Hormone der Nebenniere

Überblick

Aufbau der Nebenniere

Die Nebennieren Nebennieren Nebennieren bestehen aus dem Nebennierenmark und der Nebennierenrinde mit jeweils getrennten Funktionen und Regulationsmechanismen.

• Nebennierenmark (Medulla glandulae suprarenalis):
  • Innerer Teil
  • Freisetzung von Katecholaminen
  • Synergismus mit dem sympathischen Nervensystem Nervensystem Nervensystem: Aufbau, Funktion und Erkrankungen
• Nebennierenrinde (Cortex glandulae suprarenalis):
  • Äußerer Teil
  • Synthese aller kortikalen Hormone Hormone Endokrines System: Überblick aus Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel
  • 3 Zonen von außen nach innen:
    • Zona glomerulosa: Freisetzung von Mineralocorticoiden
    • Zona fasciculata: Freisetzung von Glucocorticoiden
    • Zona reticularis: Freisetzung von Androgenen
  • Eselsbrücken zum Aufbau der Nebennierenrinde:
    • „Salt, Sugar, Sex: the deeper you get, the better it gets.”
    • „GFR, von außen nach innen”
  • Teil der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHN-Achse)

Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHN-Achse)

Die Ausschüttung der Hormone Hormone Endokrines System: Überblick der Nebennierenrinde wird von der HHN-Achse gesteuert und reguliert.

• Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus (Ncl. paraventricularis): Ausschüttung von Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH)
• Stimulation des Hypophysenvorderlappens zur Ausschüttung des adrenocorticotropen Hormons (ACTH)
• ACTH: Stimulation der Nebennierenrinde, alle kortikalen Hormone Hormone Endokrines System: Überblick zu synthetisieren und freizusetzen
  • Mineralocorticoide
  • Glucocorticoide
  • Androgene Androgene Androgene und Antiandrogene
• Negatives Feedback innerhalb der HHN-Achse:
  • ACTH: Hemmung der weiteren CRH-Sezernierung
  • Cortisol (primäres Glucocorticoid): Hemmung von CRH und ACTH
• Andere Faktoren, die die HHN-Achse stimulieren können:
  • Stress:
    • Körperlich (z. B. Sport)
    • Mental (z. B. Angst)
    • Biochemisch (z. B. Hypoglykämie Hypoglykämie Hypoglykämie)
  • Biorhythmus:
    • Schlafrhythmus
    • Rhythmen, die mit Wachstum und Entwicklung verbunden sind

Hormone der Nebennierenrinde: Mineralocorticoide

Überblick über Mineralocorticoide

• Primäres Hormon: Aldosteron
• Sekretion aus der Zona glomerulosa
• Regulation:
  • Teilweise durch ACTH
  • Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (s.u.)
  • Serum-K⁺
• Wirkung:
  • ↑ Blutdruck (↑ Wasserrückresorption aus den Nieren Nieren Niere)
  • ↑ Serum-Na⁺ (↓ renale Sekretion von Na⁺)
  • ↓ Serum-K⁺ (↑ renale Sekretion von K⁺)
  • ↑ Serum-pH (↑ renale Sekretion von H⁺)

Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)

Das RAAS ist einer der Hauptregulatoren für den Blutdruck, den Wasserhaushalt, den Serumnatriumspiegel und das pH-Gleichgewicht im Körper.

• Angiotensinogen:
  • Syntheseort: v.a. Hepatozyten Hepatozyten Leber, Adipozyten Adipozyten Fettgewebe: Histologie
  • Glykoprotein
• Renin:
  • Syntheseort: Macula densa (Bestandteil des juxtaglomerulären Apparats) der Nieren Nieren Niere
  • Protease
  • Umwandlung von Angiotensinogen in Angiotensin I
• Angiotensin-konvertierendes Enzym (Englisches Akronym: ACE):
  • Syntheseort: Endothelzellen der Lunge Lunge Lunge: Anatomie
  • Protease
  • Umwandlung von Angiotensin I in Angiotensin II
• Angiotensin II:
  • Stimulation der Zona glomerulosa zur Aldosteronfreisetzung (Bindung an AT1-Rezeptor)
  • Wirkung:
    • Vasokonstriktion Vasokonstriktion Physiologie des Blutkreislaufs des Vas efferens (Aufrechterhaltung der Nierendurchblutung) und der Blutgefäße
    • ↑ Na⁺– und Wasserresorption in den Nierentubuli
    • ↑ Durstempfinden und Salzgelüste
    • ADH-Freisetzung aus Neurohypophyse
    • Stimulation der Aldosteronsynthese
• Aldosteron:
  • Ligandenaktivierter Transkriptionsfaktor
  • Wichtigste Syntheseschritte:
    • Pregnenolon → Progesteron Progesteron Gonadenhormone (Enzym: 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase)
    • Progesteron Progesteron Gonadenhormone → 11-Desoxycorticosteron (Enzym: 21-Hydroxylase)
    • 11-Desoxycorticosteron → Aldosteron (Enzym: Aldosteronsynthase)
  • Stimulation der Synthese folgender Proteine Proteine Proteine und Peptide in den Hauptzellen der distalen Nierentubuli:
    • Na⁺/K⁺-ATPase an der basolateralen Membran
    • Epitheliale Natrium-Kanäle (ENaCs) an der luminalen Membran: Na⁺-Resorption aus dem Lumen in die Hauptzellen
    • ROMK (Abkürzung für Renal Outer Medullary K⁺ channel) an der luminalen Membran: renale K ⁺-Ausscheidung
    • Einbau einer apikalen H⁺-ATPase
  • Stimulation der Na⁺-Resorption in den Nierentubuli
    • Wasser folgt Na⁺ → ↑ Wasserresorption
    • Erzeugung eines Konzentrationsgradienten → Förderung der renalen Sekretion von K⁺ und H⁺
  • Inhibition durch ANP
• Regulation des RAAS:
  • Förderung durch:
    • ↓ Nierendurchblutung:
      • Systolischer Blutdruck < 100 mmHg (Detektion durch juxtaglomerulären Apparat)
      • Hypovolämie
    • ↑ Serum-K⁺
    • Hyponatriämie Hyponatriämie Hyponatriämie (Detektion durch die Macula densa der Nieren Nieren Niere)
    • ↑ Sympathikotonus
    • Hypotoner Harn
  • Hemmung durch:
    • ↑ Angiotensin II
    • ↑ Aldosteron

Hormone der Nebennierenrinde: Glucocorticoide und Androgene

Glucocorticoide

• Hormone Hormone Endokrines System: Überblick:
  • Cortisol
  • Corticosteron
• Sekretion aus der Zona fasciculata
• Es existieren 2 Wege der Cortisolsynthese, die jedoch beide mit Cholesterin und Pregnenolon beginnen und ab dem Substrat 17α-Hydroxyprogesteron eine gemeinsame Endstrecke verfolgen. Hierbei spielt das Enzym 21-Hydroxylase eine wichtige Rolle. Im Folgenden werden die wichtigsten Syntheseschritte in Kürze zusammengefasst.
  1. Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel → Pregnenolon → Progesteron Progesteron Gonadenhormone → 17α-Hydroxyprogesteron → 11-Desoxycortisol (Enzym: 21-Hydroxylase) → Cortisol
  2. Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel → Pregnenolon → 17α-Hydroxypregnenolon → 17α-Hydroxyprogesteron → 11-Desoxycortisol (Enzym: 21-Hydroxylase) → Cortisol
• Interkonversion:
  • Aktives Cortisol → inaktives Cortison mittels 11β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase 2 (11β-HSD2)
  • Inaktives Cortison → aktives Cortisol mittels 11β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase 1 (11β-HSD1)
  • Die Umwandlung in inaktives Cortison ist u.a. an den aldosteronsensitiven Nieren Nieren Niere notwendig, da Cortisol mit ähnlicher Affinität an die Mineralocorticoidrezeptoren bindet.
• Regulation: HHN-Achse
• Abbau: hepatisch (Hydrierung am Ring und Reduktion der Ketogruppen)
• Wirkung: Die untenstehende Tabelle vermittelt einen Eindruck über die vielfältigen Wirkungen von Glucocorticoiden.

Androgene Androgene Androgene und Antiandrogene

• Hormone Hormone Endokrines System: Überblick:
  • DHEA (Dehydroepiandrosteron)
  • Androstendion
• Sekretion aus der Zona reticularis
• Es existieren zwei Synthesewege für Testosteron. In beiden Wegen ist jedoch zunächst die Umwandlung von Cholesterin in Pregnenolon obligat.
  1. Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel → Pregnenolon → Progesteron Progesteron Gonadenhormone → Androstendion → Testosteron Testosteron Androgene und Antiandrogene
  2. Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel → Pregnenolon → DHEA → Testosteron Testosteron Androgene und Antiandrogene
• In peripheren Geweben: Umwandlung der Androgenvorstufen aus der Nebennierenrinde in Testosteron Testosteron Androgene und Antiandrogene und Östrogene (primäre Östrogenquelle bei postmenopausalen Frauen)
• Wirkung:
  • Ausprägung männlicher Geschlechtsmerkmale
  • Fortpflanzung
  • Stimulation der Achsel-, Scham- und männlichen Gesichtsbehaarung

Hormone des Nebennierenmarks

Hormone Hormone Endokrines System: Überblick und Regulation

• Ausschüttung von Katecholaminen:
  • Adrenalin (80 %)
  • Noradrenalin (20 %)
• Synthese in chromaffinen Zellen (modifizierte sympathische Neuronen Neuronen Nervensystem: Histologie):
  • Phenylalanin → Tyrosin (Enzym: Phenylalaninhydroxylase; Cofaktor: Tetrahydrobiopterin (THB))
  • Tyrosin → DOPA “3,4-Dihydroxyphenylalanin” (Enzym: Tyrosinhydroxylase; Cofaktor: THB)
  • DOPA → Dopamin (Enzym: Decarboxylase; Cofaktor: Pyridoxalphophat (PALP))
  • Dopamin → Noradrenalin (Enzym: Dopaminhydroxylase; Cofaktor: Vitamin C Vitamin C Wasserlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen)
  • Noradrenalin → Adrenalin (Enzym: Phenylethanolamin-N-Methyltransferase; Cofaktor: S-Adenosylmethionin (SAM))
  • Stimulation durch Cortisol und Sympathikusaktivierung
• Kontrolle durch das sympathische Nervensystem Nervensystem Nervensystem: Aufbau, Funktion und Erkrankungen (anstatt von Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus/ Hypophyse Hypophyse Hypophyse):
  • Synaptische Verbindung zwischen präganglionären Nervenfasern Nervenfasern Nervensystem: Histologie und chromaffinen Zellen
  • Stimulation der nikotinergen Typ-2-Rezeptoren der chromaffinen Zellen durch Acetylcholin aus den präganglionären Nervenfasern Nervenfasern Nervensystem: Histologie
  • Abgabe der Katecholamine direkt ins Blut durch die chromaffinen Zellen
  • Stimulation aller α- und β-adrenergen Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren durch Katecholamine

Wirkung

Die Hauptaufgabe der Katecholamine besteht darin, die Wirkung des sympathischen Nervensystems zu verstärken. Da sie als Hormone Hormone Endokrines System: Überblick direkt in den Blutkreislauf abgegeben werden, hält ihre Wirkung länger an, als wenn Katecholamine in Form von Neurotransmittern freigesetzt werden. Eine der bekannten Wirkungen ist das Auslösen der Fight-or-Flight-Reaktion. Katecholamine wirken über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren (Adrenorezeptoren), von denen es diverse Subtypen gibt, die an unterschiedlichen Stellen exprimiert werden und verschiedene Funktionen haben. Die folgende Tabelle gibt hierüber einen Überblick:

Abbau

In das Blut sezerniertes Adrenalin und Noradrenalin werden zu Vanillinmandelsäure abgebaut. Die hierfür wichtigen Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme lauten:

• Katecholamin-O-Methyltransferase (COMT), Cofaktor: SAM
• Monoaminooxidase (MAO), Cofaktoren: Flavin-Adenin-Dinukleotid (FAD) und Kupfer Kupfer Spurenelemente
• Merkspruch: “COMT SAM zu MAO, gehen die Katecholamine”

Klinische Relevanz

Zu den klinisch wichtigsten Pathologien der Nebennierenhormone zählen:

• Phäochromozytom Phäochromozytom Phäochromozytom: Dies ist ein seltener, zumeist benigner Katecholamin-sezernierender Tumor, der von den chromaffinen Zellen des Nebennierenmarks ausgeht. Symptome umfassen eine therapieresistente Hypertonie Hypertonie Arterielle Hypertonie, episodische Kopfschmerzen, Hyperhidrose und Tachykardie. Die Diagnose wird durch Bestimmung der Katecholaminmetabolite, den Clonidinhemmtest und eine Bildgebung (CT, MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT), Szintigrafie) gestellt. Als einzige kurative Behandlung steht die chirurgische Resektion zur Verfügung. Präoperativ muss ausreichend lang und suffizient mit α-Blockern therapiert werden.
• Nebennierenrindeninsuffizienz: Bei der Nebennierenrindeninsuffizienz liegt eine unzureichende Produktion von Glucocorticoiden, Mineralocorticoiden und Androgenen in der Nebennierenrinde vor. Die Diagnose wird durch Messung des Cortisolspiegels via ACTH-Kurztest und durch Messung des Plasma-ACTH-Spiegels gestellt. Die Therapie umfasst eine Glucocorticoid-Substitution mittels Hydrocortison Hydrocortison Immunsuppressiva und ggf. eine Mineralocorticoid-Substitution via Fludrocortison Fludrocortison Fludrocortison (Mineralocorticoid).
  • Morbus Addison Morbus Addison Nebenniereninsuffizienz und Morbus Addison (Synonym Addison-Krankheit; primäre Nebennierenrindeninsuffizienz): Überwiegend ursächlich sind autoimmune Adrenalitiden. Weitere Ursachen umfassen u. a. Infektionen, Malignitäten, Blutungen und Medikamente.
  • Sekundäre Nebennierenrindeninsuffizienz: Die sekundäre Form ist durch eine verminderte Produktion von ACTH in der Hypophyse Hypophyse Hypophyse geprägt, z. B. aufgrund Hypophysenschädigung oder längerfristige Glucocorticoidtherapie.
  • Tertiäre Nebennierenrindeninsuffizienz: Durch eine verminderte CRH-Produktion im Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus gekennzeichnet. Diese Insuffizienz kann auch aufgrund einer längeren Glucocorticoidtherapie auftreten.
• Adrenogenitales Syndrom Adrenogenitales Syndrom Adrenogenitales Syndrom (AGS): Das AGS beschreibt eine Gruppe von autosomal-rezessiven Erkrankungen, die einen Mangel an einem Enzym (am häufigsten 21-Hydroxylase) verursachen, das für die Cortisol-, Aldosteron- und Androgensynthese benötigt wird. Symptome sind u. a. ambivalente Genitalien bei weiblichem Genotyp, das Salzverlustsyndrom und Hypoglykämien. Es existiert auch eine weniger schwere Form, die als nicht-klassisches AGS bekannt ist. Betroffene werden bei dieser Form typischerweise erst in der Pubertät Pubertät Pubertät symptomatisch. Eine lebenslange Glucocorticoid- und gegebenenfalls Mineralocorticoidsubstitution ist erforderlich.
• Cushing-Syndrom Cushing-Syndrom Cushing-Syndrom: Dies beschreibt einen Hypercortisolismus, der überwiegend auf eine chronische Glucocorticoidzufuhr (exogenes Cushing-Syndrom Cushing-Syndrom Cushing-Syndrom) zurückzuführen ist. Das Cushing-Syndrom Cushing-Syndrom Cushing-Syndrom lässt sich jedoch auch in eine endogene Form einteilen, die sich wiederum weiter in einen primären und sekundären Hypercortisolismus einteilen lässt. Der primäre Hypercortisolismus ist ACTH-unabhängig und entsteht durch eine vermehrte Cortisolsekretion aus der Nebennierenrinde. Der sekundäre Hypercortisolismus ist ACTH-abhängig und ist entweder zentral (Morbus Cushing) oder ektop begründet. Der Morbus Cushing stellt die häufigste Form des endogenen Cushing-Syndroms dar und entsteht meist durch Mikroadenome des Hypophysenvorderlappens. Ektope Cushing-Syndrome sind meist die Folge neuroendokriner Tumore. Zu den typischen klinischen Symptomen zählen Stammfettsucht, dünne Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion, Striae rubrae bzw. Striae cutis distensae, sekundäre Hypertonie Hypertonie Arterielle Hypertonie, Hyperglykämien und peripher betonte Muskelschwäche. Die Diagnostik umfasst die Messung erhöhter Cortisolspiegel im Urin, Speichel und Serum und einen pathologischen Dexamethason-Kurztest. Gegebenenfalls kann noch die Bildgebung hinzugezogen werden.
• Hyperaldosteronismus Hyperaldosteronismus Hyperaldosteronismus: Er kann primär aufgrund einer autonomen Aldosteronsekretion (Conn-Syndrom bzw. Morbus Conn) oder sekundär aufgrund einer gesteigerten Sekretion durch RAAS-Stimulation auftreten. Der Hyperaldosteronismus Hyperaldosteronismus Hyperaldosteronismus präsentiert sich mit arterieller Hypertonie Hypertonie Arterielle Hypertonie, Hypokaliämie und metabolischer Alkalose. Die Diagnostik umfasst die Bestimmung des Aldosteron-Renin-Quotienten, die Bildgebung zur Tumorsuche sowie den Orthostasetest zur Differenzialdiagnostik. Als Therapie stehen die Gabe von Aldosteronantagonisten und die chirurgische Entfernung von aldosteronsezernierenden Tumoren zur Verfügung.
• Hypoaldosteronismus Hypoaldosteronismus Hypoaldosteronismus: Er lässt sich einteilen in einen primären Hypoaldosteronismus Hypoaldosteronismus Hypoaldosteronismus mit erhöhten Reninspiegeln (z.B. bei Morbus Addison Morbus Addison Nebenniereninsuffizienz und Morbus Addison) und einen sekundären Hypoaldosteronismus Hypoaldosteronismus Hypoaldosteronismus mit erniedrigten Reninspiegeln (Synonym: hyporeninämischer Hypoaldosteronismus Hypoaldosteronismus Hypoaldosteronismus, renale tubuläre Azidose Renale tubuläre Azidose Renale tubuläre Azidose (RTA) Typ IV; z.B. bei Diabetes mellitus Diabetes Mellitus Diabetes Mellitus). Als Therapie erfolgt die Mineralocorticoid-Substitution und die Behandlung der Grunderkrankung.