Hypophyse
Die Hypophyse (oder Hirnanhangsdrüse) ist eine kleine Drüse, nicht größer als eine Erbse, die sich an der Basis des Gehirns in der kleinen Vertiefung des Keilbeins, der Sella turcica, befindet. Sie wird vom Hypothalamus gesteuert, mit dem sie verbunden ist, und wird manchmal als „Meisterdrüse“ bezeichnet, weil ihre Funktion darin besteht, das Nervensystem und das endokrine System zu koordinieren. Einige ihrer Hormone stimulieren andere endokrine Drüsen, ihre eigenen Hormone zu produzieren. Diese kleine Drüse besteht tatsächlich aus zwei Drüsen: dem Hypophysenvorderlappen (oder Adenohypophyse) und dem Hypophysenhinterlappen (oder Neurohypophyse). Diese Drüse produziert mehrere Hormone. Eines der Hypophysenhormone reguliert die Wasserrückhaltung durch die Nieren. Ein anderes bewirkt, dass sich die Gebärmutter während der Geburt zusammenzieht und dann die Milchproduktion in den Brustdrüsen stimuliert. Eines der wichtigsten Hypophysenhormone ist ein Wachstumshormon (GH). Dieses Hormon steuert das Wachstum, indem es die Menge der in die Zellen aufgenommenen Nährstoffe reguliert. Das Wachstumshormon arbeitet auch mit Insulin zusammen, um den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren.
Die Gewebe des Vorderlappens bestehen aus ausgedehnten vaskulären Bereichen, die zwischen Drüsenzellen liegen, die mindestens sechs verschiedene Hormone absondern. Es wurde früher angenommen, dass ein Mastermolekül durch verschiedene Enzyme stimuliert wurde, um diese Hormone zu produzieren, aber aktuelle Beweise deuten darauf hin, dass jedes einzeln synthetisiert wird, wahrscheinlich durch einen spezifischen Typ von Drüsenzellen. Drei solcher Zelltypen existieren im Hypophysenvorderlappen: Acidophile, Basophile und Chromophobe. Das Wachstumshormon, das vermutlich von bestimmten Acidophilen synthetisiert wird, stimuliert alle Gewebe des Körpers zum Wachstum, indem es die Proteinbildung beeinflusst. Die restlichen fünf wichtigen Hormone beeinflussen die Körperfunktionen, indem sie Zielorgane stimulieren. Das adrenocorticotrope Hormon (ACTH) steuert die Sekretion von Steroidhormonen durch die Nebennierenrinde, die den Glukose-, Protein- und Fettstoffwechsel beeinflusst; Thyreotropin steuert die Rate der Thyroxinsynthese durch die Schilddrüse, die der Hauptregulator des Körperstoffwechsels ist; Prolaktin, das die Milchbildung nach der Geburt eines Kindes reguliert; und drei separate gonadotrope Hormone (Follikel-stimulierendes Hormon, luteinisierendes Hormon und luteotropes Hormon) steuern das Wachstum und die Fortpflanzungsaktivität der Keimdrüsen.
Die Freisetzung jedes der Hormone aus dem Vorderlappen wird durch eine spezifische Substanz gesteuert, die von Nervenzellen im Hypothalamus ausgeschieden wird. Diese Substanzen, Releasing-Faktoren genannt, werden durch Nervenfasern zu winzigen Kapillaren im Hypophysenstiel geleitet. Sie bewegen sich durch Blutgefäße zum Vorderlappen, wo jeder Releasing-Faktor für die Freisetzung eines spezifischen Hypophysenhormons verantwortlich ist. Die beiden Hormone, die vom Hinterlappen produziert werden, werden von Nervenzellen im Hypothalamus synthetisiert. Sie werden durch Nervenfasern zu Nervenenden im Hinterlappen transportiert, wo sie freigesetzt werden. Die Hormone sind antidiuretisches Hormon (ADH oder Vasopressin), das die Durchlässigkeit der Nierenkanälchen verändert und so eine größere Wasserrückhaltung im Körper ermöglicht; und Oxytocin, das die Milchentleerung aus den Brustdrüsen unterstützt und Uteruskontraktionen verursacht. Das einzige Hormon, das vom Zwischenlappen synthetisiert wird, ist das Melanozyten-stimulierende Hormon, das die Hautpigmentierung zu kontrollieren scheint.
Wachstumshormon oder Somatotropin, Glykoproteinhormon, das vom Hypophysenvorderlappen freigesetzt wird und für das normale Skelettwachstum beim Menschen notwendig ist (siehe Protein). Es gibt Hinweise darauf, dass die Sekretion des menschlichen Wachstumshormons (HGH) durch die Freisetzung bestimmter Peptide durch den Hypothalamus des Gehirns reguliert wird. Eine solche Substanz, Somatostatin genannt, hat sich als hemmend auf die Sekretion von HGH erwiesen. HGH wirkt bekanntermaßen auf viele Aspekte des Zellstoffwechsels, aber seine offensichtlichste Wirkung ist die Stimulation des Knorpel- und Knochenwachstums bei Kindern.
Adrenocorticotropes Hormon, Polypeptidhormon, das vom Hypophysenvorderlappen ausgeschüttet wird. Seine Hauptfunktion ist die Stimulation der Nebennierenrinde zur Sekretion von adrenokortikalen Steroiden, unter denen Cortison das wichtigste ist. Die Freisetzung von adrenocorticotropem Hormon (ACTH), auch als Corticotropin bekannt, wird durch den Corticotropin-Releasing-Faktor (CRF), eine Sekretion des Hypothalamus, stimuliert. Die ACTH-Sekretion ist ein ausgezeichnetes Beispiel für die Regulation eines biologischen Systems durch einen negativen Rückkopplungsmechanismus; hohe Konzentrationen von adrenokortikalen Steroiden im Blut tendieren dazu, die ACTH-Freisetzung zu verringern, während niedrige Steroidspiegel den gegenteiligen Effekt haben. ACTH hat die gleichen pharmakologischen und klinischen Wirkungen wie Cortison, wenn es intravenös oder intramuskulär verabreicht wird; es hat jedoch keinen Wert, wenn es äußerlich angewendet wird und kann nicht oral eingenommen werden, da es von Verdauungsenzymen deaktiviert wird. Die Wirkung von ACTH hängt von normal funktionierenden Nebennieren ab und ist daher bei Störungen, die durch Nebenniereninsuffizienz verursacht werden, z.B. als Ersatztherapie bei entfernten Nebennieren, nutzlos.
Thyreotropin oder Thyreoidea-stimulierendes Hormon (TSH), ein vom Hypophysenvorderlappen freigesetztes Hormon, das die Schilddrüse zur Freisetzung von Thyroxin anregt. Die Freisetzung von Thyreotropin wird durch die Wirkung des Thyreotropin-Releasing-Faktors (TRF) ausgelöst, einer Substanz, die im Hypothalamus des Gehirns gefunden wird. TRF, sobald es aus dem Hypothalamus freigesetzt wurde, gelangt im Blutkreislauf zum Hypophysenvorderlappen, wo es die Freisetzung von Thyreotropin bewirkt. Diese letztere Substanz, ein Glykoprotein (siehe Protein), wird über das Blut zur Schilddrüse transportiert, wo sie die Jodaufnahme, die Umwandlung von Diiodtyrosin in Thyroxin und die Sekretion von Schilddrüsenhormonen in den Blutkreislauf stimuliert. Thyroxin hemmt die weitere Freisetzung von Thyreotropin, indem es die Wirkung von TRF beeinträchtigt; somit werden die Spiegel der Schilddrüsenhormone reguliert. Wenn nicht genügend Jod in der Nahrung verfügbar ist, wird nicht genug Thyroxin gebildet, um die Freisetzung von Thyreotropin zu unterbinden. Eine längere Stimulation der Schilddrüse durch Thyreoidea-stimulierendes Hormon führt zu einer abnormalen Vergrößerung der Drüse, bekannt als Kropf, ein Zustand, der durch die weit verbreitete Verwendung von jodiertem Salz weitgehend beseitigt wurde.
Gonadotropes Hormon oder Gonadotropin, eines von drei Glykoprotein-Hormonen (siehe Protein), die entweder vom Hypophysenvorderlappen oder der Plazenta (dem Organ, in dem mütterliches und fötales Blut Nährstoffe und Abfallprodukte austauschen) freigesetzt werden und verschiedene Auswirkungen auf die Eierstöcke und Hoden haben (siehe Hoden). Das Gonadotropin-Releasing-Hormon (Gn-RH) wird im Hypothalamus produziert und freigesetzt. Die Gn-RH-Freisetzung stimuliert die Sekretion sowohl des Follikel-stimulierenden Hormons (FSH) als auch des luteinisierenden Hormons (LH) aus der Hypophyse. Gn-RH ist ein Peptid, das aus zehn Aminosäuren besteht, die im Hypothalamus (dem Teil des Gehirns, der der Hypophyse am nächsten liegt) synthetisiert werden.
Dieses Hormon gelangt über den Blutkreislauf zum Hypophysenvorderlappen, wo es die Freisetzung der gonadotropen Hormone bewirkt. Die Hormone FSH und LH hemmen die freigesetzte Menge an Gn-RH durch einen Mechanismus, der als „negative Rückkopplung“ bezeichnet wird. Bei der Frau führt FSH zu einer Zunahme des Gewichts der Eierstöcke und fördert das Wachstum von Graaf-Follikeln (die reifende Eizellen enthalten); bei Männern bewirkt FSH die Spermatogenese in den Hoden. Bei Frauen ist die LH-Sekretion mit der Reifung der Follikel, dem Auftreten der Brunst (oder des Östrus) und der Freisetzung der Eizelle aus dem Follikel verbunden, der sich in einen Gelbkörper umwandelt. Bei Männern stimuliert LH die Hoden zur Freisetzung von Testosteron.
Geschlechtshormone, die aus den Eierstöcken und Hoden freigesetzt werden, erreichen schließlich den Hypothalamus und helfen, den Hormonzyklus zu regulieren. Humanes Choriongonadotropin (HCG), das in der Plazenta produziert wird, hilft, die Schwangerschaft aufrechtzuerhalten, sobald ein Fötus beginnt, sich zu entwickeln. Es erscheint im Urin ungefähr in der ersten Woche nach der ersten verpassten Menstruation und ist die Grundlage für zwei Arten von Schwangerschaftstests; im Ascheim-Zondek-Test bewirkt es, dass die Eierstöcke einer unreifen weiblichen Ratte oder Maus an Gewicht zunehmen und gereifte Follikel produzieren, und im Friedman-Test stimuliert es weibliche Kaninchen zum Eisprung.
Antidiuretisches Polypeptidhormon, das vom Hypophysenhinterlappen abgesondert wird. Seine Hauptwirkung ist die Regulierung der Wassermenge, die von den Nieren ausgeschieden wird. Antidiuretisches Hormon (ADH), auch als Vasopressin bekannt, bewirkt, dass die Nieren Wasser direkt aus den Nierenkanälchen resorbieren, wodurch Salze und Abfallprodukte in der Flüssigkeit, die schließlich zu Urin wird, konzentriert werden. Die ADH-Sekretion durch die Hypophyse wird durch neuronale Verbindungen vom Hypothalamus reguliert, von dem angenommen wird, dass er entweder das Volumen des durch ihn fließenden Blutes oder die Wasserkonzentration im Blut überwacht. Dehydration oder Körperstress erhöhen die ADH-Sekretion und Wasser wird zurückgehalten. Alkohol hemmt die ADH-Sekretion. Das Versagen der Hypophyse, ADH zu produzieren, führt zu Diabetes insipidus. In pharmakologischen Dosen wirkt ADH als Vasokonstriktor. Die Struktur und chemische Synthese von ADH wurde (1953) von Nobelpreisträger Vincent Du Vigneaud und anderen bekannt gegeben.
Oxytocin, ein Hormon, das aus dem Hypophysenhinterlappen freigesetzt wird und Uteruskontraktionen sowie den Milchejektionsreflex erleichtert. Die Struktur von Oxytocin, einem zyklischen Peptid, das aus neun Aminosäuren besteht, wurde 1953 bestimmt und im selben Jahr im Labor synthetisiert. Sowohl Oxytocin als auch das antidiuretische Hormon werden im Hypothalamus des Gehirns biosynthetisiert und wandern entlang neuronaler Axone zum Hypophysenhinterlappen, wo sie sich vor der Freisetzung ansammeln. Stimuli, die die Freisetzung von Oxytocin auslösen, sind Geburt, Saugen und Geschlechtsverkehr; die daraus resultierenden Uteruskontraktionen können entweder die Geburt oder den Aufstieg von Spermien durch die Eileiter erleichtern. Oxytocin könnte auch eine Rolle bei der Einleitung der Wehen spielen. Die Milchejektionsreaktion tritt nur bei Frauen unmittelbar nach der Geburt auf. Oxytocin bei Männern ist über seine Rolle bei der Beziehungsbildung hinaus nicht gut erforscht.
