Störung der Regulierung der Hormonausschüttung und des Stoffwechsels

Phylogenetisch gesehen sind Hormone eine sehr alte Form der interzellulären Interaktion. Sie können in jedem Organismus produziert werden: in Mehrzellern, Protozoen und sogar in Pflanzenzellen. Im Laufe der Evolution trat eine ausgeprägte Zelldifferenzierung auf, es bildeten sich endokrine Drüsen und ein System der Hormonregulation entstand, dessen Störung eine der Ursachen für endokrine Erkrankungen sein kann.

Die Synthese und Sekretion von Hormonen wird vom Nervensystem entweder direkt oder durch die Freisetzung anderer Hormone oder humoraler Faktoren reguliert. Die Rolle des „endokrinen Gehirns“, die lange Zeit der Hypophyse mit ihren drei Hormonen zugeschrieben wurde, die die Aktivität der peripheren endokrinen Drüsen regulieren, wird heute einer speziellen „hypophysiotropen“ Region des Hypothalamus zugeordnet. Hier werden zahlreiche und vielfältige Nervensignale am häufigsten in humorale umgewandelt. Der Hypothalamus konzentriert Neuronen, die als Reaktion auf Impulse oder Neurotransmitter von außen spezielle Releasing-Hormone in das Blut des Hypophysenportalsystems freisetzen. Diese Releasing-Hormone wirken auf bestimmte Zellpopulationen des Hypophysenvorderlappens und stimulieren oder hemmen die Freisetzung von Hypophysenhormonen.

Der Hypothalamus kontrolliert streng die Hypophysen-Nebennieren-, Hypophysen-Schilddrüsen- und Hypophysen-Gonaden-Systeme. Die Rolle hypothalamischer Faktoren beschränkt sich nicht nur auf die Beeinflussung der Funktionen der peripheren endokrinen Drüsen. Es ist bekannt, dass das Corticotropin-Releasing-Hormon experimentell adaptive Stoffwechsel- und Verhaltensreaktionen in Stresssituationen aktiviert und koordiniert, d. h. seine Aktivität hat eine gewisse Bedeutung für Verhaltensreaktionen. Eine gestörte Sekretion dieses Neuropeptids wurde bei Depressionen beobachtet.

Veränderungen in der Neuropeptidsekretion des Hypothalamus führen unter bestimmten Bedingungen zu einer Pathologie der Hypophysenfunktion. In diesem Fall ist eine Sekretion von Hypophysenhormonen mit reduzierter biologischer Aktivität möglich. Eine besondere Rolle in der Symptomatologie von Krankheiten spielen auch abnorme Strukturen von Hypophysenhormonen. Es ist beispielsweise bekannt, dass Peptidfragmente von Somatotropin eine sehr spezifische biologische Wirkung haben: Fragment 31-44 hat eine hohe fettmobilisierende Aktivität, Fragment 77-107 weist eine hohe Wachstumsaktivität auf, Fragment 44-77 führt zu einer Abnahme der Glukosetoleranz und verursacht Hyperglykämie.

Die wichtigste Rolle bei der Regulierung der Hormonsekretion spielt der Rückkopplungsmechanismus. Dieser besteht darin, dass bei einem Überschuss eines bestimmten Hormons im Blut die Sekretion seiner physiologischen Stimulanzien gehemmt und bei einem Mangel verstärkt wird. Eine besondere Ausprägung des Rückkopplungsmechanismus ist die Regulierung der Hormonsekretion durch Veränderung des systematisierten Parameters selbst. Beispielsweise erhöht ein Anstieg des Blutzuckerspiegels die Insulinsekretion, was den Zuckergehalt senkt. Die Sekretion vieler Hormone unterliegt bestimmten Rhythmen (täglich, saisonal, altersbedingt) oder ist mit bestimmten physiologischen Zuständen (Schwangerschaft, Stillzeit, Anpassung an neue Umweltbedingungen) verbunden.

Eine Reihe endokriner Drüsen erhalten auch eine direkte sekretorische Innervation (z. B. das Nebennierenmark, die Zirbeldrüse). In anderen Fällen (z. B. bei der Schilddrüse) spielt eine solche Innervation eine untergeordnete Rolle, da der Hauptregulator der Drüsenaktivität das hypophysäre Tropenhormon (in diesem Fall Thyrotropin) ist.

Die Insulinsekretion unterliegt einem komplexen Regulationssystem. Ihre Geschwindigkeit wird, wie der Betazellzyklus, neben Glukose durch weitere Faktoren reguliert: Glukagon, Somatostatin und Pankreaspolypeptid. Kürzlich wurde ein neues Neuropeptid, Galanin, aus der Bauchspeicheldrüse isoliert. Es hemmt die Insulinsekretion, hemmt die Somatostatinfreisetzung und stimuliert gleichzeitig die Glukagonsekretion. Seine Sekretion erfolgt in den Nervenfasern der Pankreasinseln. Eine Erschöpfung der Insulinsekretion aufgrund peripherer Resistenz und anhaltender Hyperinsulinämie kann nur in Inseln auftreten, die genetisch für Funktionsstörungen prädisponiert sind.

Am Beispiel der Beschreibung der Regulationsmechanismen der Insulinsekretion lassen sich die komplexen Wechselwirkungen einer Reihe von Faktoren auf der Ebene der Bauchspeicheldrüse und ihre mögliche Beteiligung an der Pathogenese von Erkrankungen nachvollziehen.

Humorale Faktoren sind auch ein wichtiges Bindeglied in der Pathogenese vieler endokriner Erkrankungen. Wachstum und Entwicklung eines Kindes hängen also nicht nur von der Ausschüttung des Wachstumshormons durch die Hypophyse ab, sondern auch vom Zustand der vermittelnden Mechanismen – insbesondere vom Spiegel des insulinähnlichen Wachstumsfaktors (Somatomedin C) im Blut. Somatomedine sind biologisch aktive Polypeptide, die in Leber und Nieren als Reaktion auf die Stimulation des somatotropen Hormons (STH) produziert werden und eine wachstums- und insulinähnliche Wirkung haben. Sie sind die stärksten Stimulatoren des Knorpelwachstums, reagieren aktiv mit Rezeptoren und verdrängen Insulin von der Oberfläche der Knorpelzellen, sind in ihrer Struktur dem Proinsulin ähnlich und unterscheiden sich qualitativ und quantitativ von der Wirkung von Insulin. Der Somatomedin-Gehalt im Plasma sinkt unter Hungerbedingungen und bei einer unterkalorischen, proteinarmen Ernährung.

Abhängig von ihrer Hydro- oder Lipophilie zirkulieren Hormone entweder frei oder an spezifische Proteine gebunden im Blut. Die Bindung an Proteine verlangsamt den Stoffwechsel und die Inaktivierung von Hormonen.

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