Die Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist ein System aus zwei wichtigen Organen: dem Hypothalamus und der Hypophyse sowie deren Verbindungen. Alle Elemente dieser Achse befinden sich im Zentralnervensystem, und ihre wichtigste Aufgabe besteht darin, das hormonelle Gleichgewicht des gesamten Organismus zu kontrollieren. Finden Sie heraus, wie die Hypothalamus-Hypophysen-Achse funktioniert, wie sie die Hormonsekretion beeinflusst und wann ihre Funktion beeinträchtigt werden kann.
Inhaltsverzeichnis
- Struktur der Hypothalamus-Hypophysen-Achse
- Wie funktioniert die Hypothalamus-Hypophysen-Achse?
- Hypothalamus-Hypophysen-Hormone
- Oxytocin
- Vasopressin (ADH)
- Somatoliberin (GH-RH)
- Somatostatin (GH-IH)
- Corticoliberin (CRH)
- Thyreoliberin (TRH)
- Gonadoliberin (GnRH)
- Prolaktoliberin (PRH)
- Prolaktostatin (PIH)
- Störungen der Hypothalamus-Hypophysen-Achse
- Krankheiten mit einem Anstieg der Hormonkonzentration der Hypothalamus-Hypophysen-Achse
- Krankheiten mit einer Abnahme der Hormonkonzentration der Hypothalamus-Hypophysen-Achse
Die Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist ein System, das aus der endokrinen Drüse, der Hypophyse und dem Teil des Gehirns, dem Hypothalamus, besteht. Die Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist der Hauptregulator für die Funktion aller endokrinen Drüsen, wie z.
- Schilddrüse
- Nebennieren
- Eierstöcke oder Hoden
Struktur der Hypothalamus-Hypophysen-Achse
Um zu verstehen, wie die Hypothalamus-Hypophysen-Achse funktioniert, schauen wir uns zunächst an, wie ihre beiden Grundkomponenten funktionieren: der Hypothalamus und die Hypophyse.
Die Elternstruktur - der Hypothalamus - ist die wahre "Kommandozentrale" des gesamten Organismus. Ihre Aufgabe ist es, Reize über den aktuellen Zustand unseres Körpers zu erhalten, zu verarbeiten und angemessen darauf zu reagieren. Der Hypothalamus ist ein Element, das den Signalaustausch zwischen dem Nervensystem und dem endokrinen System ermöglicht.
Die Zellen des Hypothalamus können unter anderem Informationen über unsere Körpertemperatur, den aktuellen Ernährungszustand, den arteriellen Blutdruck und die Elektrolytkonzentration erkennen. Dank dessen ist der Hypothalamus für die Kontrolle vieler Aspekte der Körperfunktion verantwortlich: Hunger und Durst, der zirkadiane Rhythmus von Schlaf und Wachheit, Regulierung des Stoffwechsels und die Fähigkeit zur Fortpflanzung. Unter dem Gesichtspunkt der Wirkung der Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist die wichtigste Aktivität des Hypothalamus die Produktion verschiedener Hormone, die die Funktion des gesamten Körpers beeinflussen.
Die zweite Struktur der Hypothalamus-Hypophysen-Achse, die Hypophyse, hat einen etwas eingeschränkteren Wirkungsbereich. Seine Funktion unterliegt größeren Einschränkungen und ständiger Kontrolle, und die wichtigste Überwachung wird vom Hypothalamus durchgeführt. Obwohl die Hypophyse nicht so viele Reize erhält wie der Hypothalamus, sollte ihre Funktion nicht unterschätzt werden. Diese kleine Struktur ist der zentrale Punkt des endokrinen Systems - unter dem Einfluss von Stimuli aus dem Hypothalamus produziert es seine eigenen Hormone, die die Arbeit der anderen endokrinen Drüsen regulieren.
Die Hypophyse besteht aus zwei Teilen - anterior (hormonell) und posterior (Nerv). Die Zellen der vorderen Hypophyse produzieren und geben ihre eigenen Hypophysenhormone an das Blut ab. Die Zellen des hinteren Teils hingegen sind ein Lagerhaus für zwei sehr wichtige hypothalamische Hormone - Oxytocin und Vasopressin (siehe Punkt 3).
Wie funktioniert die Hypothalamus-Hypophysen-Achse?
Die Wirkung der Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist aufgrund der ständigen Kommunikation zwischen diesen Organen möglich. Der Hypothalamus als Struktur des Nervensystems erhält ständig eine Fülle von Informationen aus allen Bereichen des Körpers. Als Reaktion darauf kann es verschiedene Arten von Reaktionen hervorrufen - zum Beispiel andere Bereiche des Gehirns stimulieren oder ein Hormon produzieren, ein chemisches Partikel, das Informationen transportieren kann.
Die Hypophyse ist ein wichtiger Vermittler bei der hormonellen Aktivität des Hypothalamus. Hypothalamushormone erreichen die Hypophyse auf zwei Arten. Die erste ist die direkte Übertragung von Hormonen entlang der Nervenfasern. So werden Vasopressin und Oxytocin transportiert. Sobald sie im Hypothalamus produziert werden, werden sie zur hinteren Hypophyse geschickt, von wo aus sie in den Blutkreislauf freigesetzt werden können.
Der zweite Weg ist mit jenen hypothalamischen Hormonen, die die Hypophysenfunktion steuern. Dazu gehören die verschiedenen Arten von Liberern (exzitatorischen Hormonen) und Statinen (inhibitorischen Hormonen). Hypothalamus-Liberine und -Statine wandern vom Hypothalamus zu einem speziellen Netzwerk winziger Blutgefäße, durch das sie direkt zur Hypophyse gelangen. Bei Kontakt mit den Zellen der vorderen Hypophyse regulieren sie deren Aktivität und die Produktion von Hypophysenhormonen.
Während der Hypothalamus die Primärstruktur der Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist, kann die Kommunikation bilateral sein. Die Hypophyse hat auch die Fähigkeit, den Hypothalamus zu beeinflussen. Die Einstellung der gesamten Achse basiert auf der sogenannten positive und negative Rückmeldungen. Wenn Hormone aus der Hypophyse freigesetzt werden, steigen ihre Blutspiegel und die Hypothalamus-Hypophysen-Achse wird gehemmt. Wenn andererseits ein bestimmtes Hormon benötigt wird, stimuliert der Hypothalamus die Hypophyse und erhöht ihre sekretorische Aktivität. Das ordnungsgemäße Funktionieren des Rückkopplungssystems ist eine notwendige Voraussetzung für die Aufrechterhaltung der Homöostase, d. H. Des inneren Gleichgewichts unseres Körpers.
Hypothalamus-Hypophysen-Hormone
Die Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist ein zweistöckiges System mit vielen Verbindungen. Keine seiner Strukturen wäre in der Lage, ihre Funktion allein zu erfüllen. Die Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist ein leistungsstarkes Instrument, das den gesamten Hormonhaushalt unseres Körpers reguliert. Die wichtigsten im Hypothalamus produzierten Hormone sind:
- Oxytocin
- Vasopressin (ADH)
- Somatoliberin (GH-RH)
- Somatostatin (GH-IH)
- Corticoliberin (CRH)
- Thyreoliberin (TRH)
- Gonadoliberin (GnRH)
- Prolaktoliberin (PRH)
- Prolaktostatin (PIH)
Die Hypophyse produziert Hormone wie:
- Prolaktin (PRL)
- Adrenocorticotropin (ACTH)
- Melanotropin (MSH)
- Lipotropin (LPH)
- Thyrotropin (TSH)
- Somatotropin (GH)
- Follikelstimulierendes Hormon (FSH)
- Lutropin (LH)
Wie Sie sehen können, bestimmt die Hypothalamus-Hypophysen-Achse die Funktion des gesamten Organismus durch eine große Anzahl von Hormonen. Die wichtigsten Funktionen der Hormone dieser Achse sind nachstehend aufgeführt.
- Oxytocin
Oxytocin und Vasopressin sind zwei hypothalamische Hormone, die keinen Einfluss auf die Hypophyse haben. Die Rolle der Hypophyse besteht nur darin, sie zu speichern. Sobald sie das entsprechende Signal empfangen, werden sie in den Blutkreislauf freigesetzt. Oxytocin ist ein Hormon, das während der Wehen die wichtigste Rolle spielt - es ermöglicht die Funktion von Uteruskontraktionen. Die zweite Aufgabe von Oxytocin besteht darin, die Laktation zu erleichtern. Das Saugen der Brustwarze durch das Kind stimuliert die Freisetzung von Oxytocin in das Blut der Mutter, was zur Sekretion von Milch aus den Brustdrüsen führt.
- Vasopressin (ADH)
Vasopressin, auch als Antidiuretikum (ADH) bekannt, ist ein Hormon, das den Wasserhaushalt des Körpers reguliert. Wie der Name schon sagt, reduziert das antidiuretische Hormon die Diurese oder den Urinausstoß. Vasopressin wird freigesetzt, wenn Sie dehydriert sind, wenn sich Ihr Blut konzentriert oder Ihr Blutdruck sinkt. Durch die Einwirkung auf die Nieren erhöht Vasopressin die Dichte des Urinausstoßes. Dank dessen ist es möglich, Wasser zu sparen und es im Körper zu halten.
- Somatoliberin (GH-RH)
Somatoliberin ist das erste Beispiel für ein typisches Hormon der Hypothalamus-Hypophysen-Achse. Bei der Produktion im Hypothalamus erreicht Somatoliberin die Hypophyse und regt seine Zellen an, Hypophysensomatomatin, auch als Wachstumshormon bekannt, abzuscheiden. Die Somatotropin-Somatoliberin-Achse ermöglicht das Wachstum und die Entwicklung aller Körpergewebe, was wiederum die Richtigkeit des Wachstumsprozesses bestimmt.
- Somatostatin (GH-IH)
Somatostatin ist ein hormoneller Gegner von Somatoliberin - seine Wirkung auf die Hypophyse führt zu einer Verringerung der Freisetzung von Wachstumshormon. Zusätzlich zu seinen Funktionen im Hypothalamus-Hypophysen-System wird Somatostatin auch lokal im Magen-Darm-Trakt produziert, wo es z.B. Darmhormonfreisetzung.
- Corticoliberin (CRH)
Corticoliberin ist auch als Corticotropin-Releasing-Hormon (ACTH) bekannt. Diese Hormone sind Teil der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse. Seine Aktivität ist in Stresssituationen am intensivsten. Der Einfluss von ACTH auf die Nebennierenrinde erhöht die Freisetzung eines der wichtigsten "Stresshormone" - Cortisol. Die Achse Corticoliberin-Corticotropin-Nebennierenhormone reguliert auch das metabolische Gleichgewicht des gesamten Organismus.
- Thyreoliberin (TRH)
Thyreoliberin ist ein Hormon, das die Freisetzung von Schilddrüsen-stimulierendem Hormon (TSH) aus der Hypophyse bewirkt. Der Thyrotropinspiegel ist einer der Marker, die die aktuelle Funktion der Schilddrüse anzeigen - daher wird er häufig bei Patienten mit Erkrankungen dieser Drüse gemessen. Thyrotropin stimuliert die Entwicklung der Schilddrüse und erhöht die Sekretion ihrer Hormone. Diese beeinflussen wiederum unsere Herzfrequenz, die Magen-Darm-Funktion, den Nährstoffstoffwechsel und die tägliche Aktivität.
- Gonadoliberin (GnRH)
Die Rolle von Gonadoliberin in der Hypothalamus-Hypophysen-Achse besteht darin, die Produktion des sogenannten zu stimulieren Hypophysen-Gonadotropine. Dazu gehören: Follikelstimulierendes Hormon (FSH) und Lutropin (LH). Gonadoliberin ist ein Beispiel für ein Hormon, das in einem pulsierenden Rhythmus ausgeschüttet wird, und die Frequenz dieses Rhythmus bestimmt die Art des freigesetzten Gonadotropins. Die niedrige Frequenz der Gonadoliberin-Impulse bewirkt die Freisetzung von FSH, während die hohe - LH (dies ist beispielsweise bei Frauen kurz vor dem Eisprung der Fall). Hypophysen-Gonadotropine beeinflussen die Eierstöcke von Frauen und die Hoden von Männern und bestimmen die richtige sexuelle Reifung und Reproduktion.
- Prolaktoliberin (PRH)
Prolactoliberin ist ein hypothalamisches Hormon, das die Hypophysenzellen zur Produktion von Prolaktin anregt. Prolaktin ist der Hauptfaktor, der die Brustdrüsen auf den Laktationsprozess vorbereitet. Die Sekretion von Prolaktin durch die Hypophyse ist ein gutes Beispiel für einen negativen Rückkopplungsmechanismus in der Hypothalamus-Hypophysen-Achse. Während der Stillzeit, wenn der Prolaktinspiegel im Körper am höchsten ist, wird die Produktion von Gonadotropinen wieder gehemmt. Aus diesem Grund menstruieren stillende Frauen nach der Geburt nicht.
- Prolaktostatin (PIH)
Prolactostatin, ein Hormon, das die Freisetzung von Prolactin hemmt, ist im Grunde kein typisches hypothalamisches Statin. Seine Funktion spielt der Neurotransmitter Dopamin. Es ist das verstärkte dopaminerge Signal in der Hypothalamus-Hypophysen-Achse, das die Produktion von Prolaktin reduziert.
Störungen der Hypothalamus-Hypophysen-Achse
Obwohl die Hormonspiegel in der Hypothalamus-Hypophysen-Achse gegenseitig gesteuert werden, versagen ihre Regulationsmechanismen manchmal. Wir haben es dann mit endokrinen Erkrankungen zu tun, die aus einem Überschuss oder Mangel an Hypothalamus-Hypophysen-Hormonen resultieren.
- Krankheiten mit einem Anstieg der Hormonkonzentration der Hypothalamus-Hypophysen-Achse
Ein Beispiel für eine übermäßige Aktivität von hypothalamischen Hormonen ist das Syndrom einer unangemessenen Vasopressinfreisetzung (SIADH). Infolge einer zu hohen Vasopressinkonzentration kommt es zu einer erhöhten Wasserretention im Körper und zu einer Verdünnung der Körperflüssigkeiten.Das SIADH-Syndrom erzeugt hauptsächlich neurologische Symptome und kann in seiner fortgeschrittenen Form zu Hirnödemen führen.
Erhöhte Hormonspiegel der Hypothalamus-Hypophysen-Achse können zu einer sekundären Überfunktion anderer endokriner Drüsen führen: zum Beispiel Hyperthyreose oder Nebennierenfunktion. Eine erhöhte ACTH-Konzentration kann das sogenannte verursachen ACTH-abhängiges Cushing-Syndrom. Sekundäre Hyperthyreose führt zu:
- erhöhter Puls
- Gewichtsverlust
- Durchfall
- übermäßige psychomotorische Erregbarkeit
Überschüssiges Wachstumshormon kann jedoch Gigantismus oder Akromegalie verursachen.
Eine erhöhte Prolaktinkonzentration, d. H. Hyperprolaktinämie, ist eine der häufigsten hormonellen Ursachen für Unfruchtbarkeit (Prolaktin hemmt die Sekretion von Hypophysen-Gonadotropinen, was unter anderem zu Ovulationsstörungen führt).
Die häufigste Ursache für erhöhte Hypophysenhormonspiegel sind Adenome der Hypophyse, die sich der Kontrolle der Hypothalamus-Hypophysen-Achse entziehen und unabhängig davon Hormone produzieren. Ihre Symptome können aus einem Anstieg des Spiegels eines Hormons oder einem überlappenden Überschuss mehrerer Arten von Hormonen resultieren.
Um den Spiegel peripherer Hormone wie Cortisol oder Schilddrüsenhormone zu erhöhen, muss immer eine Funktionsstörung der Hypothalamus-Hypophysen-Achse ausgeschlossen werden, die die Ursache für diese Störungen sein kann.
- Krankheiten mit einer Abnahme der Hormonkonzentration der Hypothalamus-Hypophysen-Achse
Eine Krankheit mit einem Mechanismus, der dem von SIADH entgegengesetzt ist, ist der zentrale Diabetes insipidus. Die Ursache dieser Krankheit ist ein im Hypothalamus produzierter Mangel an Vasopressin, der durch eine Funktionsstörung der hypothalamischen Zellen verursacht wird. Durch die Reduzierung des Vasopressinspiegels gerät der Wasserverlust im Urin außer Kontrolle. Die Menge des produzierten Urins nimmt signifikant zu, was zu Dehydrationssymptomen und einem ständigen Durstgefühl führt.
Hypophysenhormonmangel kann Symptome einer sekundären Hypothyreose verursachen: Schilddrüse, Nebennieren und Gonaden. Verringerte Gonadotropinspiegel können Unfruchtbarkeit und sexuelle Dysfunktion verursachen.
Thyrotropinmangel führt zu einer sekundären Hypothyreose, die sich in chronischer Müdigkeit, Gewichtszunahme und Verstopfung äußert. Ein verringerter Wachstumshormonspiegel hat schwerwiegende Folgen, insbesondere bei Kindern, was zu einer Verzögerung des Wachstumsprozesses führt. Andererseits kann ein Prolaktinmangel zu Laktationsstörungen führen.
Hypopituitarismus manifestiert sich selten in einem bestimmten Hormonmangel. Viel häufiger führt eine Schädigung dieser Drüse zu einer Verringerung der Produktion mehrerer Hormone. Hypophysenfunktionsstörungen können verschiedene Ursachen haben. Gehören zu ihnen:
- Verletzungen
- Tumoren, die die Hypophyse infiltrieren
- Blutungen
- Angeborene Erkrankungen (z. B. Hypoplasie oder Unterentwicklung der Hypophyse)
Bei der Diagnose von Hormonmängeln sollte immer daran gedacht werden, die Funktion der Hypothalamus-Hypophysen-Achse zu überprüfen (indem die Hormonspiegel in dieser Achse gemessen werden). Dank dessen kann festgestellt werden, ob der Mangel eines bestimmten Hormons auf eine Störung seiner peripheren Produktion oder auf eine zentrale Störung der Hypothalamus-Hypophysen-Regulation zurückzuführen ist.
Literaturverzeichnis:
- "Histologia" W. Sawicki, J. Malejczyk, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warschau 2008
- Rohrbasser L. J., Alsaffar H., Blair J. (2016) The Hypothalamus - Hypophysenachse. In: Belfiore A., LeRoith D. (Hrsg.) Prinzipien der Endokrinologie und Hormonwirkung. Endokrinologie. Springer, Cham, Online-Zugang
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