Physiologie der Eierstöcke

Die Eierstöcke erfüllen eine generative Funktion, das heißt, sie sind der Ort der Bildung von Eizellen und Sexualhormonen, die vielfältige biologische Wirkungen haben.

Die durchschnittliche Größe beträgt 3–4 cm Länge, 2–2,5 cm Breite und 1–1,5 cm Dicke. Die Konsistenz des Ovars ist dicht, der rechte Ovar ist üblicherweise etwas schwerer als der linke. Sie sind weißlich-rosa, matt gefärbt. Ohne Peritonealmembran sind die Ovarien außen von einer Schicht kubischer Zellen des oberflächlichen Epithels umgeben, die oft als Keimzellen bezeichnet wird. Darunter befindet sich die Eiweißhülle (t. albuginea), eine dichte Bindegewebskapsel. Darunter befindet sich die Rinde, der wichtigste Keim- und Hormon produzierende Teil der Ovarien. In ihr, zwischen dem Bindegewebsstroma, befinden sich die Follikel. Ihr Hauptbestandteil sind die Primordialfollikel, eine Eizelle, die von einer Schicht Follikelepithel umgeben ist.

Die reproduktive Lebensphase ist durch zyklische Veränderungen im Eierstock gekennzeichnet: Reifung der Follikel, ihr Platzen mit der Freisetzung einer reifen Eizelle, Eisprung, Bildung des Gelbkörpers und seine anschließende Rückbildung (wenn keine Schwangerschaft eintritt).

Die hormonelle Funktion des Eierstocks ist ein wichtiges Bindeglied im endokrinen System des weiblichen Körpers, von dem die normale Funktion sowohl der Fortpflanzungsorgane als auch des gesamten weiblichen Körpers abhängt.

Ein besonderes Merkmal der Fortpflanzungsprozesse ist ihr Rhythmus. Der Hauptinhalt weiblicher Sexualzyklen reduziert sich auf die hormonabhängige Veränderung zweier Prozesse, die optimale Bedingungen für die Fortpflanzung bestimmen: die Bereitschaft des weiblichen Organismus zum Geschlechtsverkehr und zur Befruchtung der Eizelle sowie die Sicherstellung der Entwicklung der befruchteten Eizelle. Der zyklische Charakter weiblicher Fortpflanzungsprozesse wird maßgeblich durch die geschlechtliche Differenzierung des Hypothalamus nach weiblichem Typ bestimmt. Ihre Hauptbedeutung liegt im Vorhandensein und der aktiven Funktion zweier Regulationszentren der Gonadotropinfreisetzung (zyklisch und tonisch) bei erwachsenen Frauen.

Die Dauer und Art der Zyklen bei Weibchen verschiedener Säugetierarten variieren stark und sind genetisch bedingt. Beim Menschen dauert der Zyklus meist 28 Tage und wird üblicherweise in zwei Phasen unterteilt: Follikel- und Lutealphase.

In der Follikelphase kommt es zum Wachstum und zur Reifung der wichtigsten morphofunktionellen Einheit der Eierstöcke – des Follikels, der die Hauptquelle der Östrogenbildung darstellt. Der Prozess des Wachstums und der Entwicklung der Follikel in der ersten Phase des Zyklus ist in der Literatur genau definiert und detailliert beschrieben.

Der Follikelplatz und die Freisetzung der Eizelle bewirken den Übergang zur nächsten Phase des Eierstockzyklus – der Luteal- oder Corpus-luteum-Phase. Der Hohlraum des geplatzten Follikels wächst rasch mit vakuolenähnlichen Granulosazellen, die mit dem gelben Pigment Lutein gefüllt sind. Es bilden sich ein reichhaltiges Kapillarnetz und Trabekel. Die gelben Zellen der Teca interna produzieren hauptsächlich Gestagene und einige Östrogene. Beim Menschen dauert die Corpus-luteum-Phase etwa 7 Tage. Vom Corpus luteum ausgeschüttetes Progesteron inaktiviert vorübergehend den positiven Rückkopplungsmechanismus, und die Sekretion von Gonadotropinen wird nur durch die negative Wirkung von 17beta-Östradiol gesteuert. Dies führt zu einem Abfall des Gonadotropinspiegels in der Mitte der Corpus-luteum-Phase auf minimale Werte.

Die Regression der Corpora lutea ist ein sehr komplexer Prozess, der von vielen Faktoren beeinflusst wird. Forscher achten vor allem auf niedrige Hypophysenhormonspiegel und eine verminderte Empfindlichkeit der Gelbkörperzellen gegenüber diesen Hormonen. Eine wichtige Rolle spielt die Funktion der Gebärmutter; einer ihrer wichtigsten humoralen Faktoren, die die Luteolyse stimulieren, sind Prostaglandine.

Der Eierstockzyklus der Frau ist mit Veränderungen der Gebärmutter, der Eileiter und anderer Gewebe verbunden. Am Ende der Lutealphase kommt es zu einer Abstoßung der Gebärmutterschleimhaut, die von Blutungen begleitet ist. Dieser Vorgang wird als Menstruation bezeichnet, und der Zyklus selbst ist menstruell. Als Beginn gilt der erste Tag der Blutung. Nach 3-5 Tagen stoppt die Abstoßung der Gebärmutterschleimhaut, die Blutung hört auf und die Regeneration und Proliferation neuer Schichten des Gebärmuttergewebes beginnt – die proliferative Phase des Menstruationszyklus. Beim häufigsten 28-Tage-Zyklus der Frau stoppt am 16.-18. Tag die Proliferation der Schleimhaut und wird durch die sekretorische Phase ersetzt. Ihr Beginn fällt zeitlich mit dem Beginn der Funktion des Gelbkörpers zusammen, dessen maximale Aktivität am 21.-23. Tag auftritt. Wenn die Eizelle bis zum 23.-24. Tag nicht befruchtet und eingenistet ist, nimmt die Progesteronsekretion allmählich ab, der Gelbkörper bildet sich zurück, die sekretorische Aktivität der Gebärmutterschleimhaut nimmt ab und am 29. Tag nach Beginn des vorherigen 28-tägigen Zyklus beginnt ein neuer Zyklus.

Biosynthese, Sekretion, Regulation, Stoffwechsel und Wirkungsmechanismus weiblicher Sexualhormone. Aufgrund ihrer chemischen Struktur und biologischen Funktion sind sie keine homogenen Verbindungen und werden in zwei Gruppen unterteilt: Östrogene und Gestagene (Progestine). Der Hauptvertreter der ersteren ist 17β-Östradiol, der der letzteren Progesteron. Zur Gruppe der Östrogene gehören außerdem Östron und Östriol. Räumlich gesehen befindet sich die Hydroxygruppe von 17β-Östradiol in der Beta-Position, während sich bei Gestagenen die Seitenkette des Moleküls in der Beta-Position befindet.

Die Ausgangsstoffe der Biosynthese der Sexualsteroide sind Acetat und Cholesterin. Die ersten Stadien der Östrogenbiosynthese ähneln denen der Androgene und Kortikosteroide. Eine zentrale Rolle in der Biosynthese dieser Hormone spielt Pregnenolon, das durch Spaltung der Cholesterinseitenkette entsteht. Ausgehend von Pregnenolon sind zwei Biosynthesewege für Steroidhormone möglich: der ∆ ⁴ - und der ∆ ⁵ -Weg. Der erste verläuft unter Beteiligung von ∆ ⁴ -3-Ketoverbindungen über Progesteron, 17α-Hydroxyprogesteron und Androstendion. Der zweite umfasst die sequentielle Bildung von Pregnenolon, 17β-Oxypregnenolon, Dehydroepiandrosteron, ∆ ⁴ -Androstendion und Testosteron. Man geht davon aus, dass der D-Stoffwechselweg der wichtigste bei der Steroidbildung ist. Diese beiden Wege enden mit der Testosteronbiosynthese. An diesem Prozess sind sechs Enzymsysteme beteiligt: Cholesterin-Seitenkettenspaltung; 17α-Hydroxylase; ∆ ⁵ -3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase mit ∆ ⁵ - ∆ ⁴ -Isomerase; C17C20-Lyase; 17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase; ∆ ^5,4 -Isomerase. Die von diesen Enzymen katalysierten Reaktionen finden hauptsächlich in Mikrosomen statt, obwohl einige von ihnen in anderen subzellulären Fraktionen lokalisiert sein können. Der einzige Unterschied zwischen den mikrosomalen Enzymen der Steroidogenese in den Eierstöcken ist ihre Lokalisierung innerhalb der mikrosomalen Subfraktionen.

Die Aromatisierung von Cig-Steroiden ist die letzte und entscheidende Phase der Östrogensynthese. Durch die Aromatisierung von Testosteron oder ∆4- ^{Androstendion} entstehen 17beta-Östradiol und Östron. Diese Reaktion wird durch den Enzymkomplex (Aromatase) von Mikrosomen katalysiert. Es wurde nachgewiesen, dass die Hydroxylierung an Position 19 das Zwischenstadium der Aromatisierung neutraler Steroide ist. Sie ist die geschwindigkeitsbestimmende Reaktion des gesamten Aromatisierungsprozesses. Für jede der drei aufeinanderfolgenden Reaktionen – die Bildung von 19-Oxyandrostendion, 19-Ketoandrostendion und Östron – wurde der Bedarf an NADPH und Sauerstoff nachgewiesen. Die Aromatisierung umfasst drei Oxidasereaktionen gemischten Typs und ist von Cytochrom P-450 abhängig.

Während des Menstruationszyklus wechselt die sekretorische Aktivität der Eierstöcke von Östrogenen in der Follikelphase des Zyklus zu Progesteron in der Gelbkörperphase. In der ersten Phase des Zyklus sind die Granulosazellen nicht durchblutet, weisen eine schwache 17-Hydroxylase- und C17-C20-Lyase-Aktivität auf und die Steroidsynthese ist in ihnen schwach. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt die signifikante Östrogensekretion durch Teca-interna-Zellen. Es wurde gezeigt, dass die gut durchbluteten Gelbkörperzellen nach dem Eisprung mit der Steroidsynthese beginnen, die aufgrund der geringen Aktivität dieser Enzyme im Progesteronstadium stoppt. Es ist auch möglich, dass im Follikel der ∆ ⁵ -Syntheseweg mit geringer Progesteronbildung überwiegt und in den Granulosazellen und im Corpus luteum eine erhöhte Umwandlung von Pregnenolon entlang des ∆ ⁴ -Weges, also in Progesteron, beobachtet wird. Hervorzuheben ist, dass die Synthese androgener C19-Steroide in den interstitiellen Zellen des Stromas erfolgt.

Der Ort, an dem während der Schwangerschaft Östrogene im weiblichen Körper produziert werden, ist ebenfalls die Plazenta. Die Biosynthese von Progesteron und Östrogenen in der Plazenta weist eine Reihe von Besonderheiten auf, insbesondere die Tatsache, dass dieses Organ keine Steroidhormone neu synthetisieren kann. Neueste Literaturdaten deuten zudem darauf hin, dass das steroidproduzierende Organ der Plazenta-Fötus-Komplex ist.

Der bestimmende Faktor bei der Regulierung der Biosynthese von Östrogenen und Gestagenen sind gonadotrope Hormone. In konzentrierter Form sieht dies folgendermaßen aus: FSH bestimmt das Wachstum der Follikel im Eierstock und LH deren Steroidaktivität; synthetisierte und sezernierte Östrogene stimulieren das Wachstum des Follikels und erhöhen seine Empfindlichkeit gegenüber Gonadotropinen. In der zweiten Hälfte der Follikelphase nimmt die Östrogensekretion durch die Eierstöcke zu, und dieses Wachstum wird durch die Konzentration der Gonadotropine im Blut und die intraovariellen Verhältnisse der resultierenden Östrogene und Androgene bestimmt. Ab einem bestimmten Schwellenwert tragen Östrogene durch den Mechanismus der positiven Rückkopplung zum ovulatorischen Anstieg von LH bei. Die Synthese von Progesteron im Gelbkörper wird ebenfalls durch das luteinisierende Hormon gesteuert. Die Hemmung des Follikelwachstums in der postovulatorischen Phase des Zyklus wird höchstwahrscheinlich durch die hohe intraovarielle Konzentration von Progesteron und Androstendion erklärt. Die Regression des Gelbkörpers ist ein obligatorischer Moment des nächsten Sexualzyklus.

Der Östrogen- und Progesterongehalt des Blutes wird durch das Stadium des Sexualzyklus bestimmt (Abb. 72). Zu Beginn des Menstruationszyklus der Frau beträgt die Estradiolkonzentration etwa 30 pg/ml. In der zweiten Hälfte der Follikelphase steigt seine Konzentration stark an und erreicht 400 pg/ml. Nach dem Eisprung ist ein Abfall des Estradiolspiegels mit einem kleinen zweiten Anstieg in der Mitte der Lutealphase zu beobachten. Der ovulatorische Anstieg des unkonjugierten Estrons beträgt zu Beginn des Zyklus durchschnittlich 40 pg/ml und in der Mitte 160 pg/ml. Die Konzentration des dritten Östrogens, Estriol, im Plasma nicht schwangerer Frauen ist niedrig (10–20 pg/ml) und spiegelt eher den Estradiol- und Estronstoffwechsel als die Ovarialsekretion wider. Ihre Produktionsrate beträgt zu Beginn des Zyklus etwa 100 μg/Tag für jedes Steroid; In der Lutealphase steigt die Produktionsrate dieser Östrogene auf 250 µg/Tag. Die Progesteronkonzentration im peripheren Blut von Frauen in der präovulatorischen Zyklusphase überschreitet 0,3–1 ng/ml nicht, und die tägliche Produktion beträgt 1–3 mg. In dieser Zeit ist die Nebenniere nicht die Hauptquelle des Progesterons. Nach dem Eisprung steigt die Progesteronkonzentration im Blut auf 10–15 ng/ml. Die Produktionsrate in der Phase des funktionierenden Gelbkörpers erreicht 20–30 mg/Tag.

Der Östrogenstoffwechsel unterscheidet sich von dem anderer Steroidhormone. Charakteristisch für sie ist der Erhalt des aromatischen Rings A in den Östrogenmetaboliten, und ihre Umwandlung erfolgt hauptsächlich durch Hydroxylierung des Moleküls. Die erste Stufe des Östradiolstoffwechsels ist die Umwandlung in Östron. Dieser Prozess findet in fast allen Geweben statt. Die Hydroxylierung von Östrogenen erfolgt verstärkt in der Leber, was zur Bildung von 16-Hydroxyderivaten führt. Östriol ist das wichtigste Östrogen im Urin. Sein Hauptanteil im Blut und Urin liegt in Form von fünf Konjugaten vor: 3-Sulfat, 3-Glucuronid, 16-Glucuronid, 3-Sulfat, 16-Glucuronid. Eine bestimmte Gruppe von Östrogenmetaboliten sind deren Derivate mit einer Sauerstofffunktion an der zweiten Position: 2-Oxyöstron und 2-Methoxyöstron. In den letzten Jahren haben Forscher die Erforschung von 15-oxidierten Östrogenderivaten, insbesondere 15a-Hydroxyderivaten von Östron und Östriol, intensiv untersucht. Auch andere Östrogenmetaboliten sind möglich – 17a-Östradiol und 17-Epiestriol. Die Hauptausscheidungswege östrogener Steroide und ihrer Metaboliten beim Menschen sind Galle und Nieren.

Progesteron wird als Δ4-3 ^- Ketosteroid metabolisiert. Die wichtigsten peripheren Stoffwechselwege sind die Reduktion des A-Rings oder die Reduktion der Seitenkette an Position 20. Die Bildung von acht isomeren Pregnandiolen wurde nachgewiesen, wobei das wichtigste Pregnandiol ist.

Bei der Untersuchung des Wirkmechanismus von Östrogenen und Progesteron sollte man zunächst von der Sicherstellung der Fortpflanzungsfunktion des weiblichen Organismus ausgehen. Die spezifischen biochemischen Erscheinungsformen der kontrollierenden Wirkung von Östrogenen und Gestagenen sind sehr vielfältig. Vor allem schaffen Östrogene in der Follikelphase des Sexualzyklus optimale Bedingungen, die eine Befruchtung der Eizelle ermöglichen; nach dem Eisprung kommt es vor allem zu Veränderungen der Gewebestruktur des Genitaltrakts. Es kommt zu einer signifikanten Proliferation des Epithels und Verhornung seiner äußeren Schicht, einer Hypertrophie der Gebärmutter mit einem Anstieg der RNA/DNA- und Protein/DNA-Verhältnisse sowie einem schnellen Wachstum der Gebärmutterschleimhaut. Östrogene erhalten bestimmte biochemische Parameter des in das Lumen des Genitaltrakts abgegebenen Sekrets aufrecht.

Das Progesteron des Gelbkörpers sorgt im Falle einer Befruchtung für die erfolgreiche Einnistung der Eizelle in die Gebärmutter, die Entwicklung des Dezidualgewebes und die postimplantative Entwicklung der Blastula. Östrogene und Gestagene gewährleisten den Erhalt der Schwangerschaft.

Alle oben genannten Fakten weisen auf die anabole Wirkung von Östrogenen auf den Proteinstoffwechsel, insbesondere auf Zielorgane, hin. Ihre Zellen enthalten spezielle Rezeptorproteine, die eine selektive Aufnahme und Akkumulation von Hormonen ermöglichen. Das Ergebnis dieses Prozesses ist die Bildung eines spezifischen Protein-Liganden-Komplexes. Durch Erreichen des Kernchromatins kann es dessen Struktur, den Transkriptionsgrad und die Intensität der Synthese zellulärer Proteine neu verändern. Rezeptormoleküle zeichnen sich durch hohe Affinität zu Hormonen, selektive Bindung und begrenzte Kapazität aus.

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