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B978-3-437-41883-9.00011-6

10.1016/B978-3-437-41883-9.00011-6

978-3-437-41883-9

Zyklische Veränderungen von Endometrium und Ovar in Abhängigkeit von den Hormonspiegeln im Blut.

Nach [4]

Sexueller Reaktionszyklus bei Mann (a) und Frau (b). Während der Verlauf beim Mann recht einheitlich ist, können bei der Frau sehr unterschiedliche Formen vorkommen.

Serumkonzentrationen von humanem Choriongonadotropin (hCG), humanem plazentarem Laktogen (hPL), Progesteron und Östriol während der Schwangerschaft.

Östrogen- und ProgesteronÖstrogenProgesteron

Tab. 11.1
Östrogen Progesteron
  • Proliferationsphase des Endometriums

  • Verflüssigung des Zervixschleimpfropfes

  • Wasser- und NaCl-Retention in der Niere

  • Erhöhte Gerinnungsneigung des Blutes

  • Reifung von Ei und Follikel

  • Bremsung des Längenwachstums

  • Senkung des Cholesterinspiegels

  • Sekretionsphase des Endometriums

  • Verfestigung des Zervixschleimpfropfes

  • Vermehrte NaCl-Ausscheidung in der Niere

  • Wachstum der Uterusmuskulatur

  • Entwicklung des Milchgangsystems der Brustdrüsen

  • Körpertemperaturanstieg um 0,5–1 °C

Androgene: Zielgewebe und Wirkungen

Tab. 11.2
Zielgewebe Wirkungen Entwicklungsphase Aktives Steroid
Wolff-Gang Stimulation von Wachstum und Differenzierung Embryonal Testosteron
Äußere Genitalien Maskulinisierung und Wachstum Embryonal, Pubertät DHT
Sinus urogenitalis Maskulinisierung und Wachstum Embryonal, Pubertät DHT
Knochen Schluss der Epiphysenfugen, anabole Wirkung Pubertät, Erwachsene Östradiol
Kehlkopf Wachstum mit Verlängerung der Stimmbänder Pubertät Testosteron, DHT
DHT = Dihydrotestosteron
Haut Stimulation der Talgproduktion, Stimulation der Körperbehaarung und des Bartwuchses, Reduktion des Haupthaares (androgene Alopezie) Pubertät, Erwachsene DHT
Niere Stimulation der Erythropoetinproduktion Pubertät, Erwachsene Testosteron, DHT
Leber Enzyminduktion, Beeinflussung der Proteinsynthese Pubertät, Erwachsene Testosteron, DHT
Fettstoffwechsel HDL-Cholesterin↓, LDL-Cholesterin↑ Pubertät, Erwachsene Testosteron, DHT
Knochenmark Stimulation der Erythropoese Pubertät, Erwachsene Testosteron, DHT
Muskulatur Anabole Wirkung Pubertät, Erwachsene Testosteron
Hoden Stimulation und Aufrechterhaltung der Spermatogenese Pubertät, Erwachsene DHT, Östradiol
Prostata Stimulation von Wachstum und Funktion Pubertät, Erwachsene DHT, Östradiol
Brustdrüse Inhibierung des Wachstums Pubertät, Erwachsene Testosteron, DHT
Hypophyse Negatives Feedback auf die FSH- und LH-Sekretion Pubertät, Erwachsene Testosteron, DHT
Hypothalamus Negatives Feedback auf die GnRH-Sekretion Pubertät, Erwachsene Testosteron, Östradiol
Gehirn Psychische Aktivierung und Libido Pubertät, Erwachsene Testosteron, DHT, Östradiol

DHT = Dihydrotestosteron

Durchschnittliche Lebenserwartung

Tab. 11.3
Zeit Lebenserwartung bei Geburt in Jahren Kindersterblichkeit [%]
Prähistorisch 25 25,0
1750 (Schweden) 37 21,0
1900 (USA) 48 13,3
1950 (Frankreich) 66 5,2
1996 (Japan) 80 0,4

Menopause und altersassoziierter Hypogonadismus des Mannes

Tab. 11.4
Menopause Altersassoziierter Hypogonadismus des Mannes
Beginn Abrupt, innerhalb von 1–2 Jahren Schleichend über Jahrzehnte
Ausmaß Vollständiger Verlust von Progesteron und Östradiol Partieller Verlust von Testosteron
Häufigkeit Alle Frauen Etwa 20–30 % der Männer
Ursache Primäres Ovarialversagen Nachlassende hypothalamische Funktion

Sexualentwicklung, Reproduktionsphysiologie und Altser

  • 11.1

    Wegweiser273

  • 11.2

    Weibliche Sexualhormone274

  • 11.3

    Menstruationszyklus274

    • 11.3.1

      Zeitlicher Ablauf274

    • 11.3.2

      Zyklische Veränderungen275

    • 11.3.3

      Hormonelle Steuerung im Hypothalamus276

    • 11.3.4

      Kontrazeption276

  • 11.4

    Hodenfunktion277

    • 11.4.1

      Testosteronwirkung277

    • 11.4.2

      Regulation der Testosteronbildung278

    • 11.4.3

      Testosteronumwandlung279

    • 11.4.4

      Spermienproduktion279

  • 11.5

    Kohabitation279

    • 11.5.1

      Genitalreflexe bei der Frau279

    • 11.5.2

      Genitalreflexe beim Mann280

  • 11.6

    Schwangerschaft281

    • 11.6.1

      Befruchtung und Implantation281

    • 11.6.2

      Choriongonadotropin282

    • 11.6.3

      Humanes plazentares Laktogen (hPL)282

    • 11.6.4

      Plazenta283

    • 11.6.5

      Veränderungen von Herz-Kreislauf und Atmung283

  • 11.7

    Laktation283

  • 11.8

    Sexuelle Differenzierung284

    • 11.8.1

      Differenzierung der Gonadenanlage284

    • 11.8.2

      Differenzierung des somatischen Geschlechts284

    • 11.8.3

      Differenzierung der äußeren Geni-talien und des Sinus urogenitalis285

  • 11.9

    Alter285

    • 11.9.1

      Demografie285

    • 11.9.2

      Ursachen des Alterns286

    • 11.9.3

      Organveränderungen287

IMPP-Hits

  • Schwangerschaft: physiologische Veränderungen von Atmung und Kreislauf, hCG-Wirkungen

  • Laktation: Oxytocin- und Prolaktinwirkungen

  • Menstruationszyklus: Kurven von Temperatur und Hormonen

Wegweiser

In diesem Kapitel werden die vorwiegend hormonell gesteuerte weibliche und männliche Reproduktionsphysiologie, die physiologischen Veränderungen bei Geschlechtsverkehr (Kap. 11.5), Schwangerschaft (Kap. 11.6) und Laktation (Kap. 11.7) sowie die Entwicklung der sexuellen Differenzierung des Embryos (Kap. 11.8) besprochen.
Für die weibliche Reproduktionsphysiologie sind Kenntnisse der hormonellen Wirkungen von Östrogenen, Gestagenen und Androgenen (Kap. 11.2) sowie die Veränderungen physiologischer Parameter während des Menstruationszyklus wichtig (Kap. 11.3). Beim Mann produziert der Hoden (Kap. 11.4) als Sexualorgan neben dem Hormon Testosteron (endokrine Funktion) auch die Spermien (exokrine Funktion).
Abgerundet wird das Kapitel mit einem kurzen Einblick in die Physiologie des Alterns (Kap. 11.9). Während zu den Ursachen des Alterns noch erheblicher Forschungsbedarf besteht (Kap. 11.9.2), sind die unausweichlichen, altersbedingten Veränderungen aller Organsysteme ärztlicher Alltag der klinischen Medizin (Kap. 11.9.3).

Weibliche Sexualhormone

SexualhormoneSexualhormone:WeiblicheZu Beginn der Pubertät bei einem Mädchen werden Hypothalamus und Hypophyse aktiviert. Mit etwa dem 10. bis 11. Lebensjahr steigen dadurch die Konzentrationen von luteinisierendem Hormon (LH) und follikelstimulierendem Hormon (FSH) im Blut an:
  • FSH stimuliert im Ovar die Bildung von Östrogenen.

  • Die Östrogene bewirken die Ausprägung der weiblichen Geschlechtsmerkmale mit Wachstum von

    • Brustdrüse (Mamma),

    • Eileiter (Tube),

    • Gebärmutter (Uterus),

    • Scheide (Vagina) und

    • kleinen Schamlippen (Labia minora).

  • Androgene sind für die Ausbildung der Scham- und Achselbehaarung sowie das Wachstum der großen Schamlippen (Labia majora) verantwortlich. Sie werden überwiegend in den Nebennieren gebildet (Kap. 10.5.4).

Menstruationszyklus

MenstruationszyklusDie MenarcheMenarche ist der Zeitpunkt der ersten Menstruationsblutung. In der Folge bildet sich der Menstruationszyklus aus. Der Menstruationszyklus beruht auf sich regelmäßig wiederholenden Wechselwirkungen von hypothalamischem GnRH, hypophysärem LH und FSH sowie den ovariellen Östrogenen und Gestagenen.

Zeitlicher Ablauf

Menstruationszyklus:Zeitlicher Ablauf

Der Menstruationszyklus wird in 4 Phasen eingeteilt (Abb. 11.1):

  • 1.

    Follikelphase

  • 2.

    Ovulation

  • 3.

    Lutealphase

  • 4.

    Menstruation

Follikelphase
Menstruationszyklus:Follikelphase Follikelphase

Im Ovar befinden sich gleichzeitig viele Follikel unterschiedlicher Reifegrade. Der in der Entwicklung am weitesten fortgeschrittene Follikel (= dominanter Follikel) spricht auf die während der Menstruation und in der Follikelphase relativ hohen Blutspiegel von FSH an und beginnt verstärkt zu wachsen. Aufgrund der Stimulation durch FSH produzieren die Granulosazellen dieses Follikels vermehrt Östrogene, hauptsächlich Östradiol. Die Östrogenspiegel im Blut steigen an. Hierdurch wird über eine negative Rückkopplung der FSH-Spiegel gesenkt.

Ovulation
Ovulation Menstruationszyklus:Ovulation

Wenn die Östrogenkonzentration im Blut für 2 Tage deutlich erhöht ist (> 200pg/ml), kommt es jedoch zu einer positiven (!) Rückkopplung von Östrogen auf die Freisetzung von LH aus der Hypophyse: Ovulationsgipfel von LH. Durch diesen LH-Anstieg wird die Ovulation ausgelöst.

Lutealphase
Menstruationszyklus:Lutealphase Lutealphase

LH aktiviert Enzyme, welche die Follikelwand andauen und so die Freisetzung der reifen Eizelle ermöglichen: Ovulation (Eisprung). Nach der Ovulation entsteht aus dem Follikel das Corpus luteum (der Gelbkörper), Theka- und Granulosazellen wandeln sich in Lutealzellen um. Unter dem Einfluss von LH beginnen die Lutealzellen des Gelbkörpers Progesteron zu produzieren: Lutealphase. Die Östradiolproduktion geht dagegen nach der Ovulation vorübergehend zurück.

Menstruation
Menstruation

Im Verlauf der Lutealphase kommt es dann zu einem erneuten Anstieg der Östrogene, die jetzt den Lutealzellen entstammen. Zusammen mit Progesteron üben sie nun eine negative Rückkopplung auf LH und FSH aus: Die Blutspiegel von FSH und LH sinken. Dieser Abfall von LH und FSH führt zur Regression des Corpus luteum. Dadurch sinkt die Produktion von Progesteron und Östradiol zum Ende der Lutealphase rasch ab und die Menstruation wird ausgelöst (Abb. 11.1).

Zyklische Veränderungen

Menstruationszyklus:Zyklische Veränderungen

Die zyklische Veränderung der Blutspiegel von Östradiol und Progesteron bewirkt entsprechendezyklische Veränderungen der Schleimhäute von Gebärmutter und Scheide sowie der Körpertemperatur (Tab. 11.1).

Schleimhautveränderungen
Proliferationsphase
ProliferationsphaseMenstruationszyklus:SchleimhautveränderungenIn der Follikelphase regeneriert sich die Gebärmutterschleimhaut (Endometrium) unter dem Einfluss von Östrogenen. Dabei nehmen Schleimhautdicke sowie Größe und Anzahl der Schleimhautzellen zu.
Sekretionsphase
SekretionsphaseIn der Lutealphase wandelt sich die Schleimhaut unter dem Einfluss des Progesterons in eine sekretorische Schleimhaut um. Die in der Schleimhaut vorhandenen Drüsen wachsen mit der Schleimhaut, bleiben allerdings unverzweigt und gestreckt.
Desquamationsphase
DesquamationsphaseAm Ende der Lutealphyse hört das Wachstum der Schleimhaut auf, die Schleimhaut wird lockerer und stärker vaskularisiert, die Drüsen sind zunehmend korkenzieherartig geschlängelt. Der Abfall von Progesteron und Östrogenen gegen Ende des Zyklus leitet die Menstruation, d. h. die Abstoßung des Endometriums und damit die Desquamationsphase ein. Die Menstruation beruht also auf einem rasch eintretenden Mangel an Sexualsteroiden: Entzugsblutung.
Sekretveränderungen
Menstruationzyklus:SekretveränderungenIm Gebärmutterhals (Zervix) erfährt das dort unter dem Einfluss von Östrogenen produzierte Sekret zyklische Veränderungen, die eine große Bedeutung für die mögliche Befruchtung der Eizelle haben. In der Follikelphase steigt die Sekretproduktion um das 10- bis 30-Fache, das Sekret ist dünnflüssig, die Viskosität nimmt ab. Die Spinnbarkeit des Sekrets erreicht zum Zeitpunkt der Ovulation (Zeitpunkt der höchsten Östrogenspiegel) ihr größtes Ausmaß. Zu diesem Zeitpunkt ist das Zervixsekret maximal für Spermien durchlässig. Nach der Ovulation nimmt die Sekretbildung der Zervix mit steigendem Progesteronspiegel wieder ab; das produzierte Sekret wird zunehmend zähflüssiger.
In der Scheide bewirken Östrogene eine Zunahme von Proliferation und Keratinisierung des Epithels und fördern die Fähigkeit des Epithels zur Produktion der Vaginalflüssigkeit.

Hormonelle Steuerung im Hypothalamus

Menstruationszyklus:Hormonelle Steuerung im HypothalamusAuf hypothalamischer Ebene wird der Zyklus durch die pulsatile Abgabe von GnRH gesteuert (Kap. 10.3.1.1). Dabei wird GnRH in der Follikelphase alle 60–90 Minuten und in der Lutealphase alle 120–180 Minuten freigesetzt. Die Bindung von GnRH an den GnRH-Rezeptor in der Hypophyse führt über einen Ca2+-Ionen-Einstrom zur Exozytose von FSH und LH enthaltenden Granula. Östrogene und Gestagene hemmen normalerweise über eine negative Rückkopplung die Freisetzung von GnRH, FSH und LH. Vor der Ovulation allerdings wird eine positive Rückkopplung des Östrogenspiegels auf die GnRH- und LH-Freisetzung beobachtet.

Klinik

GnRH-Antagonisten binden kompetitiv und reversibel an die GnRH-Rezeptoren im Hypothalamus. Hierdurch wird die Freisetzung von LH und FSH und damit auch die Östrogensekretion im Ovar bei Frauen oder die Testosteronproduktion im Hoden beim Mann (Kap. 11.4) supprimiert. GnRH-Antagonisten werden u.a. in der Fertilitätsbehandlung eingesetzt. Hier dienen sie der Unterdrückung einer Spontanovulation durch Blockierung der LH-Wirkungen. So kann die Ovulation durch die Injektion des LH-Analogons hCG (Kap. 11.6.2) zum gewünschten Zeitpunkt gezielt ausgelöst werden.

Kontrazeption

Temperaturmethode
KontrazeptionKontrazeption:TemperaturmethodeDer nach der Ovulation ansteigende Progesteronspiegel führt durch eine Verstellung des Sollwerts zu einer Zunahme der Körpertemperatur um 0,3–0,5 °C. Dieser Effekt kann zur Feststellung des Ovulationszeitpunkts ausgenutzt werden, worauf die sog. Temperaturmethode zur Schwangerschaftsverhütung beruht.
Hormonelle Kontrazeption
Kontrazeption:HormonelleHöhere Sicherheit als dieses Verfahren bietet die hormonelle Kontrazeption. Hierbei wird durch die Einnahme von Östrogenen und Gestagenen über eine negative Rückkopplung die Freisetzung von luteinisierendem Hormon (LH) und follikelstimulierendem Hormon (FSH) verhindert. Dadurch unterbleibt die Ovulation.
Pearl-Index
Pearl-Index\t \"Siehe KontrazeptionPearl-IndexEin Maß für die Zuverlässigkeit einer Methode zur Schwangerschaftsverhütung ist der Pearl-Index: Zahl der Schwangerschaften auf 1.200 Menstruationszyklen (= 100 Anwenderjahre), während deren die Methode eingesetzt wurde. Die Temperaturmethode zur Schwangerschaftsverhütung weist einen Pearl-Index von 10–30 auf, der Pearl-Index der hormonellen Verhütungsmethoden liegt zwischen 0,16 und 1,2.

Merke

Der weibliche Zyklus in Kurzform:

  • FSH → Follikelwachstum → Östrogenproduktion↑ → LH↑ → Ovulation

  • Corpus luteum → Progesteronproduktion → LH↓, FSH↓ → Östrogen↓, Progesteron↓ → Menstruation

Hodenfunktion

HodenfunktionDie Hoden haben eine Doppelfunktion:
  • Sie sind ein endokrines Organ und synthetisieren in den Leydig-Zellen das männliche Sexualhormon Testosteron

  • Sie sind eine exokrine Drüse und produzieren in den Tubuli seminiferi die Spermien.

Testosteronwirkung

Embryonalphase
TestosteronwirkungTestosteronwirkung:EmbryonalphaseTestosteron ist das wichtigste Androgen. In der Embryonalphase fördert es gemeinsam mit 5α-Dihydrotestosteron 5<03B1>-Dihydrotestosterondie Ausprägung der inneren und äußeren Geschlechtsorgane, wobei Testosteron die Entwicklung der Derivate des Wolff-Gangs (Nebenhoden, Vas deferens, Samenblase) fördert, 5α-Dihydrotestosteron dagegen die Entwicklung von Penis und Skrotum. In der anschließenden präpubertären Phase ruht die Androgenproduktion.
Pubertät
Testosteronwirkung:PubertätMit Beginn der Pubertät setzt infolge der Aktivierung von Hypothalamus und Hypophyse und dem Anstieg des luteinisierenden Hormons (LH) im Blut eine langsame, stetig zunehmende Produktion von Testosteron ein, die zur Virilisierung Virilisierungdes Jungen führt.
Die Androgene bewirken nicht nur ein Wachstum von Penis und Skrotum, sondern auch des Kehlkopfs: Stimmbruch mit Ausbildung einer tieferen Stimme. Testosteron ist für die Ausbildung der männlichen Sekundärbehaarung verantwortlich: Bartwuchs, Brust- und Bauchhaare. In der Haut steigert Testosteron die Talgproduktion, was zu Akne führen kann (Tab. 11.2).
Erwachsenenalter
Testosteronwirkung:ErwachsenenalterAm Kopfhaar fördert Testosteron den Haarausfall: androgene Alopezie. Auf Knochen und Muskeln hat Testosteron anabole Wirkung. Dadurch ist die Muskel- und Knochenmasse größer und die Stickstoffausscheidung im Urin niedriger als bei Frauen. Testosteron stimuliert die Erythropoese. Daher haben Männer einen höheren Hämoglobinwert als Frauen. Darüber hinaus fördert Testosteron Libido und Potenz und steuert Produktion und Zusammensetzung der Sekrete von Nebenhoden, Samenblase und Prostata.

Klinik

Durch synthetisch hergestellte Testosteronderivate lässt sich ein deutlicher Zuwachs an Muskelmasse und -kraft erreichen. Als Nebenwirkungen dieser anabolen Steroide können Leberschäden, Hypertonie und Psychosen auftreten. Langfristig führt ein Anabolikamissbrauch über die Wirkungen der Androgene auf den Fettstoffwechsel mit Senkung von HDL-Cholesterin und Steigerung von LDL-Cholesterin zu einer beschleunigten Arteriosklerose. Bei Jugendlichen wird unter Anabolika ein vorzeitiger Wachstumsstopp beobachtet. Bei Frauen tritt zusätzlich eine Virilisierung mit irreversiblen Stimmveränderungen auf.

Merke

Wirkungen des Testosterons auf die Entwicklung:

  • Embryonalzeit

    • Sexuelle Differenzierung

  • Pubertät

    • Virilisierung

  • Erwachsenenalter

    • Aufrechterhaltung des Phänotyps

    • Sexualfunktionen

    • Anabole Effekte

Regulation der Testosteronbildung

Testosteronbildung:Regulation Testosteronbildung

Die Produktion von Testosteron wird durch das luteinisierende Hormon (LH) der Hypophyse gesteuert. Dieses bindet an Membranrezeptoren der Leydig-Zellen des Hodens und stimuliert dort die Produktion von Testosteron durch Aktivierung des Schlüsselenzyms der Steroidogenese, der 20,22-Desmolase (Umwandlung von Cholesterin zu Pregnenolon). Testosteron hemmt über ein negatives Feedback die Freisetzung von LH und FSH in der Hypophyse sowie von GnRH im Hypothalamus.

Testosteronumwandlung

Aromatase
TestosteronumwandlungAromatase, TestosteronDie Wirkungen von Testosteron werden überwiegend direkt von Testosteron ausgeübt. Zahlreiche Gewebe verfügen jedoch über Enzyme, die Testosteron zu anderen Steroiden umwandeln und dann wieder an das Blut abgeben. So findet sich z. B. in Fettgewebe, ZNS und Knochen das Enzym Aromatase, das Testosteron zu Östradiol metabolisiert. Auf diese Weise werden speziell die knochenanabolen Effekte und vermutlich auch ein Teil der psychischen Wirkung (z. B. auf die Libido) von Östradiol vermittelt.
5α-Reduktase
5<03B1>-ReduktaseFerner werden etwa 10 % des Testosterons durch das Enzym 5α-Reduktase zu 5α-Dihydrotestosteron (DHT) reduziert. DHT ist ein wesentlich potenteres Androgen als Testosteron, da es mit 10-fach höherer Affinität an den Androgenrezeptor bindet. DHT ist besonders wichtig für die Ausprägung der Körperbehaarung und die Prostatafunktion.
Testosteronmetaboliten
TestosteronmetabolitenTestosteronDie durch die Aromatase und die 5α-Reduktase produzierten Testosteronmetaboliten Östradiol und DHT tragen zum Wirkspektrum von Testosteron bei. Ungefähr 80 % des zirkulierenden DHT und 75 % des Östradiols entstammen aus der Umwandlung von Testosteron in der Peripherie. Der Rest wird jeweils vom Hoden selbst sezerniert.

Spermienproduktion

SpermienproduktionGemeinsam mit FSH führt Testosteron in der Pubertät zum Beginn der Spermienproduktion. FSH bindet an Rezeptoren der Sertoli-Zellen in den Tubuli seminiferi der Hoden und fördert dort die Produktion verschiedener Peptide, u. a. von Transferrin, Inhibin und Androgen bindendem Protein (ABP):
  • Inhibin Inhibinhemmt über einen Rückkopplungsmechanismus die FSH-Freisetzung im Hypophysenvorderlappen.

  • ABP ABPist für den Transport und die Aufrechterhaltung ausreichender Testosteronkonzentrationen in den Tubuli seminiferi verantwortlich.

Gemeinsam stimulieren Testosteron (direkt) und FSH (über die Sertoli-Zelle vermittelt) die Spermienbildung (Spermatogenese).
Blut-Hoden-Schranke
Blut-Hoden-SchrankeTight Junctions zwischen den Sertoli-Zellen bilden die sog. Blut-Hoden-Schranke. Sie verhindert, dass Spermien in den Blutkreislauf gelangen und so eine Autoimmunreaktion auslösen. Infektionen oder Traumen können die Blut-Hoden-Schranke verletzen und so zur Ursache einer autoimmunen Infertilität werden.

Merke

Wirkungen von Testosteron:

  • Primäre und sekundäre Geschlechtsmerkmale, u. a. Stimmbruch, Behaarung, Talgproduktion, Libido, Potenz, Spermienproduktion, Wachstum und Sekretion von Prostata, Nebenhoden, Samenblase

  • Proteinanabol

  • Knochenanabol

  • Stimulation der Erythropoese

Kohabitation

Genitalreflexe bei der Frau

KohabitationGenitalreflexe, FrauDie Genitalreflexe unterliegen einer komplexen Steuerung des vegetativen und des somatischen Nervensystems sowie psychischer Stimuli.
Man unterteilt den sexuellen Reaktionszyklus in 3 Phasen:
  • Erektion

  • Transsudation

  • Orgasmus

Afferenzen aus allen Bereichen der Sexualorgane (Vulva, Vagina, perineale Region, Mammae) sind geeignet, die sexuelle Stimulation auszulösen. Besonders reich an afferenten Fasern ist die Klitoris, die darin das Äquivalent zur Glans penis beim Mann darstellt.
Durch lokale Stimulation der Klitoris ausgelöste Afferenzen erreichen das Sakralmark über den N. pudendus und werden dort auf efferente parasympathische Neurone umgeschaltet. Parallel dazu werden diese Informationen an supraspinale Zentren weitergeleitet.
Erektion
Kohabitation:ErektionErektion bei der FrauVergleichbar der Erektion des Mannes verändert sich bei sexueller Stimulation das erektile Gewebe der Frau. Es handelt sich dabei besonders um das den vaginalen Introitus umgebende Gewebe einschließlich der Labia majora et minora sowie die Klitoris. Die durch Vasokongestion vergrößerten Labia minora verlängern den Vaginalzylinder. Die Labia majora weichen nach lateral aus und schwellen durch Blutfüllung an. Die Klitoris vergrößert sich und verschiebt sich in Symphysenrichtung.
Diese Veränderungen beruhen auf parasympathischen Efferenzen aus dem Sakralmark.
Transsudation
Transsudation bei der FrauKohabitation:TranssudationParasympathische Impulse sind wahrscheinlich auch für die Transsudation der Vaginalflüssigkeit verantwortlich, die durch ein Zusammenwirken von Bartholini-Drüsen und Vaginalepithel zustande kommt. Die Transsudation setzt kurze Zeit nach Beginn der sexuellen Stimulation ein.
Orgasmus
OrgasmusKohabitation:OrgasmusDie sich während der Transsudationsphase ausbildende orgastische Manschette entsteht durch Verlängerung und Erweiterung des Vaginalschlauches. Der Höhepunkt der sexuellen Erregung der Frau (Orgasmus) geht mit rhythmischen Kontraktionen dieser Region einher, die wahrscheinlich sympathisch vermittelt sind. Diese Phase ist der Emissions- und Ejakulationsphase des Mannes vergleichbar.

Genitalreflexe beim Mann

Genitalreflexe, MannAuch der sexuelle Reaktionszyklus beim Mann durchläuft 3 Phasen:
  • Erektion

  • Emission

  • Ejakulation

Erektion

Beim Mann stellt die mit vielen dicht beieinander liegenden Rezeptoren versehene Glans penis neben der psychischen Stimulation die wichtigste Quelle sexueller Erregung dar. Hierbei laufen die Afferenzen ebenfalls über den N. pudendus zum Erektionszentrum im Sakralmark. Vor allem parasympathische efferente Neurone im N. pelvicus lösen dann die vasomotorischen Reaktionen aus, die zur Erektion führen (s.u.).

Bei zerstörtem Sakralmark können etwa 25 % der Männer eine Erektion psychisch auslösen. Die dabei entscheidenden vegetativen Efferenzen stammen vom Sympathikus, dessen genaue Rolle beim Gesunden nicht bekannt ist.Erektion beim MannKohabitation:Erektion
Dilatation der Arteriolen
Wie bei der Frau beruht die Vergrößerung der äußeren Geschlechtsorgane auf einer Vasokongestion. Die Erektion wird eingeleitet durch die Dilatation der Arteriolen der Corpora cavernosa mit vermehrtem Bluteinstrom. Dadurch werden die venösen Sinus vermehrt gefüllt. Die Dilatation der Arteriolen erfordert die initiale Erschlaffung ihrer glatten Gefäßmuskulatur. Dies wird u. a. durch Stickstoffmonoxid (NO) (Kap. 4.5.2.4) hervorgerufen, dessen Wirkung über ein cGMP-System vermittelt wird. cGMP wird in den Corpora cavernosa von einer Phosphodiesterase Typ 5 (PDE-5) abgebaut.
Kompression der Venen
Da die Corpora cavernosa von einer festen Bindegewebsmembran umgeben sind, werden durch die Füllung allmählich zahlreiche kleinere Venen, die das Blut aus den Corpora ableiten, durch die Bindegewebsmembran mechanisch abgedrückt. Hierdurch verringert sich der Blutabfluss, sodass bei unverändertem Einstrom die Füllung ansteigt und Schwellung und Rigidität des Penis zunehmen.

Klinik

PDE-5-PDE-5-HemmerHemmer (z.B. Sildenafil, Tadalafil, Vardenafil) hemmen den Abbau von cGMP und verstärken so die Wirkung von NO an der glatten Gefäßmuskulatur. Dadurch können sie zur Verbesserung der Erektion bei Erektionsstörungen beitragen. Da die PDE-5-Hemmer sehr selektiv nur die in den Corpora cavernosa lokalisierte PDE-5 hemmen, ist eine generalisiert gefäßdilatierende Wirkung nur dann festzustellen, wenn gleichzeitig Stickstoffdonatoren (z.B. Nitrate, Molsidomin) eingenommen werden.

Emission
Kohabitation:EmissionEmission beim MannSympathische Efferenzen führen zur Kontraktion von Epididymis, Ductus deferens, Vesicula seminalis und Prostata. Die Sekrete der Drüsen treten in die Urethra ein. Durch Erregung sympathischer Fasern kontrahiert sich reflektorisch der M. sphincter vesicae internus, um einen Rückfluss der Sekrete in die Blase zu verhindern.
Ejakulation
Kohabitation:EjakulationEjakulationDer Orgasmus des Mannes beginnt mit der Emission und endet nach der Ejakulation. Zur Ejakulation kommt es durch Reizung von Afferenzen in Urethra, Prostata, Nebenhoden, Ductus deferens und Vesicula seminalis, die zum Thorakolumbalmark geleitet werden.
Die Ejakulation wird sympathisch vom Thorakolumbalmark (L2/L3) vermittelt. Die begleitenden tonisch-klonischen Kontraktionen der Mm. bulbo- und ischiocavernosus sowie der Beckenbodenmuskulatur werden dagegen durch somatische Efferenzen des Sakralmarks ausgelöst.
Auf den Orgasmus folgt eine Refraktärzeit von individuell unterschiedlicher Länge, in der durch sexuelle Stimulation kein weiterer Orgasmus erreicht werden kann (Abb. 11.2).

Klinik

Männer mit zerstörtem Sakralmark können, wenn sie psychisch eine Erektion auslösen konnten, auch eine Emission und Ejakulation mit begleitendem Orgasmus haben, da ja das dafür notwendige Thorakolumbalmark (Sympathikus) noch intakt ist.

Neurovegetative Begleitreaktionen
Kohabitation:Neurovegetative BegleitreaktionenNeben den genannten Vorgängen im Bereich der Sexualorgane kommt es zu einer Reihe von neurovegetativen Begleitreflexen: Herzfrequenz, Blutdruck und Atemfrequenz steigen an, die Skelettmuskulatur kontrahiert sich, die Hautarteriolen werden erweitern: Sexflush.

Schwangerschaft

Lerntipp

Physiologische Veränderungen in der Schwangerschaft sind der IMPP-Schwerpunkt dieses Kapitels. Die häufig gefragten Themen Schwangerschaftshydrämie, Schwangerschaftshyperventilation, hCG und fetoplazentare Einheit sollten Ihnen daher nach dem Studium der folgenden Abschnitte vertraut sein.

Befruchtung und Implantation

Befruchtung

Vom Zeitpunkt der Ovulation an gerechnet ist die Eizelle nur etwa 12–18 Stunden befruchtungsfähig. Nach einem Geschlechtsverkehr dringen die männlichen Spermien durch den dünnflüssigen Zervixschleim in den Uterus ein und erreichen nach 4–6 Stunden den Eileiter. Auf ihrem Weg dorthin reifen die Spermien durch Östrogeneinfluss: Kapazitation. Hierbei wird der Glykoproteinüberzug des Spermienkopfes entfernt und das Spermium zur Befruchtung der Eizelle befähigt. Die Befruchtung erfolgt in der Regel im ampullären Teil der Tuba uterina.

Das Spermium bindet dabei an speziesspezifische Rezeptoren der die Eizelle umgebenden Zona pellucida. Dies löst die Akrosom-Reaktion aus, die dem Spermium durch Freisetzung von Hyaluronidasen und Phospholipasen die Durchdringung der Zona pellucida und die Verschmelzung mit der Plasmamembran der Eizelle ermöglicht.SchwangerschaftKapazitationBefruchtung
Eine Konzeption ist auch bei einem Verkehr bis zu 5 Tage vor dem Eisprung möglich, da die Spermien im Zervixschleim 2–5 Tage befruchtungsfähig bleiben und in dieser Zeit die Eileiter erreichen können.
Implantation
ImplantationNach der Befruchtung im Eileiter wandert die Morula innerhalb von 3–4 Tagen durch die Eileiter in die Gebärmutter und nistet sich am 6. oder 7. Tag nach der Ovulation – dann bereits zur Blastozyste entwickelt – in die Gebärmutterschleimhaut ein, die sich zu diesem Zeitpunkt in der Sekretionsphase befindet: Implantation oder Nidation.

Choriongonadotropin

Wirkung

Schon vor der Einnistung (Nidation) beginnt die Produktion des Hormons Choriongonadotropin (hCG, h = human) durch spezialisierte Zellen der Blastozyste, die später den Synzytiotrophoblasten bilden und sich mit dem mütterlichen Endometrium verbinden. Dieses hCG übernimmt die Funktion des luteinisierenden Hormons (LH) und stimuliert das Corpus luteum (Gelbkörper) zur Fortführung und Steigerung der Produktion von Progesteron, was die Einnistung des Eies fördert. Durch Aufrechterhaltung eines ausreichenden Progesteronspiegels wird die Abstoßung des Endometriums mit dem Trophoblasten verhindert.

Der Gelbkörper ist für die Progesteronproduktion im ersten Drittel der Schwangerschaft verantwortlich. Im weiteren Verlauf der Schwangerschaft wird die Progesteronproduktion von der Plazenta übernommen. Die hCG-Bildung geht daher ab der 10. Schwangerschaftswoche zurück.

Struktur
ChoriongonadotropinChoriongonadotropin:WirkungChoriongonadotropin:StrukturHumanes Choriongonadotropin ist ein Glykoprotein (wie auch die Hypophysenhormone TSH, FSH und LH) und weist die den Hypophysenhormonen gemeinsame α-Untereinheit auf. Die β-Untereinheit des Choriongonadotropins, welche die Glykoproteine unterscheidet und für die spezifische Wirkung verantwortlich ist, ist der β-Untereinheit des luteinisierenden Hormons sehr ähnlich. Daher wirkt hCG wie luteinisierendes Hormon.

Klinik

Der frühzeitige Anstieg des humanen Choriongonadotropins zu Beginn der Schwangerschaft erlaubt es, die hCG-Bestimmung im Urin als SchwangerschaftstestSchwangerschaftstest einzusetzen: positive Ergebnisse 8–10 Tage nach ausgebliebener Menstruation. Der hCG-Test im Serum kann schon 1 Woche nach Konzeption positiv ausfallen. Bis zur 10. SSW steigt das hCG kontinuierlich an, danach sinken die Blutspiegel allmählich und erreichen um die 16. SSW einen Plateauwert.

Humanes plazentares Laktogen (hPL)

Wirkung
Ab Humanes plazentares Laktogen (hPL)Humanes plazentares Laktogen (hPL):Wirkungder 5. SSW ist humanes plazentares Laktogen (hPL), das ebenfalls vom Trophoblasten gebildet wird, im Serum nachweisbar (Abb. 11.3). Das hPL steigt bis zum Ende der Schwangerschaft kontinuierlich an. Es ist nach seiner Wirkung auf die mütterliche Brustdrüse benannt, wo es wie Prolaktin wirkt und die Entwicklung des Drüsengewebes fördert. Darüber hinaus wirkt hPL antagonistisch zum Insulin, erhöht somit den Blutzuckerspiegel der Mutter und steigert die Lipolyse. Daher vermutet man eine Verbindung zwischen hPL und einer sich gelegentlich während einer Schwangerschaft entwickelnden diabetischen Stoffwechsellage.
Struktur
DasHumanes plazentares Laktogen (hPL):Struktur hPL ist strukturell dem Wachstumshormon (GH, STH) sehr ähnlich. Wegen seiner kurzen Halbwertszeit (10–20 min) eignet es sich während der Schwangerschaft zur Beurteilung der Plazentafunktion.

Plazenta

Plazentahormone
AbPlazentaPlazentahormone der 6. bis 8. SSW hat die Plazenta die Produktion von Progesteron voll übernommen. Der Progesteronspiegel steigt während der Schwangerschaft kontinuierlich an und erreicht zur Geburt hin maximale Werte (Abb. 11.3). Zur Synthese des Progesterons setzt die Plazenta zu über 90 % von der Mutter bereitgestelltes Cholesterin ein.

Neben Progesteron produziert die Plazenta große Mengen von Östrogenen, deren Plasmaspiegel ebenfalls bis zum Ende der Schwangerschaft kontinuierlich ansteigen. Da der Plazenta allerdings die Enzyme fehlen, um aus Gestagenen Östrogene herzustellen, muss die Plazenta mit Östrogenvorstufen versorgt werden. Dies geschieht im Rahmen der sog. fetoplazentaren Einheit: Die fetale Nebenniere produziert aus Cholesterol u.a. Dehydroepiandrosteron, das über das Nabelschnurblut zur Plazenta gelangt, dort aufgenommen wird und zu Östrogenen, bevorzugt zu Östriol, umgewandelt wird. Östriol wird von der Plazenta zum größten Teil in den mütterlichen Organismus abgegeben.

IgG

Aufgrund der Plazentaschranke können größere Moleküle in der Regel nicht von der Mutter in den kindlichen Blutkreislauf gelangen. IgG-Antikörper werden jedoch über einen speziellen Transportmechanismus durch die Plazentaschranke in das fetale Blut aufgenommen, sodass das Neugeborene über eine von der Mutter stammende IgG-Leihimmunität verfügt.

Veränderungen von Herz-Kreislauf und Atmung

Kreislauf

Progesteron bewirkt eine Erschlaffung der glatten Gefäßmuskulatur: Abnahme des totalen peripheren Widerstands. Kompensatorisch steigt das Plasmavolumen um 40% an, sodass der Blutdruck nicht abfällt.

Die Erythrozytenzahl nimmt nur um ca. 25 % zu, sodass durch das im Verhältnis stärker erhöhte Plasmavolumen der Hämoglobingehalt des Blutes bei Schwangeren erniedrigt ist: IgGSchwangerschaftshydrämieSchwangerschaftshydrämie (physiologische Schwangerschafts„anämie“) mit Hb-Werten von 10–11 g/dl gegen Ende der Schwangerschaft.

Schwangerschaft:KreislaufDas Herz-Zeit-Volumen steigt in der Schwangerschaft um 30–40 % an. Hierfür ist die Zunahme der Herzfrequenz um 20 % und die Zunahme des Schlagvolumens um 10 % verantwortlich

Klinik

Von der physiologischen Schwangerschaftshydrämie ist die echte Anämie in der Schwangerschaft abzugrenzen. Vor Einführung der Anämieprophylaxe durch Gabe von Eisen war eine Anämie in der Schwangerschaft meist durch einen Eisenmangel aufgrund des erhöhten Eisenbedarfs von Plazenta und Fetus verursacht. Der Mehrbedarf an Eisen in der Schwangerschaft liegt bei 700–1.400mg, bei einem Gesamtbestand an Eisen im Körper von 3.000–5.000mg (Kap. 7.2.1.6).

Atmung

Das Atemminutenvolumen steigt während der Schwangerschaft um bis zu 50% an. Dabei ist vor allem das Atemzugvolumen erhöht, die Atemfrequenz ändert ist nur wenig: physiologische Schwangerschaftshyperventilation. Hierdurch ist der pCO2 im mütterlichen Blut erniedrigt, was für die CO2-Abgabe des Fetus vorteilhaft ist (Kap. 4.7.1.1). Eine respiratorische Alkalose tritt dabei nicht auf, weil kompensatorisch vermehrt Bicarbonat über die Nieren ausgeschieden wird. Die Ventilationssteigerung beruht darauf, dass Progesteron die Empfindlichkeit des Atemzentrums für CO2 erhöht.

Laktation

Die Schwangerschaft:AtmungLaktationEntwicklung der Brustdrüse verläuft in der Schwangerschaft in 3 Phasen:
  • In der ersten Schwangerschaftshälfte wird aufgrund der steigenden Konzentrationen der Sexualsteroide das Wachstum der Brustdrüsen stimuliert.

  • In der zweiten Schwangerschaftshälfte überwiegen unter dem Einfluss von Prolaktin (Kap. 10.3.2.3) und hPL die Zelldifferenzierung und die Aktivierung der Sekretionsfähigkeit.

  • Mit dem abrupten Abfall von Östrogenen und Progesteron unter der Geburt wird die Ansprechbarkeit des Drüsengewebes auf Prolaktin stark erhöht, sodass der Milcheinschuss erfolgt.

Die mechanische Manipulation an der Mamille während des Saugaktes stimuliert über einen neurogenen Reflexbogen die Freisetzung von Prolaktin und Oxytocin:

  • OxytocinOxytocin bewirkt eine Kontraktion der myoepithelialen Zellen der Brustdrüse. Es entsteht eine Drucksteigerung in den Milchkanälchen, welche die Milchabgabe fördert: Laktation. Auch die Kontraktion der Uterusmuskulatur wird durch Oxytocin stimuliert. Hierdurch wird die Rückbildung des Uterus nach der Geburt unterstützt.

  • ProlaktinProlaktin erhält die Milchproduktion aufrecht. Gleichzeitig verhindert es die Freisetzung von LH und FSH, indem es das hypothalamische GnRH hemmt. Daher bleibt der Menstruations- und Ovulationszyklus während der Stillzeit unterdrückt: StillamenorrhöStillamenorrhö.

IgAMuttermilch enthält IgA-Antikörper, die nach Bindung an Immunglobulinrezeptoren spezialisierter Epithelzellen im Dünndarm ins kindliche Blut aufgenommen werden. Sie stehen so dem Neugeborenen während der Stillzeit für die Immunabwehr zur Verfügung.

Bei gestillten Kindern treten Infekte vor allem der Atemwege und des Gastrointestinaltrakts deswegen seltener auf.

Sexuelle Differenzierung

Die Sexuelle Differenzierungsexuelle Differenzierung beruht auf einem komplizierten Zusammenspiel genetischer und hormoneller Einflüsse auf den Embryo. Die Anlagen der Gonaden, der Keimleiter und der äußeren Genitalien sind bei beiden Geschlechtern bis zur 6. Gestationswoche identisch und können sich in weibliche oder männliche Richtung entwickeln.
Die biologische „Standardvorgabe“ aller 3 Anlagen ist immer die Entwicklung zum weiblichen Phänotyp. Die Differenzierung zum männlichen Erscheinungsbild erfordert zusätzliche genetische und hormonelle Faktoren. Fehlen diese Differenzierungsfaktoren oder reagieren die Zielgewebe nicht adäquat, wird das betroffene Gewebe automatisch im weiblichen Typus angelegt.
Das Geschlecht wird nach 3 Kriterien beurteilt:
  • Chromosomales (genetisches) Geschlecht

  • Gonadales (Keimdrüsen-)Geschlecht

  • Somatisches (phänotypisches) Geschlecht

Das chromosomale Geschlecht ist mit der Fusion der Gameten festgelegt. Beim Menschen wie bei den meisten Säugetieren ist das homogametische Geschlecht (XX) weiblich und das heterogametische Geschlecht (XY) männlich. Das Y-Chromosom induziert die Differenzierung der gonadalen Anlage zum Hoden, wodurch das gonadale Geschlecht determiniert wird. Die Hormone des Hodens bewirken dann die Etablierung des somatischen Geschlechts durch Induktion der Differenzierung zum männlichen Phänotyp.

Differenzierung der Gonadenanlage

SRY-Gen
SRY-GenGonadenanlageSobald ein intaktes Y-Chromosom im Karyotyp vorhanden ist, differenziert sich die Gonadenanlage zum Hoden – unabhängig von der Anzahl zusätzlicher X-Chromosomen. Hierfür ist ein Gen distal auf dem kurzen Arm des Y-Chromosoms verantwortlich, das SRY-Gen (SRY = Sex Determining Region Y).
Differenzierung ab der 7. Woche
NachGonadenanlage:Differenzierung ab der 7. Woche morphologischen Kriterien kann bis etwa zum 42. Gestationstag eines Embryos nicht zwischen männlichen und weiblichen Gonaden unterschieden werden. Vermutlich induziert SRY in der 7. Gestationswoche die Differenzierung der Sertoli-Zellen, die dann zusammen mit den primordialen Keimzellen tubuläre Strukturen bilden, die Vorläufer der Tubuli seminiferi. Leydig-Zellen werden im embryonalen Hoden erst gegen Ende der 8. Gestationswoche beobachtet. In der 9. Gestationswoche setzt die Testosteronsynthese ein.
Mit der Differenzierung der endokrin aktiven Sertoli- und Leydig-Zellen sind die Voraussetzungen für die Differenzierung des somatischen Geschlechts zum männlichen Phänotyp geschaffen.

Differenzierung des somatischen Geschlechts

Die somatischen GeschlechtsAusprägung der inneren und äußeren Genitalien kennzeichnet das somatische Geschlecht. 3 Hormone sind zur Differenzierung der bei beiden Geschlechtern gleich angelegten Keimleiter (Wolff-Gang und Müller-Gang) und des Sinus urogenitalis in einen männlichen Phänotyp erforderlich:
  • Anti-Müller-Hormon (AMH, frühere Bezeichnung Müllerian-Inhibiting Factor, MIF)

  • Testosteron

  • Der Testosteronmetabolit 5α-Dihydrotestosteron (DHT)

AMH und Testosteron steuern die Differenzierung der Keimleiter. DHT bestimmt zusammen mit Testosteron die Ausprägung des Sinus urogenitalis.
Anti-Müller-Hormon
Bis Anti-Müller-Hormonzur 7. Gestationswoche weist der Embryo beide Keimleiter, den Müller-Gang und den Wolff-Gang, auf. Aus den Müller-Gängen gehen im weiteren Verlauf die Gebärmutter und die Eileiter hervor, während die Wolff-Gänge die Anlage des Nebenhodens, Samenleiters und der Samenblase darstellen. Die Differenzierung des Müller-Gangs zur Gebärmutter und zum Eileiter erfolgt automatisch auch bei fehlenden Ovarien oder Hoden. Sind dagegen Hoden angelegt, atrophiert der Müller-Gang durch die Wirkung von AMH. AMH wird in den Sertoli-Zellen des Hodens gebildet. Es ist ein Glykoprotein mit strukturellen Ähnlichkeiten zu Inhibin und Transforming-Growth-Faktor β.
Testosteron
Im TestosteronGegensatz zur negativen Regulierung des Müller-Gangs (Inhibierung durch AMH) unterliegt der Wolff-Gang einer positiven Regulierung durch Testosteron. Unter dem Einfluss des mütterlichen hCG beginnt in der 9. Gestationswoche die Testosteronsynthese in den Leydig-Zellen. Das Serumtestosteron erreicht seine maximale Konzentration in der 9. bis 14. SSW und sinkt nach der 24. Woche auf das gleiche Niveau wie in weiblichen Feten.
Da die hepatische Produktion des sexualhormonbindenden Globulins (SHBG) im Embryo niedrig ist, überschreitet die Konzentration des freien, biologisch aktiven Testosterons im männlichen Embryo zum Zeitpunkt der sexuellen Differenzierung diejenige eines erwachsenen Mannes. Testosteron gelangt endokrin und parakrin zum Wolff-Gang und induziert dessen Differenzierung zu Nebenhoden, Samenleiter und Samenblase.

Differenzierung der äußeren Genitalien und des Sinus urogenitalis

5α-Dihydrotestosteron (DHT)
Bisäußeren GenitalienSinus urogenitalis 5<03B1>-Dihydrotestosteron (DHT)zur 8. Gestationswoche ist das äußere Genitale bei beiden Geschlechtern identisch und kann sich in weibliche oder männliche Richtung entwickeln.
Der Genitalhöcker (Anlage der Klitoris und der Glans penis mit Corpus cavernosum) ist von den Genitalwülsten (Anlage der Labia majora und des Skrotums) umgeben. Die Unterseite des Genitalhöckers weist paarige Genitalfalten (Anlage der Labia minora und des Corpus spongiosum) auf, welche die Urogenitalrinne umschließen. Unter dem Einfluss von DHT differenzieren sich die bipotenten Anlagen zum männlichen Phänotyp. Gleichzeitig bewirkt DHT die Differenzierung der Prostata, die aus dem Sinus urogenitalis entsteht.
Nach dem Abschluss der Differenzierung etwa in der 14. Gestationswoche wachsen die äußeren Geschlechtsorgane unter dem Einfluss von DHT. Bis zur 14. Gestationswoche hat der Penis noch die gleiche Größe wie die Klitoris.
Reduzierte DHT-Wirkung
Die DHT-Wirkung, ReduziertDHT-Wirkung kann aus mehreren Gründen vermindert sein:
  • Reduzierte DHT-Produktion

    • Nicht-Anlage der Hoden

    • Gestörte Testosteronproduktion

    • Gestörte Umwandlung von Testosteron zu DHT: 5α-Reduktase-Mangel

  • Androgenrezeptordefekt

Durch die reduzierte DHT-Wirkung kommt es zu einer unzureichenden Maskulinisierung. Das klinische Bild einer solchen Störung reicht von einer diskreten Hypospadie bis zur vollständigen phänotypischen Feminisierung.

Alter

Demografie

Durchschnittliche Lebenserwartung
AlterDieDemografieDurchschnittliche Lebenserwartung durchschnittliche Lebenserwartung hat sich seit dem 18. Jahrhundert in den entwickelten Ländern mehr als verdoppelt (Tab. 11.3). Die Lebenserwartung ist dabei definiert als die für ein Individuum eines bestimmten Alters statistisch zu erwartende Anzahl der Lebensjahre unter der Annahme, dass die aktuelle Mortalitätsrate unverändert bleibt. Da sich diese Mortalitätsrate in Zukunft mit Sicherheit verändern wird, hat die so berechnete Lebenserwartung für kein konkretes, heute lebendes Individuum prognostische Gültigkeit. Die Zunahme der durchschnittlichen Lebenserwartung ist vor allem auf die Verbesserung der hygienischen Verhältnisse und der medizinischen Versorgung zurückzuführen.
Unterschiede zwischen Frauen und Männern
DieDemografie:FrauenDemografie:Männern mittlere Lebenserwartung von Frauen ist in entwickelten Ländern um etwa 5–8 Jahre höher als die Lebenserwartung der Männer. Dies führt dazu, dass in der Altersgruppe der über 75-Jährigen auf 100 Männer 180 Frauen kommen. Für die geringere Lebenserwartung der Männer wird eine Reihe von Faktoren verantwortlich gemacht:
  • Höhere Zahl von tödlichen Unfällen, besonders in der Gruppe der unter 24-Jährigen

  • Höherer Alkohol- und Nikotinkonsum mit entsprechenden Folgeerkrankungen

  • Protektive Wirkung der Östrogene auf das kardiovaskuläre System

Studien konnten zudem zeigen, dass Männer weniger gesundheitsbewusst sind als Frauen und das Gesundheitssystem nicht so stark in Anspruch nehmen. So gehen Frauen z. B. mehr als doppelt so häufig wie Männer zu Vorsorgeuntersuchungen.
Maximale Lebensdauer
Die Lebensdauer, Maximalmaximale menschliche Lebensspanne der Gattung Homo sapiens hat sich, wie evolutionsbiologische Untersuchungen zeigen, seit 100.000 Jahren nicht verändert. Sie liegt bei etwa 120 Jahren.

Ursachen des Alterns

Das menschliche Leben scheint also, unabhängig von den Umgebungsbedingungen, einem natürlichen Alterungsprozess zu unterliegen. Zur Erklärung dieses Alterungsprozesses wurde eine Vielzahl von Theorien vorgeschlagen. Zwei davon ließen sich in den letzten Jahren experimentell stützen.
Genregulationstheorie
GenregulationstheorieAltern ist nach dieser Auffassung das Resultat einer Veränderung in der Genexpression. Zu einem bestimmten, genetisch determinierten Zeitpunkt werden von der Zelle Gene aktiviert, die den Alterungsvorgang einleiten.
Für die Genregulationstherapie spricht die Beobachtung, dass sich menschliche Zellen in Kultur nur etwa 50-mal teilen können. Diese Zahl der maximal möglichen Zellteilungen wird durch die Länge der Telomeren bestimmt. Telomere sind repetitive DNA-Sequenzen an den Enden der Chromosomen, welche die Chromosomenstabilität gewährleisten. Mit jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere, bis bei einer bestimmten Telomerenlänge das „Alterungsprogramm“ der Zelle gestartet wird. Das Enzym Telomerase kann diese Telomerenverkürzung korrigieren – ein Mechanismus, der für die „Unsterblichkeit“ von Tumorzellen oder frühen embryonalen Stammzellen verantwortlich ist.
Theorie der freien Radikale
NachAltern:Theorie der freien Radikale dieser zellulären Alterungstheorie ist Altern das Resultat einer Akkumulation von Schädigungen zellulärer Strukturen durch freie Radikale vor allem O2 (Hyperoxid-Anion) und OH (Hydroxyl-Radikal). Freie Radikale führen zur Zerstörung von Lipidmembranen, Enzymen und DNA. Jede Zelle verfügt über die Enzyme Superoxiddismutase, Katalase und Glutathionperoxidase, welche die freien Radikale zu O2 und H2O neutralisieren. Auch Antioxidanzien in Nahrungsmitteln, wie z. B. die Vitamine C und E, vermögen die Zelle vor freien Radikalen zu schützen. Diese Neutralisationsmechanismen können jedoch nicht völlig verhindern, dass sich mit zunehmendem Alter Schädigungen durch „oxidativen Stress“ in den Zellen anhäufen, die auf Dauer zu Funktionsstörungen führen. Vor allem Schädigungen der mitochondrialen DNA (mtDNA) können nicht kompensiert werden, da die mtDNA im Vergleich zur DNA des Zellkerns über weniger effektive Reparaturmechanismen verfügt.
Für die Theorie der freien Radikale spricht die Beobachtung, dass Mäuse bei 60-prozentiger Einschränkung der Kalorienzufuhr (und damit verringerter Produktion freier Radikale) um bis zu 60 % länger lebten als Mäuse, die Futter ad libitum erhielten. Wurde die Kalorienzufuhr nur um 20 % reduziert, lebten die Mäuse immerhin noch 20 % länger.

Klinik

Tierexperimentelle, klinische und epidemiologische Studien konnten zeigen, dass eine Vitamin-C- und Vitamin-E-reiche Ernährung (Obst und Gemüse) altersbedingte Veränderungen im Herz-Kreislauf-System und im Immunsystem, die auf oxidativem Stress durch freie Radikale beruhen, verlangsamen kann. Ob auch eine medikamentöse Zufuhr dieser Antioxidanzien eine „Anti-Aging“-Wirkung aufweist, ist umstritten.

Organveränderungen

Der Altern:OrganveränderungenAlterungsprozess ist durch eine Reduktion von Körperfunktionen gekennzeichnet. Diese reduzierten Funktionen (Altersschwäche) sind selbst noch keine Krankheit; sie bilden aber die Grundlage, auf der sich Krankheiten leichter entwickeln können. Viele der sog. „Alterungsvorgänge“ sind die Folge reduzierter körperlicher Aktivität. So finden sich nach dreiwöchiger Bettruhe auch bei jüngeren Menschen „Altersveränderungen“ am Bewegungsapparat wie Muskel- und Knochenabbau sowie eine reduzierte kardiovaskuläre Leistungsfähigkeit.
In den Organsystemen werden die folgenden Veränderungen beobachtet:
Skelett
Knorpel
Das SkelettKnorpelKnorpelgewebe verliert Wasser. Parallel hierzu kommt es zu einer vermehrten Produktion von Kollagenfasern, die auch stärker vernetzt sind. Die Folgen sind ein Verlust an Elastizität und eine Fibrosierung des Knorpels.
Knochen
Die KnochenKnochen verlieren ab dem 40. Lebensjahr jährlich etwa 1 % ihres Calciumphosphats. Ursache hierfür ist ein Ungleichgewicht zwischen Knochenauf- und -abbau mit einem Überwiegen des Knochenabbaus durch die Osteoklasten.

Klinik

Diese Verminderung der Knochenmasse durch vermehrten Knochenabbau wird als OsteoporoseOsteoporose bezeichnet. Ein Drittel aller Frauen entwickeln nach der Menopause eine Osteoporose, weil durch die Abnahme des Östrogenspiegels die Aktivität der Osteoklasten gesteigert wird und dadurch der Knochenmassenverlust für 3–4 Jahre jährlich etwa 3–5% beträgt. Da Männer diesen abrupten Verlust der Sexualsteroide nicht erleiden, tritt eine Osteoporose bei ihnen meist erst nach dem 60. Lebensjahr auf.

Muskulatur
Das MuskulaturMuskelgewebe nimmt zwischen dem 30. und dem 80. Lebensjahr infolge einer Reduktion der Muskelfaserzellen und der Fasergröße um 30 % ab. Der Gehalt der Muskelzellen an ATP und Glykogen ist reduziert. Der altersassoziierte Verlust der Muskelmasse wird als Sarkopenie Sarkopeniebezeichnet und scheint maßgeblichen Anteil an der Gebrechlichkeit im hohen Alter zu haben. Kontinuierliche körperliche Aktivität kann der Sarkopenie entgegenwirken.
Haut und Anhangsgebilde
In HautAnhangsgebildeder Haut geht die Zahl der Melanozyten zurück; auch ihre Funktion ist vermindert. Die Folge sind Pigmentationsstörungen und graue Haare. Reduziert ist im Alter auch die Zahl der in der Haut gelegenen Langerhans-Zellen, die Teil des antigenpräsentierenden Makrophagensystems sind (Kap. 2.6.1.1). Da auch die Anzahl und die Funktion der Talg- und Schweißdrüsen abnehmen (höhere Durchlässigkeit des Säureschutzmantels), treten Hautinfektionen im Alter häufiger auf.
Herz-Kreislauf-System
Herz
Das Herz-Kreislauf-SystemHerzHerz spricht mit zunehmendem Alter auf β-adrenerge Reize schwächer an. Im Erregungsleitungssystem kommt es zu Fibrosierungen mit deutlichem Zellverlust: bis zu 90 % der Zellen im Sinusknoten bei 80-Jährigen. Dies erklärt u. a., warum Herzrhythmusstörungen und Störungen der Erregungsleitung (Blockbilder) im Alter häufiger auftreten.
Gefäße
An Gefäßeden Gefäßen nimmt die Elastizität der Gefäßwand ab. Dies zeigt sich an einer Verdoppelung der Pulswellengeschwindigkeit (Kap. 4.3.1.1) zwischen dem 20. und dem 60. Lebensjahr.
Respiratorisches System
Diffusionskapazität
In Respiratorisches SystemDiffusionskapazitätden Lungen vermindert sich durch den Verlust von Alveolarsepten die Zahl der Alveolen. Da die Kapillaren in den Alveolarsepten liegen, geht auch die Kapillarisierung der Lunge zurück. Insgesamt nimmt hierdurch die Diffusionskapazität der Lunge ab (Kap. 5.5.2.2).
Elastizität
ElastizitätDurch einen Verlust an Elastizität im Lungengewebe und eine zunehmende Versteifung der Rippengelenke und der Thoraxwand sinken Vitalkapazität und Compliance. Die funktionelle Residualkapazität steigt an (Kap. 5.4.1.1).
Zilien
ZilienAußerdem sind die Beweglichkeit und die Zahl der Zilien des respiratorischen Epithels vermindert (Kap. 5.2.2.1), was die Reinigungsfunktion der Atemwege beeinträchtigt.
Verdauungssystem
Ösophagus
Im VerdauungssystemÖsophagus\t \"Siehe VerdauungssytemÖsophagus ist die für den Schluckakt erforderliche Koordination der motorischen Reflexaktivität zunehmend gestört (Kap. 7.3.3.2). Die Ösophagusmuskulatur kontrahiert sich in Form von diffusen Spasmen, was klinisch zu Schluckbeschwerden führt.
Magen
Die Magen\t \"Siehe VerdauungssytemSchleimhaut im Magen atrophiert. Als Folge sinken die Sekretion von Intrinsic-Faktor, Magensäure und Pepsin, was zu entsprechenden Funktionsstörungen führen kann (Kap. 7.4.3). Klinisch am häufigsten ist eine makrozytäre Anämie durch Vitamin-B12-Mangel (Kap. 2.3.3.1, Tab. 2.3).
Darm
Im Darm\t \"Siehe Verdauungssystementerischen Nervensystem (Kap. 7.3.1.1) gehen Zellen zugrunde. Das erklärt, warum im Alter die Frequenz der intestinalen Peristaltik sinkt.
Leber
In Leber\t \"Siehe Verdauungssystemder Leber ist die Entgiftungsaktivität der Leberenzyme (mikrosomale Oxidasen) vermindert.
Nieren
In Nierenden Nieren nimmt die Zahl der Nephrone ab (minus 30 % mit 80 Jahren). Dadurch sinkt die glomeruläre Filtrationsrate, die mit 80 Jahren nur noch 50 % der Rate eines jugendlichen Erwachsenen beträgt. Der Untergang juxtamedullärer Nephrone führt zu einer Reduktion der Konzentrationsfähigkeit durch Beeinträchtigung des Gegenstrommechanismus in den Vasa recta (Kap. 9.3.4.3).

Klinik

Weil die Entgiftungsfunktionen von Leber und Niere im Alter vermindert sind, muss die Dosierung für Medikamente, die über diese Organe verstoffwechselt und aus dem Körper entfernt werden, angepasst werden. Für über die Niere eliminierte Arzneimittel kann die erforderliche Dosisreduktion aus der Kreatinin-Clearance berechnet werden (Kap. 9.3.6.1).

Nervensystem
Im NervensystemNervensystem kommt es mit dem Altern zu einem Verlust von etwa 50.000 Zellen pro Tag. Hierbei ist jedoch zu bedenken, dass dieser Zellverlust Teil der normalen neuronalen Umbauprozesse ist. Während des Gehirnwachstums ist er am stärksten ausgeprägt. Über das ganze Leben gerechnet, betrifft dieser „physiologische“ Nervenzellverlust lediglich 3 % der Neurone und bleibt ohne klinische Folgen.
Die Nervenleitungsgeschwindigkeit nimmt zwischen 30 und 70 Jahren um 20 % ab, was eine Verlängerung der Reaktionszeiten zur Folge hat.

Klinik

Bei der Alzheimer-Alzheimer-KrankheitKrankheit ist der Untergang von Nervenzellen vor allem im Hippocampus, im Temporal- und im Parietallappen pathologisch gesteigert. Klinisch führt dies zum Verlust des Erinnerungs- und Konzentrationsvermögens, des Erkennens und der räumlichen Orientierung. In den Neuronen treten histologisch sichtbare Veränderungen der neurofibrillären Bündel auf. Im Extrazellularbereich finden sich typische Plaques (= Flecken) aus dem Protein β-Amyloid.

Sinnesorgane
Schmecken und Riechen
Sinnesorgane, AltersveränderungenSchmeckenRiechenAusgeprägt ist auch der Verlust von Geschmackssensoren in der Zunge: Mit 80 Jahren sind nur noch 30 % der ursprünglichen Population vorhanden. Die verminderte Schmeckfähigkeit wird durch die reduzierte Speichelbildung noch verstärkt.
Auch die Zahl der Neurone der Riechbahn im Bulbus olfactorius nimmt mit dem Alter ab, sodass die Unterscheidungsfähigkeit für Gerüche sinkt.
Fühlen
Die FühlenBerührungssensoren der Haut sind bei 90-Jährigen um 30 % reduziert, die Vibrationswahrnehmung ist noch deutlicher eingeschränkt: In den Zehen ist sie um den Faktor 10 vermindert.
Hören
Im HörenCorti-Organ kommt es zu einer Versteifung der Basilarmembran und zur Atrophie der Stria vascularis. Der Verlust von Haarzellen im Corti-Organ beginnt schon in der Kindheit (Optimum mit 10 Jahren). Im Alter fallen zunehmend auch Neuronen in der Hörbahn aus, was mit einem Verlust der Hörorientierung einhergeht.
Sehen
Die Sehendurch den zunehmenden Elastizitätsverlust der Augenlinse hervorgerufene Presbyopie (Altersweitsicht, Kap. 17.2.3.5) ist die typische Altersveränderung im Auge. Im Foveabereich der Netzhaut gehen aber auch Rezeptoren verloren, sodass die Sehschärfe abnimmt.
Altersveränderungen im endokrinen System
Menopause
MenopauseAltern:endokrinen SystemSchon zur Zeit der Menarche enthalten die Ovarien nur noch 10 % der ursprünglich angelegten Primärfollikel, die dann im Rahmen der normalen Menstruationszyklen aufgebraucht werden. Gegen Ende der reproduktiven Phase werden immer weniger Follikel rekrutiert. Schließlich sind keine funktionsfähigen Follikel mehr vorhanden, die auf die hypophysäre Stimulation reagieren könnten.
Zwischen dem 40. und 55. Lebensjahr kommt es über einen Zeitraum von 2–5 Jahren zunächst zu unregelmäßigen Ovulationen und schließlich zum Sistieren der Regelblutung: Menopause. Im Mittel tritt in Deutschland die letzte Regelblutung im 51. Lebensjahr auf. Obwohl sich das Lebensalter zunehmend verlängert, bleibt seit Beginn guter Dokumentationen das mittlere Alter, in dem die Menopause erfolgt, gleich.
Postmenopause
PostmenopauseDementsprechend verlängert sich zunehmend der Zeitraum nach der Menopause. Heute verbringt eine Frau fast die Hälfte ihres Erwachsenenalters in einem Zustand des Östrogendefizits. In den letzten 2 Jahren vor der Menopause fallen zunächst die Progesteronspiegel ab, später dann auch die Östrogenspiegel.
Östrogene werden zwar in geringem Umfang auch weiterhin durch Umwandlung von in der Nebenniere produzierten Androgenen im Fettgewebe synthetisiert. Diese Mengen reichen jedoch bei weitem nicht aus, um die frühere ovarielle Produktion zu ersetzen.

Wichtige Folgen der reduzierten Östrogenspiegel sind:

  • Zunahme des Knochenabbaus: Osteoporose

  • Erhöhtes Risiko von arteriosklerotisch bedingten kardiovaskulären Erkrankungen: jetzt gleiches Risiko wie für Männer

In der Übergangsphase zur Postmenopause (Zeitraum nach der letzten Blutung) treten auch zahlreiche vegetative und psychische Symptome auf, z. B. Hitzewellen und depressive Verstimmung. Ferner leiden viele Frauen in der Postmenopause unter einer Atrophie der Vaginalschleimhaut, die zu Schmerzen beim Geschlechtsverkehr (Dyspareunie) und gehäuften Infektionen führt.

Klinik

Trotz der nachteiligen Effekte des Östrogenmangels in der Postmenopause wird die Hormonersatztherapie aufgrund negativer Ergebnisse großer klinischer Studien heute zurückhaltend eingesetzt, da gehäuft Karzinome der Brustdrüse und Lungenembolien auftraten.

Altersassoziierter Hypogonadismus des Mannes
Bei Altern:Hypogonadismusvielen Männern sinkt der Spiegel des Sexualhormons Testosteron nach dem 45. Lebensjahr allmählich ab: etwa 1 % pro Jahr. Bei etwa 20 % der 60-jährigen Männer liegen die Testosteronspiegel im erniedrigten Bereich, wenn die Normwerte junger Männer angewandt werden (Tab. 11.4). Der sinkende Testosteronspiegel ist auf eine verminderte Produktion von LH zurückzuführen, die am ehesten auf einer nachlassenden Produktion des hypothalamischen GnRH (Kap. 11.4.2) beruht. Auch die Zahl der Leydig-Zellen nimmt ab. Fettleibigkeit verstärkt den Testosteronabfall.
Mögliche Symptome des Testosteronmangels sind Kraftlosigkeit, Muskelschwäche, Osteoporose, Anämie, Libidoverlust, Hitzewellen und Depressionen. Pilotstudien zum Ersatz des Testosterons bei älteren Männern zeigen positive Effekte, größere klinische Untersuchungen fehlen aber, sodass die Nutzen-Risiko-Bilanz einer solchen Therapie noch unklar ist.
Altersassoziierte Veränderungen der Schilddrüsenfunktion
Im Altern:SchilddrüsenfunktionAlter reagieren fast alle Gewebe empfindlicher auf Schilddrüsenhormone. Daher können Schilddrüsenhormonkonzentrationen, die bei jungen Erwachsenen völlig normal sind und keine Symptome hervorrufen, für alte Menschen bereits zu hoch sein und klinische Zeichen einer Schilddrüsenüberfunktion verursachen.

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