Hormonregulation

Hormonelle Regelkreise im Körper

Der Hormonspiegel im Blut muss laufend überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Die Hormonregulation folgt daher dem Prinzip eines Regelkreises.

In einem Regelkreis gibt es

• eine Regelgröße

• einen Regler

• einen Fühler

• eine Stellgröße

• und Stellglieder.

In Bezug auf Hormone stellt die Hormonkonzentration oder ein anderer körperlicher Parameter die Regelgröße dar. Der Regler ist die Hormondrüse oder ein der Hormondrüse übergeordnetes Organ. Der Fühler ist die Messvorrichtung des Systems. Es handelt sich dabei um Rezeptoren, welche den Ist-Wert (zum Beispiel die aktuelle Hormonkonzentration) an den Regler weiterleiten. Der Regler vergleicht den Ist-Wert dann mit dem Soll-Wert (zum Beispiel einzustellende Hormonkonzentration).Stimmen die beiden Werte nicht überein, so ergreift der Regler Maßnahmen, um den Ist-Wert dem Sollwert anzugleichen. Überschreitet der Ist-Wert den Soll-Wert, so muss die Hormonfreisetzung gebremst werden und anders herum. Die Stellglieder eines hormonellen Regelkreises sind die Zellen, an denen das Hormon seine Wirkung entfalten soll und die Stellgröße in der Regel die Hormonsekretions-Rate.

Zur Veranschaulichung dient das Prinzip eines Regelkreises am Beispiel der Schilddrüsenhormone:

Eine wichtige Voraussetzung innerhalb solcher Regelkreise, die der Regulation der Hormone dienen, ist das Vorhanden sein von Feedbackmechanismen (Rückkopplungsmechanismen):

Bedeutung von Feedback-Mechanismen bei der Hormonregulation

Rückkopplungsmechanismen ermöglichen die genaue Regulation im Rahmen endokriner Regelkreise, denn durch sie können die beteiligten Organe in Interaktion miteinander treten.

Hier wird unterschieden zwischen negativem und positivem Feedback:

• Negatives FeedbackGibt es innerhalb eines hormonellen Regelkreises einen Rückkopplungsmechanismus, so handelt es sich meistens um ein negatives Feedback. Das bedeutet, dass ein Anstieg der Konzentration eines Hormons zu einer reduzierten Ausschüttung desselben oder eines anderen Hormons führt.

• Positives FeedbackEs gibt aber auch Fälle, bei denen eine Erhöhung der Hormone zur gesteigerten Ausschüttung anderer Hormone führt.

Hypothalamus-Hypophysen-Achse

Es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten, wie die Zellen unseres Körpers miteinander kommunizieren können:

1. Reizweiterleitung über Neurone des Nervensystems
2. Signalübertragung mittels der Hormone im endokrinen System.

Damit komplexe Organismen funktionieren können, müssen beide Systeme aber auch in der Lage sein, miteinander zu agieren. Daher gibt es Schnittstellen von Nervensystem und Hormonsystem. Die wichtigste Verbindung zwischen Nervensystem und Hormonsystem ist der Hypothalamus.

Im Hypothalamus finden sich neurosekretorische Zellen.

Die Regulation der klassischen Hormone erfolgt nach einem hierarchischen System, wobei der Hypothalamus an der Spitze dieser Rangordnung steht. Zur Verwirklichung seiner Kontrolle produziert er eine Vielzahl an Steuerhormonen. Diese Steuerhormone gelangen über ein hypophysäres Pfortadersystem, also über den Blutweg, zur Adenohypophyse.

Die vom Hypothalamus gebildeten Neurohormone werden in zwei Kategorien eingeteilt:

• SteuerhormoneDie Steuerhormone steuern die Hormonbildung anderer Hormondrüsen.
• EffektorhormoneDie Effektorhormone werden in der Neurohypophyse gespeichert und wirken nach ihrer Sekretion direkt auf ihre Zielzellen. Sie gelangen nicht über das hypophysäre Pfortadersystem, sondern über die Nervenfasern in die Hypophyse.

Bei den Steuerhormonen unterscheidet man weiterhin in Liberine und Statine. Liberine oder auch Releasing Hormones (kurz RH) wirken stimulierend auf die Bildung anderer Hormone. Statine oder auch Inhibiting Hormones hingegen wirken hemmend auf die Bildung anderer Hormone.

Hier ist eine Übersicht einiger wichtiger Hormone des Hypothalamus:

Dem Hypothalamus unmittelbar untergeordnet ist die Hypophyse. Sie nimmt mit ihren Hormonen wiederum Einfluss auf die peripheren Hormondrüsen.Die Hypophyse lässt sich in zwei Bereiche einteilen:

• NeurohypophyseIn der Neurohypophyse enden Nervenfasern der Nervenzellen des Hypothalamus, welche die Effektorhormone Vasopressin und Òxytcin bilden. Dieser Teil der Hypophyse bildet also selbst keine Hormone, sondern schüttet nur die im Hypothalamus gebildeten Effektorhormone aus und ist daher eigentlich keine endokrine Drüse.
• AdenohypophyseDie Adenohypophyse hingegen ist eine endokrine Drüse. Sie bildet auch Steuerhormone, die dann auf periphere Hormondrüsen wirken, sowie Effektorhormone, die direkt auf ihre Zielzellen wirken.

Hier eine Übersicht der wichtigsten Hormone der Adenohypophyse:

Hormonregulation – Beispiel Schilddrüse

Die Hormone der Schilddrüse werden im Rahmen des thyreotropen Regelkreises reguliert, welcher auch als Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse bezeichnet wird.

Die einzelnen Schritte der Hormonregulation der Schilddrüse:

1. Der Hypothalamus verarbeitet Reize wie Kälte oder Stress und reagiert darauf mit der Produktion von TRH (Thyreotropin-Releasing-Hormon).
2. TRH gelangt dann zur Adenohypophyse und bewirkt dort die vermehrte Bildung von TSH (Thyreoidea-stimulierendes Hormon).
3. Über die Blutbahn erreicht TSH die Schilddrüse, welche als Reaktion vermehrt Schilddrüsenhormone (Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4)) ausschüttet.
4. Die Schilddrüsenhormone erreichen dann ebenfalls über den endokrinen Weg, also über die Blutbahn, ihre Zielzellen.

Was bewirken Schilddrüsenhormone?

• beschleunigen den Herzschlag
• aktivieren den Kohlenhydrat-, Eiweiß- und Fettstoffwechsel
• erhöhen die Wärmeproduktion
• und vieles mehr.

Insgesamt lässt sich sagen, dass die Schilddrüsenhormone zu einer Erhöhung des Grundumsatzes und des Energieverbrauchs des Körpers führen.

Steigt der Blutspiegel der Schilddrüsenhormone zu stark an, so passt der Hypothalamus seine TRH-Ausschüttung an. Dadurch wird weniger TSH in der Hypophyse gebildet und der Hormonspiegel sinkt. Auch das Hormon Somatostatin des Hypothalamus hemmt die Ausschüttung von TSH.

Im entgegengesetzten Fall, also wenn der Hormonspiegel unter dem Sollwert liegt, produziert der Hypothalamus vermehrt TRH, wodurch die TSH-Konzentration und auch die Schilddrüsenhormonkonzentration im Blut ansteigt.

Hormonregulation – Störungen

Nicht immer funktioniert die Hormonregulation einwandfrei. Die Ursachen solcher Störungen der Hormonregulation sind vielfältig, zum Beispiel können Tumore oder Medikamente ursächlich sein. Erkennen lässt sich eine Störung der Hormone nicht immer leicht, da die Symptome (zum Beispiel Müdigkeit oder Stimmungsschwankungen) oft nicht eindeutig zuzuordnen sind und außerdem von Hormon zu Hormon stark variieren.

Helfen können bei der Diagnosestellung sogenannte Immunoassays. Das sind Labortests, welche auf Antikörper-Antigen-Bindungen beruhen und eine Bestimmung der Hormonkonzentration im Blut ermöglichen.

Da Hormone in einen Regelkreis eingebunden sind, kann die Beeinträchtigung eines Gliedes dieses Regelkreises die ganze Hormonregulation durcheinanderbringen.

Liegt zum Beispiel eine angeborene Hypophyseninsuffizienz vor, also eine Unterfunktion der Hypophyse, so wirkt sich das auf die gesamte Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse aus. Diese äußert sich als Schilddrüsenunterfunktion, obwohl die Schilddrüse selbst gesund ist.