Fötales endokrines System

Das endokrine System des Fötus (Hypothalamus-Hypophyse-Zielorgane) beginnt sich recht früh zu entwickeln.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Fetaler Hypothalamus

Die Bildung der meisten Hypothalamushormone beginnt in der intrauterinen Phase, sodass sich alle Hypothalamuskerne bis zur 14. Schwangerschaftswoche differenzieren. Bis zum 100. Schwangerschaftstag ist die Ausbildung des Pfortadersystems der Hypophyse abgeschlossen, und das Hypothalamus-Hypophysen-System schließt seine morphologische Entwicklung bis zur 19.-21. Schwangerschaftswoche vollständig ab. Drei Arten hypothalamischer neurohumoraler Substanzen wurden identifiziert: aminerge Neurotransmitter – Dopamin, Noradrenalin, Serotonin; Peptide, freisetzende und hemmende Faktoren, die im Hypothalamus synthetisiert werden und über das Pfortadersystem in die Hypophyse gelangen.

Das Gonadotropin-Releasing-Hormon wird im Mutterleib produziert, die Reaktion darauf verstärkt sich jedoch nach der Geburt. GnRH wird ebenfalls von der Plazenta produziert. Neben GnRH wurden in frühen Entwicklungsstadien signifikante Konzentrationen des Thyreotropin-Releasing-Hormons (TRH) im fetalen Hypothalamus nachgewiesen. Das Vorhandensein von TRH im Hypothalamus im ersten und zweiten Schwangerschaftstrimester weist auf seine mögliche Rolle bei der Regulierung der TSH- und Prolaktinsekretion in dieser Phase hin. Dieselben Forscher fanden immunreaktives Somatostatin (Wachstumshormon-Freisetzungs-Inhibitor-Faktor) bei 10–22 Wochen alten menschlichen Föten, wobei dessen Konzentration mit dem Wachstum des Fötus zunahm.

Das Corticotropin-Releasing-Hormon ist ein Stresshormon, das vermutlich beim Einsetzen der Wehen eine Rolle spielt. Ob es sich dabei um ein fetales oder ein plazentares Hormon handelt, muss jedoch noch geklärt werden.

Fetale Hypophyse

ACTH in der fetalen Hypophyse wird bereits in der 10. Entwicklungswoche nachgewiesen. ACTH im Nabelschnurblut ist fetalen Ursprungs. Die ACTH-Produktion des Fötus wird vom Hypothalamus gesteuert und ACTH gelangt nicht in die Plazenta.

Die Synthese von ACTH-verwandten Peptiden in der Plazenta wurde beobachtet: Chorioncorticotropin, Beta-Endorphin, Melanozyten-stimulierendes Hormon. Der Gehalt an ACTH-verwandten Peptiden steigt mit der Entwicklung des Fötus an. Es wird angenommen, dass sie in bestimmten Lebensphasen eine trophische Rolle in Bezug auf die fetalen Nebennieren spielen.

Eine Untersuchung der Dynamik der LH- und FSH-Spiegel zeigte, dass der höchste Spiegel beider Hormone beim Fötus in der Mitte der Schwangerschaft (20.–29. Woche) auftritt und gegen Ende der Schwangerschaft wieder abnimmt. Der FSH- und LH-Spitzenwert ist beim weiblichen Fötus höher. Laut diesen Autoren verschiebt sich mit fortschreitender Schwangerschaft beim männlichen Fötus die Regulierung der Hormonproduktion in den Hoden von hCG zu LH.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Fetale Nebennieren

Bis zur Mitte der Schwangerschaft erreichen die Nebennieren des menschlichen Fötus aufgrund der Entwicklung der fetalen inneren Zone, die 85 % der gesamten Drüse ausmacht und mit dem Stoffwechsel von Sexualsteroiden verbunden ist, die Größe einer fetalen Niere (nach der Geburt erleidet dieser Teil im Alter von etwa einem Jahr eine Atresie). Der verbleibende Teil der Nebenniere bildet die definitive („adulte“) Zone und ist mit der Produktion von Cortisol verbunden. Die Cortisolkonzentration im Blut des Fötus und im Fruchtwasser steigt in den letzten Schwangerschaftswochen an. ACTH stimuliert die Cortisolproduktion. Cortisol spielt eine äußerst wichtige Rolle – es induziert die Bildung und Entwicklung verschiedener Enzymsysteme der fetalen Leber, einschließlich Glykogenogenese-Enzymen, Tyrosin- und Aspartat-Aminotransferase usw. Das Enzym induziert die Reifung des Dünndarmepithels und die Aktivität der alkalischen Phosphatase; ist am Übergang des Körpers vom fötalen zum adulten Hämoglobintyp beteiligt; induziert die Differenzierung von Alveolarzellen des Typs II und stimuliert die Synthese von Tensid und dessen Freisetzung in die Alveolen. Die Aktivierung der Nebennierenrinde ist offenbar am Beginn der Wehen beteiligt. So ändert sich laut Forschungsdaten unter dem Einfluss von Cortisol die Steroidsekretion; Cortisol aktiviert enzymatische Systeme der Plazenta und ermöglicht die Sekretion unkonjugierter Östrogene, die der Hauptstimulator der Freisetzung von nr-F2a und somit der Wehen sind. Cortisol beeinflusst die Synthese von Adrenalin und Noradrenalin durch das Nebennierenmark. Zellen, die Katecholamine produzieren, werden bereits in der 7. Schwangerschaftswoche bestimmt.

Fetale Gonaden

Obwohl die fetalen Gonaden aus demselben Keimblatt wie die Nebennieren stammen, ist ihre Rolle eine ganz andere. Die fetalen Hoden sind bereits in der 6. Schwangerschaftswoche sichtbar. Die interstitiellen Zellen der Hoden produzieren Testosteron, das eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Geschlechtsmerkmale des Jungen spielt. Der Zeitpunkt der maximalen Testosteronproduktion fällt mit der maximalen Sekretion von Choriongonadotropin zusammen, was auf die Schlüsselrolle von Choriongonadotropin bei der Regulierung der fetalen Steroidogenese in der ersten Schwangerschaftshälfte hinweist.

Über die fetalen Eierstöcke und ihre Funktion ist weitaus weniger bekannt; sie werden morphologisch in der 7. bis 8. Entwicklungswoche nachgewiesen, und es wurden Zellen mit Merkmalen identifiziert, die auf ihre Fähigkeit zur Steroidogenese hinweisen. Die fetalen Eierstöcke beginnen erst am Ende der Schwangerschaft mit der aktiven Steroidogenese. Offenbar benötigt das Weibchen aufgrund der hohen Steroidproduktion durch die Plazenta und den mütterlichen Fetusorganismus keine eigene Steroidogenese in den Eierstöcken zur Geschlechtsdifferenzierung.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Schilddrüse und Nebenschilddrüsen des Fötus

Die Schilddrüse zeigt bereits in der 8. Schwangerschaftswoche Aktivität. In der 10.-12. Schwangerschaftswoche entwickelt die Schilddrüse charakteristische morphologische Merkmale und die Fähigkeit, Jod zu akkumulieren und Jodthyronine zu synthetisieren. Zu diesem Zeitpunkt werden Thyreotrophe in der Hypophyse des Feten, TG in der Hypophyse und im Serum sowie T4 im Serum nachgewiesen. Die Hauptfunktion der Schilddrüse des Feten ist die Beteiligung an der Gewebedifferenzierung, vor allem des Nervensystems, des Herz-Kreislauf-Systems und des Bewegungsapparats. Bis zur Mitte der Schwangerschaft bleibt die Funktion der Schilddrüse des Feten niedrig und wird nach 20 Wochen deutlich aktiviert. Man geht davon aus, dass dies auf die Fusion des Pfortadersystems des Hypothalamus mit dem Pfortadersystem der Hypophyse und einen Anstieg der TSH-Konzentration zurückzuführen ist. Die TSH-Konzentration erreicht zu Beginn des dritten Schwangerschaftstrimesters ihr Maximum und steigt bis zum Ende der Schwangerschaft nicht mehr an. Der T4- und freie T4-Gehalt im Serum des Fötus steigt im letzten Schwangerschaftstrimester progressiv an. T3 wird im Blut des Fötus erst nach 30 Wochen nachgewiesen, danach steigt sein Gehalt gegen Ende der Schwangerschaft an. Der Anstieg von T3 am Ende der Schwangerschaft ist mit einem Anstieg des Cortisols verbunden. Unmittelbar nach der Geburt steigt der T3-Spiegel deutlich an und übersteigt den intrauterinen Wert um das 5- bis 6-fache. Der TSH-Spiegel steigt nach der Geburt an und erreicht nach 30 Minuten ein Maximum, um dann am 2. Lebenstag allmählich abzufallen. Auch der T4- und freie T4-Spiegel steigt gegen Ende des ersten Lebenstages an und fällt gegen Ende der ersten Lebenswoche allmählich ab.

Es wird vermutet, dass Schilddrüsenhormone die Konzentration des Nervenwachstumsfaktors im Gehirn erhöhen und in diesem Zusammenhang die modulierende Wirkung von Schilddrüsenhormonen im Prozess der Gehirnreifung realisiert wird. Bei Jodmangel und unzureichender Produktion von Schilddrüsenhormonen entwickelt sich Kretinismus.

Die Nebenschilddrüsen regulieren aktiv den Kalziumstoffwechsel bei der Geburt. Es besteht eine kompensatorische, reziproke Funktionsbeziehung zwischen den Nebenschilddrüsen des Fötus und der Mutter.

Thymusdrüse

Der Thymus ist eine der wichtigsten Drüsen des Fötus und erscheint in der 6.-7. Schwangerschaftswoche. In der 8. Schwangerschaftswoche wandern lymphatische Zellen - Prothymozyten - aus dem Dottersack und der Leber des Fötus und dann aus dem Knochenmark ein und besiedeln den Thymus. Dieser Prozess ist noch nicht genau bekannt, aber man nimmt an, dass diese Vorläufer bestimmte Oberflächenmarker exprimieren können, die selektiv an die entsprechenden Zellen der Thymusgefäße binden. Im Thymus angekommen, interagieren die Prothymozyten mit dem Thymusstroma, was zu intensiver Proliferation, Differenzierung und Expression T-Zell-spezifischer Oberflächenmoleküle (CD4+ CD8) führt. Die Differenzierung des Thymus in zwei Zonen - kortikal und zerebral - erfolgt in der 12. Schwangerschaftswoche.

Im Thymus erfolgt eine komplexe Differenzierung und Selektion von Zellen gemäß dem Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC), als ob eine Selektion von Zellen durchgeführt würde, die diesem Komplex entsprechen. Von allen eintretenden und sich vermehrenden Zellen durchlaufen 95 % 3–4 Tage nach ihrer letzten Teilung eine Apoptose. Nur 5 % der Zellen, die eine weitere Differenzierung durchlaufen, überleben, und Zellen mit bestimmten CD4- oder CD8-Markern gelangen in der 14. Schwangerschaftswoche in den Blutkreislauf. Thymushormone sind an der Differenzierung von T-Lymphozyten beteiligt. Die im Thymus ablaufenden Prozesse, die Migration und Differenzierung von Zellen wurden verständlicher, nachdem die Rolle von Zytokinen, Chemokinen, der Expression der für diesen Prozess verantwortlichen Gene und insbesondere die Entwicklung von Rezeptoren, die alle Arten von Antigenen wahrnehmen, entdeckt wurde. Der Differenzierungsprozess des gesamten Rezeptorrepertoires ist in der 20. Schwangerschaftswoche auf Erwachsenenniveau abgeschlossen.

Im Gegensatz zu Alpha-Beta-T4-Zellen, die CD4- und CD8-Marker exprimieren, exprimieren Gamma-Beta-T-Lymphozyten CD3. In der 16. Schwangerschaftswoche machen sie 10 % des peripheren Blutes aus, kommen aber in großen Mengen in Haut und Schleimhäuten vor. In ihrer Wirkung ähneln sie den zytotoxischen Zellen bei Erwachsenen und sezernieren IFN-γ und TNF.

Die Zytokinreaktion fetaler immunkompetenter Zellen ist geringer als die eines Erwachsenen, daher sind IL-3, IL-4, IL-5, IL-10 und IFN-γ bei der Stimulierung von Lymphozyten niedriger oder praktisch nicht nachweisbar, und IL-1, IL-6, TNF, IFN-α, IFN-β und IL-2 – die Reaktion fetaler Zellen auf Mitogene ist die gleiche wie die eines Erwachsenen.