyse. Es kommt zur Diurese.

Zusammenfassung

In der Neurohypophyse werden zwei effektorische Peptidhormone gebildet.

Oxytocin

  • stimuliert Uteruskontraktion und Wehenbildung, fördert die Milchejektion, ist bei beiden Geschlechtern wesentlich für die Partnerbindung

  • Bildung wird induziert u.a. durch das Saugen des Säuglings an der Brust

ADH (antidiuretisches Hormon) = Vasopressin

  • stimuliert die Rückresorption von Wasser in der Niere, führt bei hohen Hormonspiegeln zur Konstriktion der Gefäße (vor allem in Bauchraum und Haut)

  • Bildung wird induziert durch:

    • steigende Osmolarität des Plasmas

    • ausgeprägten Blutdruckabfall

    • Östrogene (geringer Effekt)

    • Übelkeit

Hypophysenmittellappen
Das einzige, hier gebildete Hormon ist das Melanotropin = MSH (melanozytenstimulierendes Hormon).MSH (melanozytenstimulierendes Hormon)melanozytenstimulierendes Hormon (MSH)
Melanotropin
MSH regt während Melanotropinder Fetalzeit die Bildung der Melanozyten an und behält diese Wirkung im späteren Leben in geringem Umfang bei, sodass die Neubildung von pigmentierten Nävi eventuell damit erklärt werden kann. Vor allem jedoch scheint es dann zusätzlich die MelaninsyntheseMelaninsynthese der Melanozyten anzuregen. Geringe Wirkungen werden dem MSH bei der Appetit- und Temperaturregulation sowie hinsichtlich einer Anregung des Sexualtriebs nachgesagt, doch bleibt unklar, ob das Hormon nach der Geburt tatsächlich noch irgendeine herausragende Bedeutung besitzt.
Das Peptidhormon Melanotropin existiert in mehreren Unterformen abweichender Aminosäurensequenz, die teilweise von demselben DNA-Abschnitt codiert werden, der auch für ACTH verantwortlich ist. Dementsprechend stimmt z.B. die Sequenz der 13 Aminosäuren von α-MSH mit dem Molekülende des ACTH vollständig überein; α-MSH geht also durch Spaltung aus demselben Vorläuferprotein hervor. Dies ist der Grund dafür, dass ACTH noch eine gewisse Melanozyten-stimulierende Teilwirkung besitzt: Bei einer Unterfunktion der NNR wird aus dem Vorläuferprotein (Proopiomelanocortin = POMC) MSH gemeinsam mit dem vermehrt gebildeten ACTH ins Blut sezerniert und verursacht dann ebenfalls zusammen mit diesem eine Stimulation der Melanozyten. Aus diesem Grund gehen Morbus Addison und adrenogenitales Syndromadrenogenitales Syndrom (AGS)Morbus AddisonAddison-Syndrom mit einer verstärkten Pigmentation an Haut und Schleimhäuten einher.

Krankheitsbilder

Es sind hormonell inaktive Tumoren sowie Über- und Unterfunktionen der Hypophyse bekannt, wobei diese Funktionsstörungen mehrere oder nur eines der produzierten Hormone betreffen können. Die jeweils sichtbare Störung lässt sich aus der physiologischen Hormonwirkung ableiten. Das erste Symptom eines Hypophysentumors besteht manchmal in Sehstörungen (Hemianopsie), weil der Tumor in diesen Fällen das benachbarte Chiasma opticum (Sehnervenkreuzung) schädigt (Fach Sinnesorgane, Fach Neurologie).
Hypopituitarismus
Der HypopituitarismusHypopituitarismus bezeichnet die Unterfunktion der Adenohypophyse (= Hypophysenvorderlappeninsuffizienz). AdenohypophyseUnterfunktionHypophysenvorderlappeninsuffizienzDie Ursache kann in der Hypophyse selbst, aber auch in der unzureichenden Produktion der Releasing-Hormone des Hypothalamus bestehen.
Isolierte Mangelzustände
Isolierte Mangelzustände betreffen überwiegend das STH (meist ohne fassbare Ursache). Sichtbare Auswirkungen hat der Mangel an STH nur im Kindesalter, wo ein sog. proportionierter MinderwuchsMinderwuchsproportionierter entsteht – im Gegensatz zur angeborenen Hypothyreose (Kretinismus), Hypothyreoseangeborenebei welcher der MinderwuchsMinderwuchsdysproportionierter dysproportioniert Kretinismusmit zu kurzen Extremitäten erscheint. Die Betroffenen erreichen im Erwachsenenalter meist eine Körpergröße von lediglich 130–150 cm. Man kann heute bei rechtzeitiger Diagnosestellung diesen Kindern durch therapeutisch verabfolgtes STH zu einer normalen Größe verhelfen.
Insuffizienz des gesamten HVL
Krankheitsentstehung
Als Simmonds-KrankheitSimmonds-Krankheit HVL-Insuffizienzbezeichnet man die generelle Unterfunktion des HVL – unabhängig von der jeweiligen Ursache. Am häufigsten entsteht sie in der Form des sog. Sheehan-SyndromsSheehan-Syndrom bei Frauen direkt im Anschluss an die Geburt eines Kindes. Ursache ist in diesem Fall ein starker Blutverlust unter der Geburt, von dem die vergrößerte, ohnehin in diesem Zeitraum nur noch grenzwertig versorgte Hypophyse (Mehrproduktion von STH, TRH, ACTH und ganz besonders Prolaktin!) besonders stark betroffen ist. Sie erleidet volumenmangelbedingt einen ischämischen InfarktHypophyseninfarkt, ischämischer, von dem dann die gesamte Adenohypophyse in Mitleidenschaft gezogen wird.
Auch Tumoren der HypophyseHypophysentumoren oder Metastasen anderweitiger Karzinome können durch ihr Wachstum mit Verdrängung des hormonproduzierenden Gewebes die Sekretion des HVL zum Versiegen bringen. Dies gilt im Einzelfall auch für Entzündungen (z.B. infektiös) oder Einblutungen.
Symptomatik
Ein kompletter Ausfall des HVL führt bei den betroffenen Frauen zum
  • Ausfall von LH/FSH: Es entstehen anovulatorische Zyklen oder eine Amenorrhö (vollständiges Fehlen der Regelblutung). Achsel- und Schamhaare fallen aus.

  • Ausfall des TSH: Die massive Hypothyreose führt zur allgemeinen Verlangsamung und vollkommenen Interesselosigkeit. Die mentalen Leistungen sind eingeschränkt. Es bestehen Obstipation, Untertemperatur und Myxödeme.

  • Ausfall des ACTH: Eine normale Cortisolproduktion ist nicht mehr möglich. Dadurch ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber Stress oder Infektionen vermindert. Eine Hypoglykämie ist möglich (Mangel an Cortisol und STH).

Der Ausfall des HVL ist in der Regel akut nicht unmittelbar lebensgefährdend, doch sind auch komatöse Zustände möglich. Cortisol und T4 müssen in der Folge substituiert werden.
Hyperpituitarismus
Ursache einer HyperpituitarismusHVL-ÜberfunktionÜberfunktion des HVL ist in den meisten Fällen ein hormonproduzierendes HypophysenadenomHypophysenadenom. Das Adenom entsteht in der Regel aus einer der fünf verschiedenen Zellgruppen des HVL, sodass zumeist auch nur ein Hormon von der Mehrproduktion betroffen ist. Meist handelt es sich um Adenome mit Produktion von Prolaktin, STH oder ACTH; Hypophysenadenome mit einer Produktion der übrigen Hormone sind ausgesprochen selten.
Akromegalie/Gigantismus
AkromegalieGigantismusEine Mehrproduktion des STH führt beim Auftreten in der Kindheit zum späteren Gigantismus (proportionierter Riesenwuchs) GigantismusRiesenwuchs, proportionierterund beim Auftreten nach dem Epiphysenschluss zur Akromegalie. Bei der AkromegalieAkromegalie besteht eine umschriebene Vergrößerung der Akren – also der Hände und Füße aufgrund deren Weichteilverdickung. An Schädel und Gesicht kommt es zur allgemeinen Vergröberung vor allem von Nase, Unterkiefer, Jochbogen und Augenbrauenregion. Daneben sind Verdickungen und Hypertrophien an sämtlichen Weichteilen und Organen des Körpers möglich:
  • Knorpelwucherungen führen zu Arthropathien und tiefer, kloßiger Stimme (Kehlkopfvergrößerung).

  • Haut, Zunge, Lippen, Herz oder auch z.B. die Schilddrüse sind verdickt bzw. vergrößert; das gesamte endokrine System ist betroffen (teilweise Diabetes mellitus, Hypertrichose, evtl. Cushing-Syndrom).

  • Teilweise kommt es zu Hypertonus, Kopf- und Gliederschmerzen, Karpaltunnelsyndrom, Hyperhidrosis und weiteren Veränderungen, die sich ätiologisch nicht immer einordnen lassen. Libido und Potenz sind vermindert.

Zusammenfassung

Akromegalie

Vergrößerung von Akren und zahlreichen weiteren Strukturen bei STH-Mehrproduktion

Ursachen

  • Hypophysenadenom

Symptome

  • Vergrößerung von Händen, Füßen, Nase, Unterkiefer, Jochbogen; Makroglossie, Kehlkopfvergrößerung, Karpaltunnelsyndrom

  • Arthropathien

  • verschiedene weitere Symptome, z.B. arterielle Hypertonie

Prolaktinbildende Adenome
ProlaktinomeProlaktinome Hypophysenadenomprolaktinbildendesstellen den größten Anteil unter den Hypophysenadenomen. Auch einzelne Medikamente wie Haloperidol, Metoclopramid oder Reserpin induzieren eine Mehrproduktion von Prolaktin.
Die Adenome sind zumeist klein, können sich auch spontan zurückbilden. Bei stärkerem Wachstum verdrängen sie nicht nur das begleitende Hypophysengewebe, sondern auch den Knochen der Sella turcica. Diese Knochenarrosion ist im Röntgenbild zu erkennen. Die Adenome selbst erkennt man am ehesten im CT oder in der Magnetresonanztomographie.
Die Folgen der HyperprolaktinämieHyperprolaktinämieHypophysenadenom sind eine Unterfunktion der Gonaden (Hypogonadismus, auch beim Mann) mit Zyklusstörungen oder Amenorrhö (mit Sterilität) bei der Frau sowie Infertilität beim Mann, sofern sehr hohe Serumspiegel entstehen. Beim Mann kann es auch zur Gynäkomastie GynäkomastieProlaktinom(Vergrößerung der rudimentär angelegten Brustdrüse) kommen. Bei zwei Drittel der betroffenen Frauen bildet sich eine Galaktorrhö, Galaktorrhö, Prolaktinomalso eine irreguläre Milchsekretion der Brust außerhalb von Schwangerschaft und Stillzeit.
Das Inhibiting-Hormon des Hypothalamus für Prolaktin bestehtDopamin in Dopamin. Man kann deshalb eine milde HyperprolaktinämieHyperprolaktinämieDopamin-Antagonisten meist recht gut mit Dopamin-Agonisten therapieren. Große Adenome werden nach Möglichkeit operiert.
ACTH-produzierende Adenome
Sie sind nicht sehr häufig. ACTH-produzierende AdenomeHypophysenadenomACTH-produzierendesDer entstehende Morbus Cushing wurde bereits besprochen (Kap. 3.1.3). Der zirkadiane Rhythmus der Cortisolproduktion ist in diesen Fällen aufgehoben.
Diabetes insipidus
Mellitus heißt honigsüß, insipidus bedeutet schal bzw. fade, jedenfalls nicht süß schmeckend. Der Diabetes insipidusDiabetes insipidus hat also im Gegensatz zum Diabetes mellitus (Kap. 4.3.1) mit einer Erhöhung des Glukosespiegels nichts zu tun. Der Urin „schmeckt fade“.
Krankheitsentstehung
Beim Diabetes insipidus produziert der Hypothalamus zu wenig ADH.ADH-Mangel In der Folge kommt es zur Mindersekretion aus der Neurohypophyse. Eine Ursache ist in den meisten Fällen nicht zu finden. Manchmal wird er durch Tumoren verursacht, die den Hypothalamus komprimieren und seine Funktion beeinträchtigen. Selten besteht auch eine periphere, renale Ursache des Diabetes insipidus, indem die ADH-Rezeptoren in der Niere gegenüber der Hormonwirkung unempfindlich geworden sind. Diese Form kann auch angeboren sein.
Symptomatik
ADH sorgt durch seine Funktion für ein ausreichendes Plasmavolumen mit normgerechter Osmolarität. Fällt es teilweise oder vollständig aus, resultiert ein deutlich vergrößertes Harnvolumen (bis zu > 20 l/Tag) bei enorm gesteigertem Durstgefühl. Der Urin kann nicht mehr konzentriert werden. Die Hypoosmolarität des Urins Urin, Hypoosmolaritätkann zum Nachweis der Erkrankung benutzt werden.
Typisch für die betroffenen Patienten sind also, in massiver Ausprägung:
  • PolyuriePolyurieDiabetes insipidusPolydipsieDiabetes insipidus

  • Polydipsie

  • NykturieNykturie, Diabetes insipidus

Therapie
Seit etlichen Jahren kann man Vasopressin/ADH pharmazeutisch herstellen und das Oligopeptid darüber hinaus so abwandeln, dass einmal vor allem die Rezeptoren an der Niere und im anderen Fall mehr die Rezeptoren der Blutgefäße besetzt und stimuliert werden. Es kann also sowohl beim Diabetes insipidus als auch beispielsweise zur therapeutischen Vasokonstriktion bei einer Blutung aus Ösophagusvarizen eingesetzt werden.
Desmopressin (z.B. Minirin®), einDiabetes insipidusDesmopressinDesmopressin, Diabetes insipidus leicht abgewandeltes ADH, wirkt nahezu ausschließlich an den Sammelrohren. Da es im Gegensatz zu ADH eine lange Halbwertszeit besitzt, ist es zur Dauertherapie des Diabetes insipidus geeignet, kann jedoch auch bei der Enuresis nocturna angewendet werden. Es wird bevorzugt als Nasenspray oder Lutschtablette eingesetzt.

Zusammenfassung

Diabetes insipidus

„Durchfluss mit fadem Geschmack“

Ursachen

  • meist ursächlich unklarer ADH-Mangel

  • selten Tumoren mit Kompression des Hypothalamus

  • manchmal renale Ursache (unempfindliche ADH-Rezeptoren) – angeboren oder erworben

Symptome

  • Polyurie

  • Polydipsie

  • Nykturie

Diagnostik

  • Symptome

  • Hypoosmolarität des Urins

  • ADH-Serumspiegel

Therapie

  • Substitution des ADH in der Form von Analoga, z.B. als Nasenspray

ADH-Überproduktion
Extrem selten ADH-Überproduktionkommt es zur Überproduktion von ADH, als paraneoplastisches Syndromparaneoplastische SyndromeADH-Überproduktion verursacht z.B. von kleinzelligen Bronchialkarzinomen. Die Mehrproduktion führt zur Hypoosmolarität bei abnorm konzentriertem Urin und entsprechend geringen Mengen.

Epiphyse

EpiphyseDie EpiphyseEpiphyse heißt auch ZirbeldrüseZirbeldrüse bzw. PinealorganPinealorgan (Corpus pineale) – LetzteresCorpuspineale wegen ihrer Ähnlichkeit zu einem Pinienzapfen (= Zirbelkiefer). Die Hormondrüse Epiphyse darf nicht mit der Epiphyse der langen Röhrenknochen verwechselt werden; in beiden Fällen handelt es sich um etwas, das „obendrauf gewachsen ist“ (epi = auf, obendrauf; phyein = wachsen) – entweder auf dem Knochen oder eben auf einer Gehirnstruktur.

Anatomie

Die Epiphyse sitzt als kleine Gewebeansammlung dorsal – in Richtung Kleinhirn zeigend – auf dem Thalamus, an der Hinterwand des 3. Ventrikels und oberhalb der Vierhügelplatte. Sie gehört damit zum ZwischenhirnZwischenhirn, Epiphyse. Ventral und unterhalb des Thalamus befindet sich der Hypothalamus, an dem die Hypophyse über den Hypophysenstiel aufgehängt ist (Abb. 6.9).
Die Epiphyse ist ein bis zu 1,0 × 0,5 cm großes, gut 100 mg schweres Organ. Das Parenchym der Drüse (Abb. 6.10a) besteht zu 90 % aus Epithelzellen, den sog. Pinealozyten, daneben aus Gliazellen, Nervenzellen und einzelnen sympathischen Nervenfaserendigungen. Die Pinealozyten Pinealozytensind zu Läppchen zusammengefasst. Sie besitzen lange Fortsätze, die an Blutgefäßen enden. Die Blutgefäße selbst besitzen keine Blut-Hirn-Schranke.
Auffallend sind, bei etwa 60 % aller Menschen, konzentrisch geschichtete Kalkablagerungen mit Durchmessern zwischen etwa 30 und 300 µm, die in das ganze Organ eingestreut sind. Sie stellen kein Altersphänomen dar, da man sie auch bei Kindern findet, doch nehmen sie mit dem Lebensalter ganz erheblich an Zahl und Größe zu. Man bezeichnet die Einlagerungen alsHirnsand Hirnsand (Abb. 6.10b). Der Umfang der Ablagerungen ist in der zweiten Lebenshälfte häufig so ausgeprägt, dass sie sich im Röntgenbild darstellen. Die Bedeutung dieses „Sandes“ ist immer noch unklar.

Physiologie

Die ZirbeldrüseEpiphysePhysiologie bildet aus der essenziellen Aminosäure Tryptophan, Tryptophanüber das Zwischenprodukt Serotonin, das Hormon MelatoninMelatonin. Es sollte nicht mit dem ähnlich Melanotropinklingenden Melanotropin (= MSH) derMSH (melanozytenstimulierendes Hormon)melanozytenstimulierendes Hormon (MSH) Hypophyse verwechselt werden. Melatonin ist ein entwicklungsgeschichtlich sehr altes Hormon, das nicht nur bei allen Tieren, sondern auch bei Pflanzen und einzelligen Algen vorkommt und für die zirkadiane Rhythmik, bezogen sowohl auf denEpiphysezirkadiane Rhythmik Tag als auch auf die Jahreszeiten, zuständig ist.
Regulation der Hormonsekretion
Die PinealozytenPinealozyten besitzen Rezeptoren für die Geschlechtshormone Östrogen, Progesteron und Testosteron. Daneben reagieren sie auf das Licht der Umwelt und auf den Sympathikus. Übertragen werden die Lichtreize durch spezialisierte Sinneszellen der Retina des Auges, unter Weiterleitung über den Nucleus suprachiasmaticus Nucleus suprachiasmaticusdes Hypothalamus zur Epiphyse. Diese Achse funktioniert auch in umgekehrter Richtung, indem Melatonin in diesem Teil des Hypothalamus über Rezeptoren verfügt und an diesem Taktgeber die zirkadiane Rhythmik steuert. Die Reizaufnahme über die Retina ist nicht an die Funktion der Augen gebunden, weil sie i.d.R. (nicht immer) auch bei erblindeten Augen stattfindet.
Lichteinfall unterdrückt, in direkter Abhängigkeit von der Lichtintensität, die Melatoninproduktion. Während bei Tageslicht wenig Hormon gebildet wird (Serumspiegel ca. 10 pg/ml), wird die Produktion bereits bei Lampenlicht (300 Lux) angekurbelt, um in der Dunkelheit ein Maximum zu erreichen. Die höchsten Serumspiegel (ca. 100 pg/ml) werden etwa 5 Stunden nach Eintritt der Dunkelheit gemessen.
Körperlicher oder psychischer Stress erhöht die MelatoninsekretionStressMelatoninsekretion sogar unter Lichteinfall – sehr wahrscheinlich durch direkte sympathische Stimulation des Organs. Dies führt (s.u.) einerseits zur nachfolgenden Müdigkeit oder auch zur Unterdrückung der Gonadenfunktion in Zeiten der Überlastung, vermag aber andererseits die Suppression des Immunsystems durch die im Stress erhöhten Cortisolspiegel wenigstens teilweise auszugleichen.
Im Alter werden niedrigere Spiegel erreicht, wobei dies eine Folge und keine Ursache des Alterns ist, teilweise wohl aufgrund der verstärkten Verkalkung des Pinealorgans. Dies mag den Hauptgrund für die geringere Schlafqualität im fortgeschrittenem Lebensalter bilden. Die Verkürzung der Tiefschlafphasen ist mit einer geringeren Effizienz des Lernens verbunden, weil die im Hippocampus zwischengespeicherten Lerninhalte nur während dieser Phasen ins Langzeitgedächtnis übertragen werden.
Stimuli der MelatoninsekretionMelatoninSekretionshemmer/-stimuli sind:
  • Dunkelheit

  • Sympathikus (Stress)

Hemmende Faktoren der Melatoninsekretion sind:
  • Lichteinfall

  • höheres Lebensalter

Hinweis des Autors

Elektromagnetische Felder, wie sie z.B. bei der Benutzung von Handys entstehen, führen zu einer Hemmung der Melatoninsynthese. Melatoninelektromagnetische FelderSchlafstörungen oder auch eine Schwächung des Immunsystems könnten hieraus abgeleitet werden. Auch eine Hemmung des Sympathikus, z.B. durch Betablocker, erniedrigt den Serumspiegel.

Hormonwirkungen
Melatonin unterdrückt die Funktion der Gonaden. Da seine Bildung und Sekretion durch Lichteinfall gebremst wird, werden die Funktion von Hoden und Ovar einschließlich deren Hormonproduktion desto mehr stimuliert, je länger und heller die Tage werden (Frühjahr, Sommer). In der Tierwelt steuert Melatonin dementsprechend die von der Jahreszeit abhängige Brunft. Schneidet man die Verbindung zwischen Auge und Zirbeldrüse durch, oder hält Tiere in völliger Dunkelheit, wird Melatonin in großem Umfang sezerniert und die Achse Hypothalamus – Hypophyse unterdrückt. Die Produktion der Geschlechtshormone, und damit der Geschlechtstrieb, laufen auf Sparflamme.

Pathologie

Das PinealomPinealom, ein seltenes, hormonproduzierendes Adenom EpiphyseAdenomder Epiphyse, unterdrückt die Gonadenfunktion. Dagegen leitet eine Zerstörung des Pinealorgans beim Kind die vorzeitige Pubertät ein. Damit im Zusammenhang steht, dass unter physiologischen Bedingungen die Serumspiegel an Melatonin während der Kindheit weit höher sind und erst mit Beginn der Pubertät abfallen. Daraus könnte abgeleitet werden, dass die Achse Hypothalamus/Zirbeldrüse an der Einleitung der Pubertät aktiv beteiligt oder zumindest mit Releasing-Hormonen wie GnRH rückgekoppelt ist.

MelatoninMelatoninschlafanstoßende Wirkung besitzt eine schlafanstoßende Wirkung, die auch therapeutisch genutzt werden kann. Müdigkeit entsteht physiologischerweise etwa 2 h nach Einbruch der Dunkelheit bzw. 2 h nach therapeutischer Gabe von Melatonin. Auch bei Verschiebungen des Tag-Nacht-Rhythmus Jetlag, Melatonin(Jetlag – Reisen, Schichtarbeit) kann das Hormon zur Einregulierung dienen.
Makrophagen, T-Helferzellen (CD4+-Zellen) und NK-Zellen besitzen Rezeptoren für Melatonin und werden dementsprechend durch das Hormon stimuliert. Dies ist evtl. der wichtigste Grund dafür, dass für ein gut funktionierendes Immunsystem, auch im Rahmen akuter Infekte, ein ausreichend langer nächtlicher Schlaf von so großer Bedeutung ist. Darüber hinaus gilt MelatoninMelatoninRadikalenfängerRadikalenfängerMelatonin auch als Radikalenfänger mit noch stärkerer Wirkung als Vitamin E oder Glutathion, doch reichen hierfür sehr wahrscheinlich die physiologischen Serumspiegel nicht aus.
Es erscheint möglich, dass Melatonin für den gesamten Organismus einen Übermittler der zirkadianen Rhythmik darstellt, sodass die peripheren Organe ihren Tagesrhythmus zu synchronisieren vermögen.

Exkurs

Vor allem in fernöstlichen Religionen bzw. Weltanschauungen besitzt die Zirbeldrüse (oft gemeinsam mit Zwischenhirn und Hypophyse) eine Bedeutung, die weit über die medizinisch fassbare hinausgeht. Das Organ wird hier als das dritte Auge bzw. als empfangendes Organ des dritten Auges der Stirne angesehen – als Mittler zwischen dem materiellen Körper und dem Geist, als Sitz der Seele in ihrer Verbindung mit dem Körper.

Zusammenfassung

Melatonin

Charakteristika

  • Peptidhormon bzw. Hormon, das auf einer einzelnen Aminosäure (Tryptophan) aufbaut

  • wird von der Epiphyse gebildet

Wesentliche Wirkungen

  • unterdrückt die Funktion der Gonaden

  • schlafanstoßende Wirkung

  • (nächtliche) Stimulierung des Immunsystems

  • übermittelt die zirkadiane Rhythmik an Hypothalamus und periphere Organe

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