Endokrine Drüsen des Gehirns: Ein Überblick

Das endokrine System ist ein komplexes Netzwerk von Drüsen, die Hormone produzieren und in den Blutkreislauf abgeben. Diese Hormone wirken als Botenstoffe und regulieren eine Vielzahl von Körperfunktionen, darunter Wachstum, Stoffwechsel, Fortpflanzung und Stimmung. Das Gehirn spielt eine zentrale Rolle bei der Steuerung des endokrinen Systems, insbesondere durch den Hypothalamus und die Hypophyse.

Das endokrine System: Ein Überblick

Das Hormonsystem, auch endokrines System genannt, übernimmt viele wichtige Steuerungsaufgaben und wirkt als Kommunikationssystem des Körpers. Die einzelnen Hormone üben dabei Signalfunktionen aus und übertragen zum Beispiel chemische Signale zwischen den Nervenzellen.

Die meisten Hormone gelangen über den Blutkreislauf an ihren jeweiligen Bestimmungsort, wo sie nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an spezielle Rezeptoren andocken: So kann sich immer nur das passende Hormon mit dem jeweiligen Rezeptor verbinden. Einmal angedockt, wird die „Botschaft“ übermittelt und eine entsprechende Aktion in den Zellen ausgelöst. Dazu reichen schon winzige Mengen eines Hormons aus.

Der Körper ist auf die Signale der Hormone angewiesen. Hormone haben Einfluss auf zahlreiche Körperfunktionen, darunter:

• Energiehaushalt
• Wasser- und Salzhaushalt
• Knochenstoffwechsel
• Entwicklung und Sexualität
• Tag-Nacht-Rhythmus
• Verdauung
• Gefühlslage

Die meisten Hormone werden in den sogenannten endokrinen Drüsen gebildet und von diesen ins Blut abgegeben. Endokrine Drüsen befinden sich unter anderem in der Bauchspeicheldrüse, in den Keimdrüsen in Hoden und Eierstöcken, der Hirnanhangdrüse (Hypophyse), der Zirbeldrüse im Zwischenhirn oder in den Nebennieren.

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Nach ihrer stofflichen Zusammensetzung lassen sich drei Haupttypen von Hormonen unterscheiden:

• Eiweiße (Proteo- und Peptidhormone)
• Amine und Abkömmlinge von Aminosäuren
• Steroidhormone

Die Hypothalamus-Hypophysen-Achse

Die Ausschüttung der meisten Hormone im menschlichen Organismus wird zentral durch die Funktionseinheit Hypothalamus und Hypophyse gesteuert, genetische Erkrankungen, Entzündungen, Traumata oder auch raumfordernde Prozesse können diese Steuerzentrale beeinträchtigen, was oft mit einer Störung des Hormonhaushalts verbunden ist. Die Hypothalamus-Hypophysen-Achse ist ein komplexes System, das die Verbindung zwischen dem Nervensystem und dem endokrinen System darstellt. Der Hypothalamus, ein kleiner Bereich im Gehirn, spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulation vieler Körperfunktionen, einschließlich der Hormonproduktion. Er fungiert als übergeordnete Kontrollinstanz und steuert die Hypophyse, eine erbsengroße Drüse, die unterhalb des Hypothalamus liegt.

Regulation durch negatives Feedback

Die Hypothalamus-Hypophysen-Achse funktioniert innerhalb einer mehrstufigen negativen Rückkopplungsschleife, die als Achse bekannt ist. Die Hemmung durch Hormone der Adenohypophyse wird als Short-Feedback-Loop bezeichnet, wohingegen die Hemmung durch die Hormone der peripheren endokrinen Drüsen als Long-Feedback-Loop bezeichnet wird. Dieses System ermöglicht eine präzise Steuerung der Hormonspiegel im Körper.

Die Hypophyse: Zentrale Schaltstelle des Hormonsystems

Die Hypophyse, auch Hirnanhangdrüse genannt, ist eine der wichtigsten endokrinen Drüsen im Körper. Sie besteht aus zwei Hauptteilen: der Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen) und der Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen).

Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen)

Die Adenohypophyse produziert und sezerniert eine Reihe von wichtigen Hormonen, die verschiedene Körperfunktionen steuern. Dazu gehören:

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• Wachstumshormon (GH): Fördert das Wachstum und die Entwicklung von Knochen und Muskeln.
• Prolaktin: Regt die Milchproduktion in den Brustdrüsen an.
• Adrenocorticotropes Hormon (ACTH): Stimuliert die Nebennierenrinde zur Produktion von Kortisol.
• Thyreoidea-stimulierendes Hormon (TSH): Regt die Schilddrüse zur Produktion von Schilddrüsenhormonen an.
• Follikelstimulierendes Hormon (FSH) und Luteinisierendes Hormon (LH): Steuern die Funktion der Keimdrüsen (Eierstöcke und Hoden) und die Produktion von Geschlechtshormonen.

Die Hormonfreisetzung in der Adenohypophyse wird durch hypothalamische Releasing-Hormone gesteuert. Diese Releasing-Hormone werden in die hypophysären Pfortadervenen ausgeschüttet und gelangen so zur Adenohypophyse. Dort werden die Zielzellen zur Sekretion von adenohypophysären Hormonen in den venösen Kreislauf angeregt.

Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen)

Die Neurohypophyse speichert und setzt zwei Hormone frei, die im Hypothalamus produziert werden:

• Antidiuretisches Hormon (ADH): Fördert die Wasserrückresorption in der Niere und reguliert den Wasserhaushalt.
• Oxytocin: Spielt eine Rolle bei der Geburt, der Milchsekretion und der sozialen Bindung.

Die Hormonsynthese findet bereits in den Neuronen des Hypothalamus statt. Mittels axonalem Transport gelangen sie zur Neurohypophyse, von wo aus sie letztendlich in das venöse System sezerniert werden.

Klinische Bedeutung: Erkrankungen der Hypophyse

Funktionsstörungen der Hypophyse können eine Vielzahl von gesundheitlichen Problemen verursachen. Die häufigste Ursache für eine Funktionsstörung der Hypophyse im Erwachsenenalter ist der Hypophysentumor. Meist handelt es sich dabei um sogenannte Adenome (gutartige Wucherung von Drüsengewebe).

Hypophysenadenome

Hypophysenadenome sind Tumore, die sich im Hypophysenvorderlappen entwickeln. Sie können hormonaktiv sein und zu einer Überproduktion von Hormonen führen, oder hormoninaktiv, können aber das umgebende Hypophysengewebe komprimieren und zu einer Hypophyseninsuffizienz führen.

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• Prolaktinome: Vermehrt Prolaktin freisetzende Adenome werden Prolaktinome genannt. Bei Frauen kann es meistens zu einem Ausbleiben der Regelblutung (Amenorrhoe) und Milchfluss aus der Brust (Galaktorrhoe) kommen.
• Akromegalie und Gigantismus: Ursächlich ist hier die Überproduktion von GH. Akromegalie und Großwuchs sind Betroffene sehr groß, da die übermäßige GH-Sekretion bereits bei Kindern vor dem Schluss der Wachstumsfugen eintritt. 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.
• Morbus Cushing: Kommt es bei einem hormonaktiven Adenom zu einer vermehrten Produktion von Corticotropin (ACTH), löst dies in den Nebennieren eine vermehrte Produktion von Cortisol aus und es entsteht das Krankheitsbild des Morbus Cushing mit „Vollmondgesicht“, „Stiernacken“, Akne, ungewollter Gewichtszunahme, Depressionen, Wassereinlagerungen, Muskelschwäche sowie einem Abbau der Knochensubstanz, in deren Folge Knochenbrüche auftreten können.
• Hormoninaktive Adenome: Häufiger sind hormoninaktive Adenome. Diese können eine unzureichende Hormonproduktion bewirken und zu einer hormonellen Unterversorgung des Körpers bis hin zu einer kompletten Hypophyseninsuffizienz (Ausfall der Wachstumshormonproduktion, Ausfall der Geschlechtshormone, Ausfall der Schilddrüsenhormone und Ausfall der Stresshormone) führen. Die Symptome sind unterschiedlich, je nachdem wie viele und welche Hormone nicht mehr gebildet werden. Die häufigsten Symptome sind Zyklusunregelmäßigkeiten, Impotenz, Müdigkeit, Abgeschlagenheit und Antriebsschwäche. Die Pat. berichten häufig über einen sogenannten Leistungsknick.

Hypophyseninsuffizienz (Hypopituitarismus)

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.

Diabetes insipidus

Diabetes insipidus ist eine Erkrankung, bei der die Niere aufgrund eines Mangels an zirkulierendem ADH nicht in der Lage ist, den Urin zu konzentrieren. Dies kann auf eine Schädigung des Hypothalamus oder eine verminderte Freisetzung aus dem Hypophysenhinterlappen zurückzuführen sein. Symptome sind u.a. Kaliumregulation durch die Niere, Nykturie und Polydipsie. Diabetes insipidus erfolgt mittels Durstversuch.

Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH)

Durch eine übermäßige ADH-Sekretion kommt es zu einer verminderten Wasserausscheidung. Es kommen diverse Ursachen in Betracht, wie z.B. Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion (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.

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.

Weitere Drüsen im Gehirn

Neben der Hypophyse und dem Hypothalamus gibt es noch weitere Strukturen im Gehirn, die endokrine Funktionen ausüben:

• Zirbeldrüse (Pinealorgan): Produziert Melatonin, ein Hormon, das den Schlaf-Wach-Rhythmus reguliert. Wenn’s Nacht ist und dunkel, dann sendet der Hypothalamus ein Adrenalin-Signal an die Zirbeldrüse, und die produziert dann geflissentlich Melatonin, um dem Rest des Körpers mitzuteilen, dass man jetzt gefälligst müde werden sollte.
• Subcommissuralorgan: Dessen Produkt, Reissner’s Faden, bereits in einer früheren Kolumne (»Seemannsgarn? Nein! Hirnzwirn«) gewürdigt wurde.
• Plexus chorioidei: Die das Hirnwasser absondern, den »Liquor cerebrospinalis« also, in dem das gesamte Hirn und das Rückenmark gebadet sind.

Hormone und ihre vielfältigen Wirkungen

Hormone sind winzige Botenstoffe mit großer Wirkung. Sie beeinflussen zahlreiche Körperfunktionen und tragen maßgeblich zu unserem Wohlbefinden bei. Ein Ungleichgewicht im Hormonhaushalt kann vielfältige Beschwerden hervorrufen.

Hormone im Kurzportrait

• Insulin und Glukagon: Das Peptidhormon Insulin wird von der Bauchspeicheldrüse gebildet und ist am Energiehaushalt beteiligt. Insulin regt die Körperzellen an, Glukose aus dem Blut aufzunehmen, wodurch der Blutzuckerspiegel sinkt. Glukagon wird ausgeschüttet, wenn zu wenig Zucker im Blut ist. Es sorgt für die Abgabe von im Körper gespeichertem Zucker ins Blut, um einen niedrigen Blutzuckerspiegel anzuheben und so dem Körper genügend Energie bereitzustellen.
• Adrenalin, Noradrenalin und Acetylcholin: Adrenalin ist ein Amin aus den Nebennieren und ein Stresshormon, das den Körper kurzfristig leistungsfähiger macht, zum Beispiel in einer Gefahren- oder Fluchtsituation. Es beschleunigt unter anderem den Herzschlag und erweitert die Bronchien für eine Erleichterung der Atmung. Bei der Erhöhung des Blutdrucks durch Verengung der Gefäße wird Adrenalin von Noradrenalin unterstützt. Der Gegenspieler des Adrenalins ist das Acetylcholin, das den Blutdruck senkt, indem es Gefäße erweitert und den Herzschlag verlangsamt.
• Melatonin und Cortisol: Bei Melatonin handelt es sich um ein Amin, das in der Zirbeldrüse gebildet wird. Melatonin ist der Antagonist des Steroid- und Stresshormons Cortisol aus der Nebennierenrinde. Beide beeinflussen den Tag-Nacht-Rhythmus des menschlichen Körpers. Melatonin stößt das Herunterregulieren des Kreislaufs an und fördert den Schlaf, während Cortisol tagsüber dafür sorgt, dass wir wach und aufmerksam sind. Wenn es dunkel wird, stellt die Zirbeldrüse mehr Melatonin her. Energieverbrauch, Körpertemperatur und Blutdruck sinken - wir werden müde.
• Testosteron: Testosteron ist ein Steroidhormon. Bei Männern wird es zum größten Teil in den Hoden produziert, aber auch die Nebennieren und Eierstöcke sind in der Lage, kleinere Mengen an Testosteron zu synthetisieren. Das männliche Sexualhormon führt zu Wachstum von Hoden und Penis während der Pubertät. Es reguliert die Bildung und Reifung der Spermien und ist auch verantwortlich für die Ausprägung der sekundären Geschlechtsmerkmale wie verstärktes Wachstum des Kehlkopfes und der Stimmbänder, Bartwuchs sowie Körper- und Achselbehaarung. Außerdem regt es die Muskelbildung an.
• Östrogen: Östrogene sind Steroid- und weibliche Sexualhormone, die vor allem in den Keimdrüsen der Eierstöcke, zu einem geringen Teil auch in der Nebennierenrinde gebildet werden. Auch bei Männern werden kleine Mengen in den Hoden gebildet. Östrogene sind maßgeblich an der Regulation des weiblichen Zyklus beteiligt. Unter ihrem Einfluss kommt es zum Wachstum der Brüste. Sie sind auch wichtig für den gesunden Aufbau der Knochen. Aber auch im Fettgewebe kann aus Androgenen Östrogen hergestellt werden. Ein Ungleichgewicht kann in der Pubertät bei Jungen zu einem Brustwachstum führen, das sich meist in den Folgejahren wieder zurückentwickelt.
• Erythropoetin (EPO): Die Abkürzung „EPO” ist vor allem im Zusammenhang mit Doping bekannt. Das Peptidhormon wird in der Niere sowie zu einem geringeren Anteil in der Leber gebildet und regt die Bildung roter Blutkörperchen (Erythrozyten) an. Diese sind für den Sauerstofftransport im Körper zuständig. Durch die Steigerung des Anteils an roten Blutkörperchen kann die Leistungsfähigkeit des Organismus erhöht werden. Aus diesem Grund wird EPO als Dopingmittel im Wettkampfsport zur Leistungssteigerung missbraucht. Medizinisch macht man sich die Gabe von Erythropoetin zunutze, wenn es durch bestimmte Erkrankungen oder medizinische Behandlungen zu einer Blutarmut gekommen ist.
• Schilddrüsenhormone T3 und T4: Die Amine T3 (Triiodthyronin) und T4 (Thyroxin) sind besonders wichtig für das Wachstum und die Entwicklung des Gehirns. Sie sind in aktiver Form an der Regulation der Körpertemperatur beteiligt, erhöhen Puls und Blutdruck und können den Abbau von Energiereserven aus Leber und Muskeln beschleunigen.
• Somatotropes Hormon (auch Somatotropin): Das Peptidhormon aus der Hirnanhangdrüse ist als „Wachstumshormon“ bekannt. Es fördert den Stoffwechsel und stimuliert das Wachstum von Knochen und Muskeln.

Hormonelle Störungen und ihre Auswirkungen

Wenn ein Hormon vermehrt oder vermindert vorhanden ist, äußert sich das auf eine bestimmte Weise - als ausbleibende oder übermäßige Wirkung. Wenn beispielsweise zu viele Hormone produziert werden, die den Kreislauf anregen, laufen viele Körperfunktionen permanent auf Hochtouren. Dies führt zu gesundheitlichen Beschwerden wie Gewichtsverlust, Hitzewallungen, Nervosität, Schlafstörungen oder Herzrasen. Bei einem Mangel an solchen Hormonen ist das Gegenteil der Fall und Appetitlosigkeit oder Tagesmüdigkeit sind mögliche Folgen. Insbesondere Frauen sind häufig von hormonellen Störungen betroffen, wenn sich das weibliche Hormonsystem während einer Schwangerschaft oder in den Wechseljahren verändert.

Krankheiten, die mit dem Hormonhaushalt zusammenhängen

• Diabetes mellitus Typ 1: Die Bauchspeicheldrüse produziert beim Typ-1-Diabetes, einer Stoffwechselerkrankung, zu wenig oder gar kein Insulin. Die Folge ist ein erhöhter Blutzuckerspiegel, der Blutgefäße, Organe und die Nerven schädigen kann.
• Diabetes mellitus Typ 2: Beim Typ-2-Diabetes kann der Körper das Insulin nicht mehr richtig nutzen - mit der gleichen Folge wie beim Typ 1: der Blutzuckerspiegel ist zu hoch.
• Schilddrüsenüberfunktion (Hyperthyreose): Die häufigste Ursache einer Schilddrüsenüberfunktion ist Morbus Basedow: eine Autoimmunerkrankung, bei der ein Hormonrezeptor in der Schilddrüse zur vermehrten Produktion von Schilddrüsenhormonen angeregt wird. Dies führt häufig zu Zittern, Herzrasen, verstärktem Schwitzen und Gewichtsverlust.
• Schilddrüsenunterfunktion (Hypothyreose): Bei einer Schilddrüsenunterfunktion werden zu wenig Schilddrüsenhormone gebildet und ausgeschüttet. Der Körper läuft ständig auf Sparflamme, die Betroffenen fühlen sich oft müde, erschöpft und antriebslos. Wie bei der Überfunktion liegt auch der Unterfunktion häufig eine Autoimmunerkrankung zugrunde, in diesem Fall die Hashimoto-Thyreoiditis. Dabei ist die Schilddrüse durch eine Autoimmunreaktion chronisch entzündet und in ihrer Funktion beeinträchtigt.
• Morbus Addison: Bei der Addison-Krankheit produziert die Nebennierenrinde zu wenig Hormone, was unter anderem zu Müdigkeit, Schwäche, Appetitlosigkeit, Gewichtsverlust, Übelkeit und niedrigem Blutdruck führt. Dies ist vor allem auf einen Mangel an Cortisol zurückzuführen. Typisch sind auch Veränderungen der Haut, die sich bei hellen Hauttypen oft bräunlich verfärbt.
• Cushing-Syndrom: Eine gesteigerte Hormonproduktion der Nebennierenrinde mit entsprechendem Cortisolüberschuss ist wiederum Auslöser des Cushing-Syndroms. Typische Folgen eines zu hohen Cortisolspiegels sind Bluthochdruck, Muskelschwäche und die sogenannte Stammfettsucht - ein übergewichtiger Rumpf bei gleichzeitig dünnen Armen und Beinen und einem ausgeprägt vollen, runden Gesicht.
• Polyzystische Ovarialsyndrom (PCOS): Vollständig erforscht sind die Ursachen des PCOS bisher nicht. Wahrscheinlich liegt ihm aber eine Störung des Regelkreises zwischen Hypothalamus, Hypophyse und Eierstöcken zugrunde. Beim PCOS produzieren die Eierstöcke zu viele männliche Geschlechtshormone. Dieses hormonelle Ungleichgewicht kann zu zahlreichen Beschwerden führen: von Zyklusstörungen bis zur Unfruchtbarkeit einerseits, von vermehrter Körperbehaarung und Haarausfall bis zur Vermännlichung andererseits.
• Kleinwuchs und Riesenwuchs: Bei einer krankhaften Veränderung der Hirnanhangdrüse kann es im Kindesalter zu einem Mangel am Wachstumshormon Somatotropin kommen. Die Folge ist Kleinwuchs. Umgekehrt kann es bei einem Überschuss des somatotropen Hormons zu einem übermäßigen Wachstum kommen, das als Riesenwuchs oder Gigantismus bezeichnet wird.

Hormonelle Störfaktoren im Alltag

Heutzutage sind wir ständig Substanzen ausgesetzt, die unseren Hormonhaushalt extrem beeinflussen. Disruptoren sind dafür bekannt, die Wirkung der körpereigenen Hormone zu verändern. Sie gelangen über Haut, Lunge und Verdauungstrakt in unseren Körper.

Endokrine Disruptoren sind Chemikalien, die das Hormonsystem stören können. Sie können in einer Vielzahl von Produkten enthalten sein, darunter Kunststoffe, Pestizide, Kosmetika und Reinigungsmittel.

Viele alltägliche Produkte haben eine hormonelle Wirkung. Dazu gehören Möbel, Thermopapier von Kassenbons, Kabel usw. Über die Haut gelangen hormonell wirksame Konservierungsstoffe wie Parabene in Shampoos und Körperlotionen auf. Flammschutzmittel, die in Textilien, elektronischen Geräten und Kunststoffen zum Einsatz kommen, konnten u.a. in Gewässern und der Muttermilch nachgewiesen werden. Einige PFCs können Krebs auslösen und die Fortpflanzungsfähigkeit schädigen. Wenn das Wasser nicht mit speziellen Verfahren gereinigt, können diese Chemikalien auch in unser Trinkwasser gelangen.

Neben den hormonaktiven Substanzen lauern andere Gefahren, mit denen wir tagtäglich konfrontiert werden. Dazu gehören der Konsum von Koffein und anderen Aufputschmitteln, die Nebennieren, chronischem Stress, Gluten, künstliche Süßungsmittel, Leitungswasser und Mineralwasser.

Natürliche Wege zu einem ausgeglichenen Hormonhaushalt

Es gibt viele Möglichkeiten, den Hormonspiegel auf natürliche Weise in Balance zu halten. Vor allem Phytohormone spielen dabei eine große Rolle. Zudem können bestimmte Ernährungsweisen und Nahrungsmittel helfen, schädliches Östrogen im Körper abzubauen und die Leber beim Abbau von Stresshormonen zu unterstützen.

Einige Beispiele für hormonfreundliche Nahrungsmittel sind:

• Brokkoli: Hilft, schädliches Östrogen im Körper abzubauen.
• Ingwer- und Kurkumawurzeln: Verfügen ebenso über Xenoöstrogen bekämpfende Eigenschaften.
• Leinsamen: Enthalten Lignane, die den Östrogenspiegel auf natürliche Art erhöhen.
• Rote Beete: Eignet sich auch als natürliches Heilmittel bei Schilddrüsenunterfunktion und kann dem Anschwellen der Schilddrüse entgegenwirken.
• Schwarzkümmelöl: Stabilisiert den Blutzuckerspiegel und verzögert den Anstieg des Blutzuckerspiegels.

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