Hypothalamus- und Hypophysenhormone

Überblick

Definition

Hormone Hormone Endokrines System: Überblick sind Botenstoffe, die in einem Körperteil synthetisiert werden und auf ein anderes Körperteil gezielt regulierende Wirkungen ausüben.

Hypothalamische Hormone Hormone Endokrines System: Überblick:

• Pulsatile Freisetzung durch Neurone aus dem Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus
• Wirkung auf die Hypophyse Hypophyse Hypophyse
• Verbindung zwischen dem ZNS und dem endokrinen System

Hypophysenhormone:

• Sekretion der Hormone Hormone Endokrines System: Überblick sowohl durch den Vorderlappen (Pars distalis) als auch durch den Mittellappen (Pars intermedia)
  • Vorderlappen:
    • Azidophile Zellen: Nicht-glandotrope Hormone Hormone Endokrines System: Überblick
      • Wachstumshormon (Growth Hormone Hormone Endokrines System: Überblick [Englisches Akronym: GH], Somatotropin, somatotropes Hormon [STH])
      • Prolaktin
    • Basophile Basophile Zellen des angeborenen Immunsystems Zellen:
      • Glandotrope Hormone Hormone Endokrines System: Überblick
        • Thyreoidea-stimulierendes Hormon (TSH, Thyreotropin)
        • Adrenocorticotropes Hormon ( ACTH ACTH Hormone der Nebenniere, Adrenocorticotropin Adrenocorticotropin Hormone der Nebenniere)
        • Luteinisierendes Hormon (LH)/ Follikelstimulierendes Hormon (FSH)
    • Chromophobe Zellen:
      • Stammzellen
      • Verbrauchte, azidophile Zellen
  • Mittellappen:
    • Basophile Basophile Zellen des angeborenen Immunsystems Zellen mit Fähigkeit zur Produktion von ACTH ACTH Hormone der Nebenniere
• Stimulation der Sekretion von Hormonen aus peripheren endokrin aktiven Organen
• Regulation sowohl durch den Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus als auch durch negatives Feedback von peripheren endokrinen Hormonen

Hypothalamus-Hypophysen-Achse und negatives Feedback

Einige der wichtigsten endokrinen Hormone Hormone Endokrines System: Überblick funktionieren innerhalb einer mehrstufigen negativen Rückkopplungsschleife, die als Achse bekannt ist. Diese Achsen umfassen den Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus, die Hypophyse Hypophyse Hypophyse und mehrere verschiedene periphere endokrin aktive Drüsen.

Allgemeiner Aufbau und Funktion einer Achse:

• Ausschüttung von Releasing- oder Inhibiting-Hormonen (Steuerhormone) durch den Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus
• Transport der Hormone Hormone Endokrines System: Überblick zu bestimmten Zielzellen innerhalb der Hypophyse Hypophyse Hypophyse
• Freisetzung von glandotropen Hormonen oder von nicht-glandotropen Hormonen durch die Zielzellen der Hypophyse Hypophyse Hypophyse (alternativ Hemmung durch Inhibiting-Hormone)
  • Glandotrope Hormone Hormone Endokrines System: Überblick: Wirkung an peripheren endokrinen Drüsen
    • Die folgende Hormonausschüttung in den peripheren endokrinen Drüsen wirkt am Zielorgan.
    • Negatives Feedback auf Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus und Hypophyse Hypophyse Hypophyse
  • Nicht-glandotrope Hormone Hormone Endokrines System: Überblick: Direkte Wirkung am Zielorgan

Beispiel: Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse (Thyreotroper Regelkreis):

• Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus: Sezernierung von Thyreotropin-Releasing-Hormon (TRH, Thyreoliberin)
• TRH: Stimulation der thyreotropen Zellen der Hypophyse Hypophyse Hypophyse zur Sezernierung von dem TSH in den Blutstrom
• TSH-Transport zur Schilddrüse Schilddrüse Schilddrüse und dortige Stimulation zur Produktion von Schilddrüsenhormonen (z.B. Thyroxin Thyroxin Schilddrüsenhormone)
• Thyroxin Thyroxin Schilddrüsenhormone:
  • Stoffwechsel-Stimulation
  • Hemmung der Freisetzung von TSH und TRH (negatives Feedback, Long-Feedback-Loop)

Hypothalamische Hormone

Die Hormone Hormone Endokrines System: Überblick werden direkt in den Neuronen Neuronen Nervensystem: Histologie des Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus synthetisiert. Die Hormone Hormone Endokrines System: Überblick sind die primären Regulatoren der Hypophyse Hypophyse Hypophyse und somit der primäre Mechanismus, über den das ZNS mit dem endokrinen System kommuniziert.

Hypothalamische Kontrolle des Hypophysenvorderlappens (Adenohypophyse)

Der Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus sezerniert Releasing-Hormone oder alternativ Inhibiting-Hormone, die über das hypophysäre Pfortadersymstem (Gefäßkomplex zur Verbindung von Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus mit Hypophyse Hypophyse Hypophyse) zur Adenohypophyse transportiert werden.

Releasing-Hormone:

• TRH → Stimulation der thyreotropen Zellen der Hypophyse Hypophyse Hypophyse zur Freisetzung von TSH
• Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) → Stimulation der corticotropen Zellen der Hypophyse Hypophyse Hypophyse zur Freisetzung ACTH ACTH Hormone der Nebenniere
• Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH) → Stimulation der gonadotropen Zellen der Hypophyse Hypophyse Hypophyse zur Freisetzung von:
  • FSH
  • LH
• Wachstumshormon-releasing Hormon (Englisches Akronym: GHRH) → Stimulation der somatotropen Zellen der Hypophyse Hypophyse Hypophyse zur Freisetzung von GH

Inhibiting-Hormone:

• Somatostatin:
  • Hemmung der Freisetzung von:
    • GH
    • TSH
  • Hemmung von Hormonen im ganzen Körper
• Dopamin:
  • Hemmung der Sezernierung von Prolaktin
  • Weitere Wirkbereiche: Motorik, Koordination, Konzentration, Motivation, Erregung und Belohnung

Hypothalamische Kontrolle des Hypophysenhinterlappens (Neurohypophyse)

Im Gegensatz zur Adenohypophyse werden keine hypothalamischen Hormone Hormone Endokrines System: Überblick in den Blutkreislauf geschüttet, um die Neurohypophyse zu stimulieren. Stattdessen transportiert der Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus die Hormone Hormone Endokrines System: Überblick entlang von Axonen zur Neurohypophyse.

• Synthese der Hormone Hormone Endokrines System: Überblick der Neurohypophyse in den Neuronen Neuronen Nervensystem: Histologie des Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus
• Transport der im Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus synthetisierten Hormone Hormone Endokrines System: Überblick mittels axonalem Transport zur Neurophypophyse
• In der Neurohypophyse Speicherung und bei Bedarf Ausschüttung der Hormone Hormone Endokrines System: Überblick in den Blutkreislauf

Hypophysenhormone

Adenohypophyse

Zu den Hormonen der Adenohypophyse gehören:

• GH:
  • Kein bestimmtes Zielorgan
  • Stimulation des Wachstums, der Differenzierung und des Stoffwechsels im ganzen Körper
  • Wirkmechanismus:
    • Bindung an GH-Rezeptor (direkte Wirkung)
    • Bindung an hepatische GH-Rezeptoren → IGF-Synthese (Insulin-like growth factor; indirekte Wirkung)
  • Freisetzung aus somatotropen Zellen (50 % der Zellen des Hypophysenvorderlappens)
    • Zirkadiane Rhythmik mit Peak in der ersten Nachthälfte
  • GH-Regulation:
    • Stimulation durch GHRH, Ghrelin, Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone, Östrogen und Testosteron Testosteron Androgene und Antiandrogene, Hypoglykämien
    • Hemmung durch Somatostatin, Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide, IGF
• ACTH ACTH Hormone der Nebenniere:
  • Stimulation der Nebennierenrinde zur Ausschüttung von Corticosteroiden
  • Freisetzung aus corticotropen Zellen (15 –20 % der Zellen des Hypophysenvorderlappens)
  • Vorläufermolekül: Propiomelanocortin (POMC)
  • Regulation: Stimulation durch CRH
• TSH:
  • Stimulation der Schilddrüse Schilddrüse Schilddrüse zur Synthese und Sekretion der Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone Thyroxin Thyroxin Schilddrüsenhormone und Trijodthyronin
  • Freisetzung aus thyreotropen Zellen (5 % der Zellen des Hypophysenvorderlappens)
  • Regulation: Stimulation durch TRH
• Gonadotropine:
  • Es existieren 2 Gonadotropine:
    • FSH: Stimulation der Follikelreifung in den Eierstöcken und der Spermatogenese in den Hoden Hoden Hoden
    • LH: Stimulation der Ovulation bei Frauen und der Androgensynthese in beiden Geschlechtern
  • Zielorgane: Gonaden ( Ovarien Ovarien Ovarien und Hoden Hoden Hoden)
  • Wirkung: Stimulation der Gonaden zur Sekretion von Sexualhormonen
    • Androgene Androgene Androgene und Antiandrogene (z. B. Testosteron Testosteron Androgene und Antiandrogene)
    • Östradiol
    • Progesteron Progesteron Gonadenhormone
  • Freisetzung aus gonadotropen Zellen (10 % der Zellen des Hypophysenvorderlappens)
  • Regulation: Stimulation durch GnRH
• Prolaktin:
  • Wirkung:
    • Stimulation der Synthese (aber nicht der Sekretion) von Muttermilch während der Stillzeit
    • Differenzierung der Brustdrüse während der Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung
    • Auswirkungen auf die LH-Sensibilität
  • Sekretion aus lactotropen Zellen (15–20 % der Zellen des Hypophysenvorderlappens)
    • Zirkadiane Rhythmik mit Peak in der zweiten Nachthälfte
  • Regulation:
    • Hauptsächliche Regulation durch Dopamin (wichtigster Hemmstoff)
    • Stimulation durch Brustwarzenstimulation, Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung, Östrogen, Stress und TRH

Neurohypophyse

Axone aus dem Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus transportieren die bereits im Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus synthetisierten Hormone Hormone Endokrines System: Überblick in die Neurohypophyse. Dort werden sie gespeichert und bei Bedarf direkt in den Kreislauf abgegeben. Zu den Hormonen der Neurohypophyse gehören:

• Oxytocin:
  • Nonapeptid mit struktureller Ähnlichkeit zu ADH
  • Synthese im Ncl. supraopticus und -paraventricularis des Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus
    • Synthese eines Vorläuferpeptids im endoplasmatischen Reticulum und anschließende proteolytische Spaltung in Oxytocin und Neurophysin
  • Wirkung:
    • Kontraktion des Uterus während der Wehen
    • Milchsekretion durch Kontraktion der Milchdrüsen während der Stillzeit
    • „Kuschelhormon“: Schaffen von emotionalem Bindungsgefühl und sexueller Befriedigung
    • Gegebenenfalls Rolle für die Spermienmotilität
  • Stimulation durch:
    • Sexuelle Erregung und Orgasmus
• Antidiuretisches Hormon (ADH, Vasopressin):
  • Nonapeptid
  • Synthese im Ncl. supraopticus und -paraventricularis des Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus
    • Synthese eines Vorläuferpeptids im endoplasmatischen Reticulum und anschließende proteolytische Spaltung in ADH und Neurophysin
  • Wirkung:
    • Nieren Nieren Niere:
      • Stimulation der Wasserresorption über V₂-Rezeptoren
        • Adenylatcyclase → ↑ cAMP → ↑ Aquaporin-2-Einbau in luminale Membran der Sammelrohre → Wasserresorption
      • Stimulation der Harnstoffresorption durch Einbau von Urea-Transportern
    • Kreislauf:
      • Konstanthalten des Blutdrucks über V1-Rezeptoren
        • Aktivierung G_q-gekoppelter Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren → Stimlation der Phospholipase C → ↑ Inositoltriphosphat (IP₃) und Diacylglycerol (DAG) → ↑ Ca²⁺ → Vasokonstriktion Vasokonstriktion Physiologie des Blutkreislaufs
    • ZNS:
      • Beteiligung an Gedächtnis- und Lernleistungen
      • Stimulation der Freisetzung von ACTH ACTH Hormone der Nebenniere
  • Stimulation durch:
    • Hypotonie Hypotonie Hypotonie
    • Hypovolämie
    • RAAS
    • Hyperosmolares Blut
  • Hemmung durch:
    • Ethanol

Überblick über die Hypothalamus-Hypophysen-Achse

Klinische Relevanz

• Funktionelle hypothalamische Amenorrhö: Sie stellt eine Hauptursache für die sekundäre Amenorrhö dar. Die funktionelle hypothalamische Amenorrhö resultiert aus der verminderten pulsatilen Freisetzung von GnRH, die in Zeiten schwerer körperlicher oder psychischer Belastung auftritt und am häufigsten mit Essstörungen oder Überanstrengung (häufig bei Sportlerinnen) in Verbindung gebracht wird. Die Therapie erfordert in der Regel eine Änderung des Lebensstils.
• Hypophysenvorderlappeninsuffizienz (Hypopituiarismus): Der Hypopituiarismus bechreibt einen Zustand, der durch einen Mangel aller Hypophysenhormone gekennzeichnet ist. Da Hypophysenhormone mehrere Organe regulieren, sind die Auswirkungen einer Hypophysenvorderlappeninsuffizienz weitreichend. Ursachen sind u.a. Hypophysentumore, autoimmune Prozesse, Traumata, Infektionen und vaskuläre Pathologien und Blutverluste. Die Diagnostik erfolgt über eine Kombination aus klinischen Befunden, Hormonspiegel-Messungen, Stimulationstests (z.B. Insulin-Hypoglykämietest) und einer Bildgebung des Gehirns. Die Behandlung beinhaltet eine Hormonersatztherapie und die Behandlung der zugrundeliegenden Ursache. Sollte ein symptomloser, inaktiver Hypophysentumor < 1 cm vorliegen, so sollte zunächst observiert werden („wait and scan”).
• Hypophysenadenom Hypophysenadenom Hypophysenadenome: Das Hypophysenadenom Hypophysenadenom Hypophysenadenome ist ein Tumor, der sich im Hypophysenvorderlappen entwickelt. Hypophysenadenome werden nach ihrer Größe (entweder Mikro- oder Makroadenome) und ihrer Fähigkeit, Hormone Hormone Endokrines System: Überblick zu sezernieren, klassifiziert. Hormoninaktive Adenome sezernieren keine Hormone Hormone Endokrines System: Überblick, können aber das umgebende Hypophysengewebe komprimieren und zu einer Hypophyseninsuffizienz führen. Sekretorische Adenome sezernieren je nach dem Zelltyp, aus dem sie sich entwickelt haben, verschiedene Hormone Hormone Endokrines System: Überblick, was zu einem Hyperpituitarismus führt.
• Hyperprolaktinämie Hyperprolaktinämie Hyperprolaktinämie: Die Prolaktinkonzentration im Blut ist erhöht. Die häufigste Ursache ist ein Prolaktin-sezernierendes Hypophysenadenom Hypophysenadenom Hypophysenadenome, das als Prolaktinom bekannt ist. Die Klinik umfasst u.a. Galactorrhö (milchiger Ausfluss), Oligomenorrhoe, erektile Dysfunktion Erektile Dysfunktion Erektile Dysfunktion und bei großen Tumoren Kopfschmerzen und eine bitemporale Hemianopsie Hemianopsie Die Sehbahn und Gesichtsfeldausfälle. Die Diagnose wird durch Bestimmung der Serum-Prolaktin-Spiegel, Stimulationstests und einem MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) der Hypophyse Hypophyse Hypophyse gestellt. Therapeutisch werden Dopaminagonisten als Erstlinientherapie gegeben. Zudem steht als operative Therapie die Entfernung des Prolaktinoms zur Verfügung.
• Akromegalie Akromegalie Akromegalie und Großwuchs und Gigantismus Gigantismus Akromegalie und Großwuchs: Ursächlich ist hier die Überproduktion von GH. Beim Gigantismus Gigantismus Akromegalie und Großwuchs sind Betroffene sehr groß, da die übermäßige GH-Sekretion bereits bei Kindern vor dem Schluss der Wachstumsfugen eintritt. Die Akromegalie Akromegalie Akromegalie und Großwuchs wiederum ist das Ergebnis von überschüssiger GH-Sekretion nach dem Schluss der Wachstumsfugen. Folge sind zu großen Extremitäten und charakteristisch vergröberte Gesichtszüge. Die Diagnostik erfolgt durch Laboranalysen und eine Bildgebung.
• Diabetes insipidus Diabetes insipidus Diabetes insipidus centralis: Die Nieren Nieren Niere sind aufgrund eines Mangels an zirkulierendem ADH nicht in der Lage, den Urin zu konzentrieren. Niedrige ADH-Spiegel sind entweder auf eine verminderte Produktion im Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus oder eine verminderte Freisetzung aus dem Hypophysenhinterlappen zurückzuführen. Betroffene leiden unter Polyurie Polyurie Kaliumregulation durch die Niere, Nykturie und Polydipsie. Die Differenzierung zwischen dem zentralen und nephrogenen Diabetes insipidus Diabetes insipidus Diabetes insipidus erfolgt mittels Durstversuch. Die Therapie beinhaltet eine Desmopressingabe.
• Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion ( SIADH SIADH Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH), Schwart-Bartter-Syndrom): Durch eine übermäßige ADH-Sekretion kommt es zu einer verminderten Wasserausscheidung. Es kommen diverse Ursachen in Betracht, wie z.B. eine erhöhte Produktion aufgrund eines Traumas oder einer Krankheit, bestimmter Medikamente, einer ektopen Sekretion bei Krebs oder erblichen Ursachen (nephrogenes SIADH SIADH Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH)). Bei jeder Person mit hypotoner Hyponatriämie Hyponatriämie Hyponatriämie und hoher Urinosmolalität sollte an SIADH SIADH Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH) gedacht werden. Therapeutisch kommen ADH-Antagonisten zum Einsatz. Zudem sollte auf eine reduzierte Wasserzufuhr geachtet werden und das Grundleiden behandelt werden. Sollte eine lebensbedrohliche Wasserintoxikation drohen, müssen eine hypertone Kochsalzlösung (langsam wegen Gefahr einer zentralen pontinen Myelinolyse) und zudem Furosemid verabreicht werden.