Der Menstruationszyklus ist ein komplexer Prozess, der von verschiedenen Zentren im Gehirn gesteuert wird. Diese Zentren arbeiten zusammen, um die Produktion und Freisetzung von Hormonen zu regulieren, die den Zyklus steuern.
Die Rolle der Hypophyse
Die Hypophyse ist eine kleine, tropfenförmige Hormondrüse, die gut geschützt in einer knöchernen Wanne inmitten des Schädels liegt. Ein dünner Stiel verbindet sie mit dem Hypothalamus, der Teil des Gehirns ist. Hypophyse und Hypothalamus bilden zusammen eine Funktionseinheit. Die Hypophyse selbst setzt sich aus zwei Teilen zusammen, einem Vorderlappen und einem Hinterlappen. Während der Vorderlappen eine Reihe verschiedener Hormone produziert, dient der Hinterlappen als Speicherorgan für bestimmte Hormone des Hypothalamus.
Die Hypophyse ist das wichtigste Steuerungsorgan im menschlichen Hormonsystem. Sie produziert - mit wenigen Ausnahmen - sogenannte Steuerhormone, die wiederum andere Hormondrüsen dazu anregen, selbst Hormone zu bilden. So sind Schilddrüse, Nebennieren, Hoden und Eierstöcke von Signalen der Hypophyse abhängig. Dementsprechend weitreichend sind die Folgen, wenn die Hypophyse nicht so arbeitet, wie sie soll. Das fein austarierte System der Hormone gerät dann aus dem Gleichgewicht, wichtige Hormone werden nicht oder nicht in der richtigen Menge gebildet.
Zu den wichtigsten Hormonen, die von der Hypophyse produziert werden und den Menstruationszyklus steuern, gehören:
- Follikelstimulierendes Hormon (FSH): FSH ist wichtig für die Entwicklung der Eibläschen im Eierstock. In den Wänden dieser Eibläschen, auch Follikel genannt, wird das Östrogen Estradiol, auch Östradiol genannt, gebildet. Der steigende Spiegel des Hormons Östrogen, das in den heranreifenden Follikeln produziert wird, führt zu einem raschen LH-Anstieg und einem erhöhten Progesteronspiegel.
- Luteinisierendes Hormon (LH): LH löst den Eisprung aus.
- Prolaktin: Prolaktin ist ein wichtiges weibliches Reproduktionshormon. Es wird normalerweise vermehrt während Schwangerschaft und Stillzeit ausgeschüttet, um die Milchproduktion anzuregen. Außerdem unterdrückt es den Eisprung.
Die Rolle des Hypothalamus
Der Hypothalamus ist ein Teil des Gehirns, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung vieler Körperfunktionen spielt, darunter auch des Menstruationszyklus. Er produziert das Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH), das die Freisetzung von FSH und LH aus der Hypophyse steuert.
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Die Rolle der Eierstöcke
Die Eierstöcke sind die weiblichen Geschlechtsorgane, in denen die Eizellen reifen. Sie produzieren auch die Hormone Östrogen und Progesteron, die den Menstruationszyklus steuern.
- Östrogen: Östrogen ist eines der wichtigsten Hormone im weiblichen Körper und trägt entscheidend zur Erhaltung des Fortpflanzungssystems bei. Es fördert das Wachstum der Gebärmutterschleimhaut und bereitet sie auf die Einnistung einer befruchteten Eizelle vor.
- Progesteron: Nach dem Eisprung, dem Platzen des Follikels, wird die reife Eizelle in eine Drüse umgewandelt, die das Hormon Progesteron erzeugt. Progesteron, ein weiteres wichtiges Geschlechtshormon, bereitet die Gebärmutter auf eine mögliche Schwangerschaft vor und wirkt angstlösend, schlaffördernd, entspannend und beruhigend. Die Gebärmutterschleimhaut wird vermehrt durchblutet und verdickt sich. Dies ist eine Vorbereitung auf das Einnisten der befruchteten Eizelle. Wird die Eizelle nicht befruchtet, geht der Gelbkörper zugrunde. Die Produktion des Progesterons stoppt und die Gebärmutterschleimhaut wird dadurch abgestoßen.
Hormonelle Schwankungen und ihre Auswirkungen auf das Gehirn
Während des Menstruationszyklus verändern sich die Mengen dieser sogenannten Sexualhormone im Körper. Individuelle Darstellung des jeweiligen Hormon-Profils. Im Unterschied zu bisherigen Studien haben Rachel Zsido und Julia Sacher das Gehirn der Frauen nicht nur zu einem bestimmten Zeitpunkt untersucht, sondern an sechs verschiedenen Zeitpunkten während des Menstruationszyklus. Dieses longitudinale Studien-Design erlaubt eine sehr genaue und individuelle Darstellung des jeweiligen Hormon-Profils. Das ist wichtig, denn es kommt oft zu starken individuellen Schwankungen und die Muster der Hormonausschüttung sind von Frau zu Frau oft sehr unterschiedlich. Typischerweise gibt es während des 28 Tage dauernden Zyklus einen starken Anstieg des Hormons Östradiol rund um den Eisprung herum, während Progesteron die zweite Hälfte des Zyklus dominiert.
Ähnlich wie bei Ebbe und Flut ist das weibliche Gehirn also auf einen ständigen Rhythmus der Hormone eingepegelt, den die Studie erstmals abbildet. „Wir konnten feststellen, dass bestimmte Regionen des medialen Temporallappens, die wichtig für das episodische Gedächtnis und die räumliche Wahrnehmung sind, unter hohen Östradiol- und niedrigen Progesteronspiegeln an Volumen zunehmen - das heißt, diese Gehirnareale bauen sich synchron mit dem Menstruationszyklus um. Ob diese rhythmischen Veränderungen bei Menschen mit erhöhtem Risiko, an einer Gedächtnis- oder einer affektive Störung zu erkranken, verändert sind, wollen wir in verschiedenen Folgestudien klären“, sagt Julia Sacher.
Diese rhythmischen Veränderungen des Hormonspiegels können sich auf die Stimmung, die Haut und das Lernverhalten auswirken. Die durch das Progesteron ausgelösten Stimmungsschwankungen können sich in dieser Phase noch weiter verstärken. Forschende haben allerdings herausgefunden, dass während und kurz nach der Regelblutung die Bereitschaft zur Kooperation steige.
Eine Studie des Forschungsteams um Jun.-Prof. Dr. Esther K. Diekhof aus der Abteilung Neuroendokrinologie am Zoologischen Institut der Universität Hamburg zeigt: Die Fähigkeit von Frauen, aus Belohnung oder den negativen Konsequenzen ihrer Handlungen zu lernen, verändert sich im Verlauf des Menstruationszyklus. Die Studie gibt Hinweise darauf, dass Frauen vor dem Eisprung besser aus Belohnungen und schlechter aus eigenen Fehlern lernen. Sie verhalten sich impulsiver, die negativen Konsequenzen des Handels spielen weniger eine Rolle. Nach dem Eisprung zeigt sich ein umgekehrter Effekt. Sie reagieren sensibler auf die Bestrafung durch negatives Feedback und vermeiden häufiger das Risiko. Zurückzuführen sind diese Verhaltensunterschiede vermutlich auf körpereigene Geschlechtshormone, die den weiblichen Zyklus steuern: Östradiol, eines der drei Östrogene, sowie Progesteron. Die hormonell bedingten Verhaltensänderungen im Verlauf des Menstruationszyklus sind vermutlich auf eine veränderte Gehirnaktivität im dorsalen anterioren cingulären Kortex, eine Region des limbischen Systems, zurückzuführen, die insbesondere für die Handlungsüberwachung verantwortlich ist.
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Forschung zu den Auswirkungen von Hormonschwankungen auf das Gehirn
Rachel Zsido und Julia Sacher zeigen in ihrer aktuellen Studie, dass auch körpereigene Schwankungen der weiblichen Geschlechtshormone die strukturelle Plastizität des Gehirns während der reproduktiven Jahre beeinflussen. Die Wissenschaftlerinnen entnahmen dafür 27 Studienteilnehmerinnen Blutproben, untersuchten mit Ultraschall das Wachstum der Follikel in den Eierstöcken der Frauen sowie den Zeitpunkt des Eisprungs und zoomten mithilfe eines 7-Tesla-MRT in die tieferen Ebenen des Gehirns. Im Temporallappen und Hippocampus sitzen sehr viele Rezeptoren für Sexualhormone, und es werden wichtige kognitive Funktionen des Gehirns unterstützt, wie zum Beispiel das episodische Gedächtnis.
Umbauvorgänge in zentralen Lern- und Gedächtniszentren im menschlichen Gehirn finden im Einklang mit periodischen Schwankungen der Sexualhormone statt. Geschlechtshormone entfalten als Botenstoffe im Gehirn eine eindrucksvolle Wirkung, unter anderem, wenn es um Lernen und Gedächtnis geht: So kann etwa eine frühe Menopause mit einem erhöhten Risiko für eine beschleunigte Gehirnalterung und Demenz im späteren Leben einhergehen. Über die Auswirkungen von hormonellen Schwankungen auf das Gehirn im frühen Erwachsenenalter ist jedoch wenig bekannt.
Die MRT-Messungen von Carina Heller zeigten, dass diese Veränderungen nicht nur einzelne Region betreffen, sondern das gesamte Gehirn, einschließlich des Kleinhirns und der subkortikalen Strukturen. „Erstaunlicherweise ergaben bei allen vier Frauen die Volumenänderungen des Gehirns über den Zyklus etwa dasselbe Muster der Hirnregionen. Bei den Frauen mit typischem Zyklus bestimmte vor allem Progesteron die Schwankungen in der Hirnstruktur. Im Gegensatz dazu scheint Östradiol, wenn es das dominierende Hormon während des gesamten Zyklus ist - wie bei der Endometriose oder der Einnahme der Pille - auch auf die strukturelle Gehirndynamik einen größeren Einfluss auszuüben. Carina Heller: „Eine zentrale Erkenntnis unserer Studie ist, dass die Gehirn-Hormon-Kopplung nicht universell, sondern vom hormonellen Milieu abhängig ist. Weil die Daten von sehr wenigen Testpersonen stammen, können die Resultate nicht uneingeschränkt verallgemeinert werden. Es sind breiter angelegte Messungen notwendig, um diese Ergebnisse zu bestätigen und die interindividuelle Variabilität zu untersuchen.
Hypophysen-Erkrankungen und ihre Auswirkungen auf den Menstruationszyklus
Hypophysen-Erkrankungen sind insgesamt selten, die dazugehörigen Symptome vielfältig und oft diffus. Es kann zu einer Mischung verschiedener Krankheitsbilder oder Beschwerden kommen, die manchmal schwer zu entschlüsseln sind. Erkrankungen der Hypophyse gehören daher unbedingt in die Hände spezialisierter Endokrinolog:innen.
Zu den häufigsten Erkrankungen der Hypophyse zählen:
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- Hypophysen-Insuffizienz: Bei einer Hypophysen-Insuffizienz fallen Hormone der Hypophyse ganz oder teilweise aus. Weil die Hormone der Hypophyse aber andere Hormondrüsen regulieren, hat das weitreichende Auswirkungen. So sind beispielsweise Geschlechtsdrüsen, Nebennieren oder Schilddrüse von Signalen der Hypophyse abhängig. Fallen die Hormone FSH (follikel-stimulierendes Hormon) und LH (luteinisierendes Hormon) aus, dann kommt es zu einem Mangel an Geschlechtshormonen.
- Hypophysen-Adenome: Hypophysen-Adenome sind gutartige Raumforderungen der Hypophyse, die nicht immer Beschwerden verursachen. Doch manche von ihnen bilden unkontrolliert Hormone, wodurch ein krankhafter Hormon-Überschuss entsteht. Die häufigste Art sind sogenannte Prolaktinome. Prolaktinome sind Hypophysen-Adenome, die im Übermaß das Hormon Prolaktin freisetzen. Wird außerhalb von Schwangerschaft und Stillzeit zu viel Prolaktin freigesetzt, dann sind bei Frauen häufig Zyklusstörungen und Unfruchtbarkeit die Folge.
- Morbus Cushing: Bei einem Morbus Cushing liegt ein Überschuss des Hormons Cortisol vor, das in der Nebennierenrinde gebildet wird. Die Ursache kann in einer Überproduktion des Steuerhormons ACTH (Adrenocorticotropes Hormon) in der Hypophyse liegen. Bei Frauen bleibt häufig die Menstruation aus, und es kann zu einer vermehrten Körperbehaarung (Hirsutismus) kommen.
- Akromegalie: In seltenen Fällen führt ein Hypophysen-Adenom zu einer unkontrollierten Ausschüttung des Wachstumshormons Somatotropin.