Das hypothalamo-hypophyseale System. Endokrine Drüsen. Dr. Arnold Szabó szabo.arnold@med.semmelweis-univ.hu Semmelweis Universität Institut für Humanmorphologie und Entwicklungsbiologie 20. 04. 2016

Zelluläre Kommunikation Neuroendokrin Endokrin Autokrin Kreislauf Hormone Zielzellen Parakrin http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/06_VilagiIldiko-Elettani_gyakorlatok/chunks/ch11.html

Exokrine vs. endokrine Drüsen Exokrine Drüse Endokrine Drüse

Endokrine Drüsen Hauptdrüsen - Hypophyse - Hypothalamus - Corpus pineale (Zirbeldrüse) - Glandula thyroidea (Schilddrüse) - Glandula parathyroidea (Nebenschilddrüse) - Glandula suprarenalis (Nebenniere) - Pancreas (Bauchspeicheldrüse) - Ovarium (Eierstock) - Placenta (Mutterkuchen) - Testis (Hoden) Weitere Zellen, bzw. Organen mit endokriner Funktion: - Herzmuskelgewebe - Fettgewebe - Lymphatische Zellen und Organen - Zellen des Darmkanals (enteroendokrine Zellen) - Speicheldrüsen - Leber - Niere - vegetatives Nervensystem - … Pancreas

Allgemeines Regulationsschema Nervensystem + Hypothalamus - - Liberine + Statine Hypophysis - , - + - Periphere endokrine Drüse + + Zielzelle

Diencephalon – Basalansicht Chiasma opticum Infundibulum Eminentia mediana Corpus mammillare

Mediansagittalschnitt - Übersicht

Diencephalon – Mediansagittalschnitt

Diencephalon – Mediansagittalschnitt Thalamus Hypothalamus Epithalamus Subthalamus

Funktionen des Hypothalamus Integration und Modulation der autonomen (vegetativen) Funktionen - Sympathische und parasympathische Zentren - Steuerung der Körpertemperatur, Blutdruck, Osmolarität (Homeostase) - Steuerung der Wasser- und Nahrstoffaufnahme Steuerung der circadianen Rhytmik und vom Schlaf Beeinflussung des Sexualverhaltens Endokrines Organ: Sekretion von Oxytocyn und Vasopressin Steuerung der endokrinen Funktion der Hypophyse durch Statine und Liberine

Kerngruppen des Hypothalamus Hypophysäre Kerne (neuroendokrine Funktion) -Parvozelluläre (kleinzellige) Kerne Statine – Liberine - Magnozelluläre (großzellige) Kerne Vasopressin (ADH), Oxytocin Nicht-Hypophysäre Kerne (neurale Funktion) Verbindungen zum Limbischen System Diencephalon Hirnstamm Rückenmark

Hypothalamus - Hypophysäre Kerne I. Parvozelluläre (kleinzellige) neuroendokrine Kerne Liberine fördern die Hormonsynthese und Abgabe in der Hypophyse - TRH (Thyreotropin-Releasinghormon, Thyreoliberin) → Stimuliert die Ausschüttung von TSH - CRH (Corticotropin-releasing Hormone, Corticoliberin) → Stimuliert die Ausschüttung von ACTH - GnRH (Gonadotropin-Releasing-Hormon, Gonadoliberin) → Stimuliert die Ausschüttung von FSH und LH - GHRH (Growth-hormone-Releasinghormon, Somatoliberin) → Stimuliert die Ausschüttung von Somatropin (GH) Statine hemmen die Hormonsynthese und Abgabe in der Hypophyse - Somatostatin (Growth Hormone-Inhibitinghormon, GHIH) → Hemmt die Ausschüttung von Somatropin (GH) - Dopamin → Hemmt die Ausschüttung von Prolaktin (PRL)

Nucleus paraventricularis Hypothalamus - Hypophysäre Kerne II. Magnozelluläre (großzellige) neuroendokrine Kerne Nucleus paraventricularis (NPV) Nucleus supraopticus (NSO) Oxytocin → Kontraktion der Gebärmuttermuskulatur → Milchejektion Vasopressin (Antidiuretisches Hormon, Adiuretin, ADH) → Reguliert die Osmolalität des Blutes durch Wasserrückresorption in der Niere Die hormone Oxytocin und Vasopressin werden in den magnozellulären Kernen des Hypothalamus synthetisiert, und durch axonalen Transport in die Hypophysenhinterlappe (Neurohypophyse) Transportiert. Die Hormone werden dort gespeichert und bei Bedarf in die Blutbahn abgegeben.   Nucleus paraventricularis Nucleus supraopticus Parvozelluläre Kerne http://www.unifr.ch/anatomy/elearningfree/allemand/biochemie/endokrin/hypophyse/d-hypophyse.php

Hypophysealer portale Kerslauf Nucleus paraventricularis Nucleus supraopticus Parvozelluläre Kerne Portaler Kreislauf Eminentia mediana Die durch die kleinzelligen Kerne gebildeten Liberine und Statine werden in die hypophysealen Gefäße abgegeben. Sie erreichen die Hypophyse durch das Blut. Infundibulum Hypophysis

Hypophysis (Hypophyse) Corpus mammilare Eminentia mediana Chiasma opticum Adenohypopyhse Neurohypopyhse Fossa hypophysealis in der Sella turcica (Türkensattel)

Histologie der Hypophyse Chromophobe Zellen Basophile Zellen Acidophile Zellen Adenohypophyse Pars distalis Adenohypophyse Pars intemedia Neurohypophyse

Hormonen der Adenohypophyse I. Somatotropin (Wachstumhormon, Growth hormone, STH, GH) →seine Synthese wird durch das hypothalamische GHRH (Somatoliberin) gefördert und durch das Somatostatin gehemmt →fördert das Wachstum →wirkt direkt an Knochen, Knorpel, Muskel, Leber, Niere Prolaktin →seine Synthese wird durch das hypothalamische Dopamin gehemmt →fördert die Milchproduktion →hemmt die Follikelreifung und den Follikelsprung durch senken den LH- und FSH-Spiegel →das Prolaktinom (gutartiger Tumor) reagiert gut auf Dopaminagonisten wie Bromocriptin Thyreotropin (Thyreoidea-stimulierendes Hormon, TSH) →seine Synthese wird durch das hypothalamische TRH gefördert →stimuliert die Iodaufnahme und fördert die Hormonbildung der Schilddrüse

Hormonen der Adenohypophyse II. Follikelstimulierendes Hormon (FSH) →seine Synthese wird durch das hypothalamische GnRH gefördert → fördert die Reifung der Keimzellen (Spermien und Eizellen) Luteinisierendes Hormon (LH) → stimuliert die Bildung des Testosterons im Hoden → stimuliert den Follikelsprung Adrenocorticotropes Hormon (Adrenocorticotropin, ACTH) → seine Synthese wird durch das hypothalamische CRH gefördert → fördert die Bildung von Glukokortikoiden, Mineralokortikoiden  und Sexualhormonen in der Nebennierenrinde Melanozyten-stimulierendes Hormon (Melanotropine, MSH) →reguliert die Melaninsynthese (Pigment) in den Melanozyten →wird mit dem adrenocorticotropen Hormon zusammen gebildet

Hypophysenadenom

Somatotropinmangel - Minderwuchs

Somatotrop Überproduktion Gigantismus und Akromegalie

Corpus pineale (Zirbeldrüse)

Histologie des Corpus pineale Hirnsand Pinealozyten

Corpus pineale (Zirbeldrüse) Melatonin →seine Synthese wird durch den hypothalamischen Nucleus suprachatismaticus reguliert →seine Synthese wird durch Licht gehemmt →wird in Dunkelheit freigesetzt →fördert den Schlaf →reguliert den Tag-Nacht-Rythmus →hat starke antigonadotrope Wirkung →kann bei Jetlag und Schlafstörungen (Insomnie) als Arzneimittel verwendet werden

Glandula thyroidea (Schilddrüse)

Histologie der Glandula thyroidea Kolloid Follikuläre Zellen Follikel Parafollikuläre Zelle (C-Zelle) Kolloid

Glandula thyroidea (Schilddrüse)  Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4) →werden durch die Follikulären Zellen synthetisiert →ihre Synthese wird duch das TSH gefördert →die Hormone werden an Thyreoglobulin gebunden als Kolloid gespeichert →sie spielen eine enorme Rolle während der Entwicklung →wirken als Transkriptionsfaktoren →erhöhen die Herzfrequenz und den Blutdruck   →fördern den Stoffwechsel →erhöhen den Körpertemperatur →bei verminderten Produktion kann L-Thyroxin als Arzneimittel genommen werden

Glandula thyroidea (Schilddrüse) Calcitonin →werden durch die parafollikulären Zellen (C-Zellen) synthetisiert →wird unabhängig von dem Hypothalamo- Hypophysealen System synthetisiert →seine Synthese ist durch die Ca2+-Konzentration des Blutes reguliert →wird bei hoher Ca2+-Blutkonzentration sezerniert →senkt den Ca2+-Spiegel im Blut →hemmt die Calciumfreisetzung aus dem Knochen →fördert die Calciumausscheidung über die Niere →setzt die Calciumresorption im Darm herab Parafollikuläre Zellen (C-Zellen)

Hypothyreose - Kretenizmus

Struma (Kropf)

Glandula parathyroidea (Nebeschielddrüse) Parathormon (PTH) →wird durch die Hauptzellen synthetisiert →wird unabhängig von dem Hypothalamo- Hypophysealen System gebildet →seine Synthese ist durch die Ca2+-Konzentration im Blut reguliert →wird bei niedriger Ca2+-Blutkonzentration sezerniert →erhöht den Ca2+-Spiegel im Blut →senkt den Phosphatspiegel im Blut →fördert die Calciumfreisetzung aus dem Knochen →hemmt  die Phosphatresorption und erhöht die Calciumresorption in der Niere →fördert die Synthese vom Vitamin D →ist der Gegenspieler des Calcitonins Oxyphile Zelle Hauptzelle

Glandula suprarenalis (Nebenniere)

Glandula suprarenalis (Nebenniere) Zona glomerulosa Zona fasciculata Cortex (Rinde) Zona reticularis Medulla (Mark)

Glandula suprarenalis (Nebenniere) Zona glomerulosa Mineralocorticoide: Aldosteron →ihre Synthese wird duch das ACTH gefördert →werden bei Flüssigkeitsmangel und bei Verminderung von Blutvolumen und Blutdruck freigesetzt →fördern die Na+- und Wasserresorption in der Niere, sowie die Abgabe von  Kalium- und Ammoniumionen und Protonen →Aldosteron-Antagonisten werden in der Medizin als Diuretika verwendet (z.B.: Spironolacton) Zona fasciculata Glukokortikoide: Cortisol, Corticosteron →regulieren den Stoffwechsel und den Wasser- und Elektrolythaushalt →besitzen entzündungshemmende (antiinflammatorische) und immunsuppressive Wirkung →Sie werden Aufgrund der antiinflammatorischen und  immunsuppressiven Wirkung in der Therapie verschiedener Symptomen verwendet (z.B.: Asthma) Zona reticularis Sexualsteroide: Dehydroepiandrosteron

Cushing-Syndrom – Überproduktion von ACTH

Pancreas (Bauchspeicheldrüse) Langerhans-Insel

Pancreas (Bauchspeicheldrüse) Insulin →wird durch die β-Zellen produziert →senkt den Blutzuckerspiegel →fördert die Glucose-Aufnahme und die Glykogensynthese →bei Diabetes mellitus können Insulinpräparate subkutan verwendet werden → Sulfonylharnstoffe (Sulfonylurea) Medikamente fördern die Isnulinsekretion in den β-Zellen Glucagon →wird durch die α-Zellen produziert →wird bei Hypoglykämie freigesetzt →ist grundsätzlich der Gegenspieler vom Insulin Somatostatin →wird durch die δ-Zellen produziert →hemmt die Synthese des Somatotropins in der Hypophyse  →hemmt die Sekretion von Pankreasenzymen Pankreatisches Polypeptid →hemmt die Enzymproduktion der Bauchspeicheldrüse und die Darmmotilität

Ovarium Primordialfollikel Primäre Oozyte Kubisches Epithel Stroma ovarii Tunica albuginea Zona pellucida Corpus luteum Primär-follikel Sekundär-follikel Theca folliculi Atretischer Follikel (Follikelepithel)

Menstruationszyklus

Corpus luteum (Gelbkörper)

Plazenta (Mutterkuchen) Humanes Choriongonadotropin →fördert die Progestreonsytnhese im Gelbkörper und dadurch die Aufrechterhaltung der Schwangerschaft http://www.unifr.ch/anatomy/elearningfree/allemand/biochemie/endokrin/placenta/d-placenta.php

Testis (Hoden) Leydig-Zelle

Angewendete Literatur Sobotta: Anatomie des Menschen Benninghoff, Drenckhahn: Anatomie Rohen, Yokochi, Lütjen-Drecoll: Anatomie des Menschen Netter: Atlas der Anatomie des Menschen Schiebler, Schmidt, Zilles: Anatomie Schünke, Schulte, Schumacher, Voll, Wesker: Prometheus Vorlesungen des Institutes für Humanmorfologie und Entwicklungsbiologie 43