Issues of Concern
Der Hypophysenvorderlappen (Adenohypophyse)
Der Hypophysenvorderlappen leitet sich vom embryonalen Ektoderm ab. Sie sezerniert fünf endokrine Hormone aus fünf verschiedenen Typen von epithelialen endokrinen Zellen. Die Freisetzung von Hypophysenvorderlappenhormonen wird durch hypothalamische Hormone (Releasing- oder Inhibitorhormone) reguliert, die in den Zellkörpern von Neuronen synthetisiert werden, die sich in mehreren Kernen befinden, die den dritten Ventrikel umgeben. Dazu gehören der Nucleus arcuatus, die paraventrikulären und ventromedialen Kerne sowie die medialen präoptischen und paraventrikulären Regionen. Als Reaktion auf neurale Aktivität werden die hypothalamischen Hormone aus den Nervenendigungen in das hypophysäre Portalblut freigesetzt und dann zum Hypophysenvorderlappen transportiert.
Hypophysenvorderlappen (AP) Hormone
Wachstumshormon (GH)
Andere Namen: somatotropes Hormon oder Somatotropin
Vorläuferzellen: Somatotrophe in der AP
Zielzellen: fast alle Gewebe des Körpers
Transport: 60 % zirkulieren frei und 40 % gebunden an spezifische GH-bindende Proteine (GHBPs)
Wirkungsmechanismus:
GH bindet an Wachstumshormonrezeptoren (GHRs) und verursacht eine Dimerisierung von GHR, eine Aktivierung der GHR-assoziierten JAK2-Tyrosinkinase und eine Tyrosylphosphorylierung von sowohl JAK2 als auch GHR. Dies verursacht die Rekrutierung und/oder Aktivierung einer Vielzahl von Signalmolekülen, einschließlich MAP-Kinasen, Insulinrezeptor-Substraten, Phosphatidylinositol-3′-Phosphat-Kinase, Diacylglycerin, Proteinkinase C, intrazellulärem Kalzium und Stat-Transkriptionsfaktoren. Diese Signalmoleküle tragen zu GH-induzierten Veränderungen der enzymatischen Aktivität, der Transportfunktion und der Genexpression bei, die letztlich zu Veränderungen des Wachstums und des Stoffwechsels führen.
Regulation der GH-Sekretion:
Die Freisetzung von GH steht unter zweifacher Kontrolle des Hypothalamus. Die GH-Sekretion wird durch das Wachstumshormon-freisetzende Hormon (GHRH) stimuliert, aber durch ein anderes Hormonpeptid, Somatostatin (auch als Wachstumshormon-hemmendes Hormon (GHIH) bekannt), unterdrückt. Der insulinähnliche Wachstumsfaktor-1 (IGF-1) sorgt für eine negative Rückkopplung zur Hemmung der GH-Freisetzung aus den Somatotrophen. Schilddrüsenhormone (T3 und T4) regulieren die GH-Genexpression in Somatotrophen hoch.
Physiologische Funktionen:
GH wirkt auf fast alle Zelltypen. Seine Hauptziele sind Knochen und Skelettmuskeln. Es hat direkte metabolische Wirkungen auf Fette, Proteine und Kohlenhydrate und indirekte Wirkungen, die zum Skelettwachstum führen.
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Direkte metabolische Funktionen: GH hat eine anabole Wirkung. Es stimuliert das Wachstum von fast allen wachstumsfähigen Geweben des Körpers (Vermehrung der Zellzahl). GH erhöht auch die Rate der Proteinsynthese in den meisten Zellen des Körpers und senkt die Rate der Glukoseverwertung im gesamten Körper (diabetogene Wirkung). Außerdem steigert es die Mobilisierung von Fettsäuren aus dem Fettgewebe und erhöht den Gehalt an freien Fettsäuren im Blut.
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Indirekte Wirkungen auf das Skelettwachstum: GH stimuliert die Produktion von IGF-1 aus Hepatozyten. IGF-1 vermittelt die wachstumsfördernden Effekte von GH auf das Skelett. IGF-1 übt direkte Wirkungen sowohl auf Knorpel als auch auf Knochen aus, um Wachstum und Differenzierung zu stimulieren. Diese Effekte sind entscheidend für das Wachstum in der Kindheit bis zum Ende der Adoleszenz.
Prolaktin
Vorläuferzellen: hauptsächlich aus Laktotrophen im AP
Zielzellen: Hauptzielzellen sind Milchdrüsen und Gonaden
Wirkungsmechanismus: Bindung an Peptidhormonrezeptor (einzelne Transmembrandomäne) zur Aktivierung des intrazellulären JAK2-STAT-Signalwegs, ähnlich dem von GH
Regulation: Wie GH regulieren duale hypothalamische inhibitorische (von Dopamin) und stimulierende Hormone (PRH) die Prolaktinsekretion. Der überwiegende hypothalamische Einfluss ist hemmend.
Physiologische Funktionen: Die Hauptfunktionen von Prolaktin sind die Stimulation des Wachstums und der Entwicklung der Brustdrüse (mammographischer Effekt) und der Milchproduktion (laktogener Effekt). Es hat auch Auswirkungen auf die Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse und kann die pulsatile GnRH-Sekretion aus dem Hypothalamus hemmen.
Follikel-stimulierendes Hormon (FSH) und luteinisierendes Hormon (LH)
Vorläuferzellen: Gonadotrophe im AP
Zielzellen: Gonaden (Eierstöcke und Hoden)
Wirkungsmechanismus: FSH und LH binden an G-Protein-gekoppelte Rezeptoren und aktivieren das Enzym Adenylylzyklase, das wiederum das intrazelluläre cAMP erhöht. cAMP aktiviert die Proteinkinase A (PKA), die intrazelluläre Proteine phosphoryliert. Diese phosphorylierten Proteine führen dann die endgültigen physiologischen Aktionen aus.
Regulation: Die Sekretion von FSH und LH steht unter der Kontrolle des hypothalamischen Gonadotropin-Releasing-Hormons (GnRH).
Physiologische Funktionen: FSH und LH regulieren die Funktionen der Eierstöcke und der Hoden. Bei der Frau stimuliert FSH das Wachstum und die Entwicklung der Follikel zur Vorbereitung des Eisprungs und die Sekretion von Östrogenen durch den reifen Graafschen Follikel. LH löst den Eisprung aus und stimuliert die Sekretion von Progesteron durch das Corpus luteum. Bei Männern ist FSH für die Spermatogenese erforderlich, und LH stimuliert die Testosteronsekretion durch die Leydig-Zellen.
Schilddrüsenstimulierendes Hormon (TSH)
Vorläuferzellen: Thyreotrope im AP
Zielzellen: Schilddrüsenfollikelzellen
Wirkungsmechanismus: TSH bindet an die G-Protein-gekoppelten Rezeptoren an der basolateralen Membran der Schilddrüsenfollikelzellen. Ähnlich wie FSH und LH aktiviert es das Adenylylzyklase-PKA-cAMP-System zur Phosphorylierung verschiedener Proteine, die wiederum die endgültigen physiologischen Wirkungen erzielen
Regulation: Die TSH-Sekretion steht unter der Kontrolle des hypothalamischen Thyreotropin-Releasing-Hormons (TRH). Außerdem fließt T4 zurück zum Hypophysenvorderlappen, um die TSH-Sekretion zu hemmen.
Physiologische Funktionen: Die Hauptfunktion von TSH ist die Stimulation der Synthese und Sekretion von Schilddrüsenhormonen (Trijodthyronin und Thyroxin ) aus den Schilddrüsenfollikeln. Außerdem hält es die strukturelle Integrität der Schilddrüsen aufrecht.
Adrenocorticotropes Hormon (ACTH)
Vorläuferzellen: Corticotrophe im AP
Zielzellen: Zellen in der Nebennierenrinde (adrenocorticale Zellen)
Wirkmechanismus: ACTH bindet an seine G-Protein-gekoppelten Rezeptoren auf den Nebennierenrindenzellen. Ähnlich wie TSH, FSH und LH aktiviert es das Adenylylzyklase-PKA-cAMP-System, um verschiedene Proteine zu phosphorylieren, die wiederum die endgültigen physiologischen Funktionen erreichen.
Regulation: Die ACTH-Sekretion steht unter der Kontrolle des hypothalamischen Corticotropin-Releasing-Hormons (CRH). Es unterliegt einer negativen Rückkopplungsregulation.
Physiologische Funktionen: Die Hauptfunktion von ACTH ist die Stimulation der Sekretion von Nebennierenrindenhormonen (hauptsächlich Glukokortikoide) bei Stress.
Der Hypophysenhinterlappen (Neurohypophyse)
Der Hypophysenhinterlappen ist neuralen Ursprungs. Im Gegensatz zum Hypophysenvorderlappen ist der Hypophysenhinterlappen über eine Nervenbahn (Hypothalamohypophysen-Nervenbahn) direkt mit dem Hypothalamus verbunden. Sie sezerniert zwei Hormone: Oxytocin und antidiuretisches Hormon (ADH) oder Vasopressin. Die Hormone werden von den magnozellulären Neuronen synthetisiert, die sich in den supraoptischen und paraventrikulären Kernen des Hypothalamus befinden. Die Hormone werden in Verbindung mit Neurophysinproteinen entlang der Axone dieser Neuronen transportiert und enden in Nervenendigungen im Hypophysenhinterlappen.
Oxytocin
Vorläuferzellen: paraventrikuläre und supraoptische Kerne im Hypothalamus
Zielzellen: Myoepithelzellen der Brustdrüsen und der Gebärmuttermuskulatur (Myometrium) bei Frauen und Myofibroblastenzellen in den Samenkanälchen bei Männern.
Wirkungsmechanismus: Oxytocin wirkt auf seine Zielzellen über einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor, der die Phospholipase C aktiviert, die wiederum den Phosphoinositidumsatz stimuliert. Dies führt zu einer erhöhten intrazellulären Kalziumkonzentration, die die kontraktile Maschinerie der Zelle aktiviert.
Regulation: Oxytocin wird als Reaktion auf einen afferenten neuronalen Input an die hypothalamischen Neuronen, die das Hormon synthetisieren, freigesetzt. Das Saugen und die uterine Stimulation durch den Kopf des Babys während der Geburt sind die wichtigsten Reize für die Oxytocin-Freisetzung. Es unterliegt einer positiven Feedback-Regulation.
Physiologische Funktionen: Oxytocin stimuliert den Milchausstoß aus der Brust als Reaktion auf das Saugen (Milchausstoßreflex). Es bewirkt die Kontraktion der Myoepithelzellen, die die Gänge und Alveolen der Drüse umgeben, und damit den Milchausstoß. Oxytocin stimuliert auch die Uteruskontraktion während der Wehen, um den Fötus und die Plazenta auszustoßen.
Antidiuretisches Hormon (ADH) oder Vasopressin
Vorläuferzellen: paraventrikuläre und supraoptische Kerne des Hypothalamus.
Zielzellen: distale Nierentubuli und Sammelrohre sowie glatte Gefäßmuskelzellen.
Wirkungsmechanismus: Ähnlich wie Oxytocin wirkt es auf seine Zielzellen über einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor, der die Phospholipase C aktiviert, die wiederum den Phosphoinositid-Umsatz stimuliert und einen Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration bewirkt, der wiederum die endgültigen physiologischen Wirkungen erzielt.
Regulation: Der Hauptstimulus für die ADH-Freisetzung ist ein Anstieg der Osmolalität des zirkulierenden Blutes. Osmorezeptoren im Hypothalamus erkennen diesen Anstieg und aktivieren die paraventrikulären und supraoptischen Kerne zur Freisetzung von ADH. Es wird auch als Reaktion auf Hypovolämie freigesetzt.
Physiologische Funktionen: ADH bindet an V2-Rezeptoren auf dem distalen Tubulus und den Sammelkanälen der Niere, um die Expression des Aquaporinkanals auf der basolateralen Membran hochzuregulieren und die Wasserrückresorption zu erhöhen. Wie sein Name vermuten lässt, wirkt es auch als Vasokonstriktor durch Bindung an V1-Rezeptoren auf der glatten Muskulatur der Arteriolen.