Makroskopische Anatomie #
Das endokrine System umfasst Organe und Zellgruppen, die Hormone bilden und in die Umgebung oder in den Blutkreislauf abgeben. Hormone sind körpereigene Botenstoffe, die Stoffwechselvorgänge, Wachstum, Wasser- und Salzhaushalt, Fortpflanzung, Stressreaktionen und viele weitere Körperfunktionen regulieren.
Je nachdem, wie ein Hormon seine Zielzelle erreicht, unterscheidet man verschiedene Wirkweisen. Bei einer autokrinen Wirkung wirkt der Botenstoff auf dieselbe Zelle zurück, die ihn freigesetzt hat. Bei einer parakrinen Wirkung beeinflusst er benachbarte Zellen im umliegenden Gewebe. Bei einer endokrinen Wirkung gelangt das Hormon über den Blutkreislauf zu weiter entfernten Zielorganen. Gerade diese endokrine Signalübertragung ist für das Hormonsystem im engeren Sinn besonders typisch.
Die wichtigsten hormonassoziierten Organe sind Hypothalamus, Hypophyse, Epiphyse, Schilddrüse, Nebenschilddrüsen, Nebennieren, Gonaden und Bauchspeicheldrüse. Einige dieser Organe sind klassische Hormondrüsen, andere besitzen zusätzlich noch weitere Funktionen. So ist die Bauchspeicheldrüse beispielsweise sowohl ein Verdauungsorgan als auch ein endokrines Organ.
Hypothalamus und Hypophyse
Die zentrale Steuerung vieler hormoneller Vorgänge geht vom Hypothalamus aus. Er liegt im Zwischenhirn und verbindet das Nervensystem mit dem Hormonsystem. Der Hypothalamus verarbeitet Informationen aus dem Körper und aus dem zentralen Nervensystem und kann daraufhin die Hormonausschüttung anderer Organe regulieren.
Direkt unterhalb des Hypothalamus liegt die Hypophyse, auch Hirnanhangdrüse genannt. Sie ist über den Hypophysenstiel mit dem Hypothalamus verbunden und nimmt eine Schlüsselstellung im endokrinen System ein. Viele ihrer Hormone wirken nicht direkt auf ein einzelnes Zielgewebe, sondern steuern andere Hormondrüsen. Dadurch entsteht eine hierarchische Regulation: Der Hypothalamus beeinflusst die Hypophyse, und die Hypophyse beeinflusst wiederum Organe wie Schilddrüse, Nebennierenrinde oder Gonaden.
Makroskopisch unterscheidet man an der Hypophyse zwei Hauptanteile: den Vorderlappen und den Hinterlappen. Der Vorderlappen heißt Adenohypophyse und bildet mehrere wichtige Steuerhormone, darunter TSH, ACTH, FSH, LH, Wachstumshormon und Prolaktin. Der Hinterlappen heißt Neurohypophyse. Er bildet die Hormone nicht selbst, sondern speichert und gibt Hormone frei, die im Hypothalamus produziert werden, vor allem ADH und Oxytocin.
Epiphyse
Die Epiphyse, auch Zirbeldrüse genannt, liegt im Bereich des Zwischenhirns. Sie produziert Melatonin und ist an der Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus beteiligt. Ihre Aktivität hängt eng mit Lichtverhältnissen zusammen: Dunkelheit fördert die Melatoninfreisetzung, Licht hemmt sie. Dadurch vermittelt die Epiphyse dem Körper gewissermaßen Informationen über Tag und Nacht.
Schilddrüse und Nebenschilddrüsen
Die Schilddrüse liegt vorne am Hals unterhalb des Kehlkopfes und vor der Luftröhre. Ihre Form erinnert an einen Schmetterling. Sie besteht aus einem rechten und einem linken Schilddrüsenlappen, die über eine schmale Gewebebrücke, den Isthmus, miteinander verbunden sind.
Die Schilddrüse produziert vor allem die Schilddrüsenhormone T3 und T4, die den Stoffwechsel, die Wärmeproduktion, Wachstum und Entwicklung beeinflussen. Zusätzlich bildet sie Calcitonin, das am Kalziumstoffwechsel beteiligt ist.
An der Rückseite der Schilddrüse liegen meist vier kleine Nebenschilddrüsen. Sie befinden sich typischerweise jeweils am oberen und unteren Pol der beiden Schilddrüsenlappen. Trotz ihres Namens erfüllen sie eine eigene endokrine Aufgabe. Sie produzieren Parathormon, das den Kalzium- und Phosphathaushalt reguliert und damit besonders für Knochenstoffwechsel, neuromuskuläre Erregbarkeit und viele zelluläre Prozesse wichtig ist.
Nebennieren
Die beiden Nebennieren liegen jeweils auf dem oberen Pol der Nieren. Sie sind kleine, dreieckige endokrine Organe und bestehen aus zwei funktionell unterschiedlichen Anteilen: der äußeren Nebennierenrinde und dem inneren Nebennierenmark.
Die Nebennierenrinde produziert Steroidhormone. Dazu gehören Aldosteron, das den Salz- und Wasserhaushalt beeinflusst, Cortisol, das für Stoffwechsel und Stressreaktion wichtig ist, sowie geringe Mengen an Androgenen. Das Nebennierenmark bildet dagegen die Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin, die besonders bei akuten Stressreaktionen eine Rolle spielen.
Damit vereint die Nebenniere zwei unterschiedliche Regulationssysteme: Die Rinde arbeitet klassisch hormonell und wird vor allem über hormonelle Achsen gesteuert, während das Mark eng mit dem sympathischen Nervensystem verbunden ist.
Gonaden
Die Gonaden sind die Keimdrüsen des Körpers. Beim Mann sind das die Hoden, bei der Frau die Eierstöcke. Sie produzieren einerseits Keimzellen, also Spermien beziehungsweise Eizellen, und andererseits Sexualhormone.
Die Hoden bilden vor allem Testosteron, das für die Entwicklung männlicher Geschlechtsmerkmale, Spermatogenese, Muskelaufbau und weitere androgenabhängige Funktionen wichtig ist. Die Eierstöcke produzieren vor allem Östrogene und Progesteron, die den Menstruationszyklus, die Reifung der Eizellen, Schwangerschaftsvorgänge und weibliche Geschlechtsmerkmale beeinflussen.
Bauchspeicheldrüse
Die Bauchspeicheldrüse oder das Pankreas liegt im Oberbauch und besitzt sowohl eine exokrine als auch eine endokrine Funktion. Der exokrine Anteil bildet Verdauungsenzyme, die in den Dünndarm abgegeben werden. Der endokrine Anteil besteht aus den Langerhans-Inseln und gibt Hormone direkt ins Blut ab.
Besonders wichtig sind Insulin und Glukagon. Insulin senkt den Blutzuckerspiegel, indem es die Aufnahme und Speicherung von Glukose fördert. Glukagon wirkt gegensätzlich und erhöht den Blutzuckerspiegel, indem es gespeicherte Energiereserven mobilisiert. Daneben bildet das Pankreas weitere Hormone wie Somatostatin, pankreatisches Polypeptid und Ghrelin.
Damit ist das Pankreas ein gutes Beispiel dafür, dass endokrine Organe nicht immer rein hormonelle Organe sein müssen. Manche Organe erfüllen gleichzeitig Verdauungs-, Stoffwechsel- und Regulationsaufgaben.
Mikroskopische Anatomie #
Mikroskopisch besteht das endokrine System aus spezialisierten Zellverbänden, die Hormone bilden, speichern und in die Umgebung oder direkt in den Blutkreislauf abgeben. Anders als exokrine Drüsen besitzen endokrine Drüsen keine Ausführungsgänge. Ihre Hormone gelangen stattdessen meist über ein dichtes Kapillarnetz ins Blut und erreichen so ihre Zielorgane. Deshalb sind endokrine Gewebe in der Regel sehr gut durchblutet.
Hypophyse
Die Hypophyse besteht aus zwei Anteilen, die sich mikroskopisch deutlich unterscheiden: der Adenohypophyse und der Neurohypophyse.
Die Adenohypophyse, also der Hypophysenvorderlappen, ist ein echtes Drüsengewebe. Sie besteht aus verschiedenen hormonproduzierenden Zellen, die in Strängen oder kleinen Zellgruppen angeordnet sind. Zwischen diesen Zellverbänden verlaufen zahlreiche feine Blutgefäße. Diese enge Beziehung zu den Kapillaren ist funktionell entscheidend, weil die gebildeten Hormone rasch ins Blut abgegeben werden müssen.
Die Zellen der Adenohypophyse produzieren unter anderem TSH, ACTH, FSH, LH, GH und Prolaktin. Einige dieser Hormone wirken direkt auf Körpergewebe, andere steuern nachgeschaltete endokrine Organe wie Schilddrüse, Nebennierenrinde oder Gonaden.
Die Neurohypophyse, also der Hypophysenhinterlappen, ist dagegen kein klassisches Drüsengewebe. Sie besteht überwiegend aus Nervenfasern, deren Zellkörper im Hypothalamus liegen. Die Hormone ADH und Oxytocin werden im Hypothalamus gebildet, entlang dieser Nervenfasern in die Neurohypophyse transportiert und dort gespeichert. Bei Bedarf werden sie aus den Nervenendigungen in die Blutbahn freigesetzt. Zusätzlich enthält die Neurohypophyse spezialisierte Gliazellen, die als Stützzellen dienen.
Schilddrüse
Die Schilddrüse ist mikroskopisch durch zahlreiche kugelige Follikel aufgebaut. Ein Follikel besteht aus einer Wand aus einschichtigem Follikelepithel und einem zentralen Hohlraum, der mit Kolloid gefüllt ist. Dieses Kolloid enthält vor allem Thyreoglobulin, eine Vorstufe der Schilddrüsenhormone.
Die Follikelepithelzellen heißen Thyreozyten. Sie nehmen Jod auf, bilden Thyreoglobulin, geben es ins Follikellumen ab und stellen daraus die Schilddrüsenhormone T3 und T4 her. Je nach Aktivitätszustand der Schilddrüse verändert sich auch das mikroskopische Bild: Bei hoher Aktivität sind die Thyreozyten eher hochprismatisch und das Kolloid wird stärker abgebaut; bei niedriger Aktivität sind die Zellen flacher und das Kolloid reichlicher vorhanden.
Zwischen den Follikeln liegen die C-Zellen, auch parafollikuläre Zellen genannt. Sie produzieren Calcitonin. Dieses Hormon ist am Kalziumstoffwechsel beteiligt und wirkt grundsätzlich kalziumsenkend.
Das Gewebe zwischen den Follikeln besteht aus Bindegewebe, Blutgefäßen und Nerven. Die starke Durchblutung ist wichtig, weil die Schilddrüsenhormone nach ihrer Freisetzung über das Blut im gesamten Körper verteilt werden.
Nebenschilddrüsen
Die Nebenschilddrüsen bestehen aus endokrinem Zellgewebe, das von feinen Bindegewebssepten und zahlreichen Kapillaren durchzogen wird. Mikroskopisch unterscheidet man vor allem Hauptzellen und oxyphile Zellen.
Die Hauptzellen sind funktionell am wichtigsten. Sie produzieren Parathormon, das den Kalzium- und Phosphathaushalt reguliert. Parathormon erhöht den Kalziumspiegel im Blut und wirkt dabei auf Knochen, Niere und indirekt auf den Darm.
Die oxyphilen Zellen sind größer und besitzen ein stärker angefärbtes, mitochondrienreiches Zytoplasma. Ihre genaue Funktion ist weniger klar. Sie werden häufig als funktionell weniger aktive oder veränderte Zellform im Zusammenhang mit dem Nebenschilddrüsengewebe betrachtet.
Nebenniere
Die Nebenniere besteht mikroskopisch aus zwei großen Bereichen: der äußeren Nebennierenrinde und dem inneren Nebennierenmark. Beide unterscheiden sich deutlich in Aufbau, Herkunft und Hormonproduktion.
Die Nebennierenrinde ist in drei Schichten gegliedert. Von außen nach innen unterscheidet man Zona glomerulosa, Zona fasciculata und Zona reticularis.
Die Zona glomerulosa liegt direkt unter der Kapsel. Ihre Zellen sind eher in kleinen Knäueln oder Bögen angeordnet. Sie produziert vor allem Mineralokortikoide, insbesondere Aldosteron. Aldosteron reguliert den Natrium-, Kalium- und Wasserhaushalt und beeinflusst dadurch auch den Blutdruck.
Darunter liegt die Zona fasciculata. Sie ist die breiteste Schicht der Nebennierenrinde. Ihre Zellen sind in langen, geraden Strängen angeordnet und enthalten viele Lipidtröpfchen, weil Steroidhormone aus Cholesterin gebildet werden. Die Zona fasciculata produziert vor allem Glukokortikoide, insbesondere Cortisol.
Innen folgt die Zona reticularis. Ihre Zellen sind netzartig angeordnet. Sie produziert vor allem schwache Androgene, also Vorstufen von Sexualhormonen, die in anderen Geweben weiter umgewandelt werden können.
Das Nebennierenmark liegt zentral in der Nebenniere. Es besteht aus chromaffinen Zellen, die funktionell eng mit dem sympathischen Nervensystem verbunden sind. Diese Zellen produzieren die Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin und geben sie bei Aktivierung direkt ins Blut ab. Man kann das Nebennierenmark daher als hormonell arbeitenden Teil des Sympathikus verstehen.
Bauchspeicheldrüse
Die Bauchspeicheldrüse besitzt sowohl exokrine als auch endokrine Anteile. Der größte Teil des Organs besteht aus exokrinem Drüsengewebe, das Verdauungsenzyme bildet. Die endokrinen Anteile liegen als helle Zellinseln im Gewebe verteilt und heißen Langerhans-Inseln.
Die Langerhans-Inseln sind stark durchblutet, damit ihre Hormone schnell in den Blutkreislauf gelangen können. In ihnen liegen verschiedene hormonproduzierende Zelltypen.
Die α-Zellen bilden Glukagon. Glukagon erhöht den Blutzuckerspiegel, indem es vor allem in der Leber den Abbau von Glykogen und die Neubildung von Glukose fördert.
Die β-Zellen bilden Insulin. Insulin senkt den Blutzuckerspiegel, weil es die Aufnahme von Glukose in bestimmte Gewebe fördert und die Speicherung von Glukose als Glykogen unterstützt.
Die δ-Zellen produzieren Somatostatin. Somatostatin wirkt hemmend auf verschiedene hormonelle und Verdauungsprozesse und kann unter anderem die Ausschüttung von Insulin und Glukagon reduzieren.
Zusätzlich gibt es PP-Zellen, die pankreatisches Polypeptid bilden, sowie ε-Zellen, die Ghrelin produzieren können. Diese Hormone beeinflussen unter anderem Verdauungsfunktion, Motilität und Hungerregulation.
Damit zeigt das endokrine System mikroskopisch ein gemeinsames Grundprinzip: spezialisierte hormonproduzierende Zellen liegen eng an Blutgefäßen, sodass ihre Botenstoffe schnell in den Kreislauf gelangen. Je nach Organ sind diese Zellen jedoch sehr unterschiedlich organisiert — als Drüsenzellstränge in der Adenohypophyse, als Follikel in der Schilddrüse, als Schichtsystem in der Nebennierenrinde oder als Zellinseln im Pankreas.
Physiologie #
Das endokrine System reguliert Körperfunktionen über Hormone. Im Unterschied zum Nervensystem, das Informationen sehr schnell über elektrische Signale weiterleitet, arbeitet das Hormonsystem meist langsamer, dafür aber länger anhaltend. Hormone beeinflussen Stoffwechsel, Wachstum, Fortpflanzung, Wasser- und Salzhaushalt, Stressreaktionen, Blutzucker, Knochenstoffwechsel und viele weitere Vorgänge.
Ein Grundprinzip des Hormonsystems ist die Regulation über Regelkreise. Hormone werden nicht beliebig ausgeschüttet, sondern abhängig vom Bedarf des Körpers. Dabei spielt besonders die Verbindung zwischen Hypothalamus, Hypophyse und nachgeschalteten Hormondrüsen eine zentrale Rolle.
Hypophyse
Die Hypophyse besteht funktionell aus einem Vorderlappen und einem Hinterlappen.
Der Hypophysenvorderlappen bildet mehrere Hormone, die entweder direkt auf Körpergewebe wirken oder andere endokrine Organe steuern. Zu den wichtigsten Hormonen gehören TSH, ACTH, FSH, LH, Wachstumshormon und Prolaktin.
TSH stimuliert die Schilddrüse zur Bildung von T3 und T4. ACTH stimuliert vor allem die Nebennierenrinde zur Ausschüttung von Cortisol. FSH und LH wirken auf die Gonaden und regulieren bei der Frau Follikelreifung, Eisprung und Hormonproduktion, beim Mann Spermatogenese und Testosteronproduktion.
Das Wachstumshormon, auch Growth Hormone oder Somatotropin genannt, fördert Wachstum und Stoffwechselaktivität. Es wirkt teilweise direkt, zu einem großen Teil aber indirekt über IGF-1, das vor allem in der Leber gebildet wird. Dadurch werden unter anderem Knochenwachstum, Muskelwachstum, Proteinsynthese und Fettabbau unterstützt.
Prolaktin wirkt vor allem auf die Brustdrüse. Es fördert während und nach der Schwangerschaft die Differenzierung der Brustdrüse und die Milchbildung. Seine Ausschüttung wird im Gegensatz zu vielen anderen Hypophysenhormonen stark durch Dopamin gehemmt.
Der Hypophysenhinterlappen produziert seine Hormone nicht selbst, sondern speichert und setzt Hormone frei, die im Hypothalamus gebildet werden. Dazu gehören ADH und Oxytocin.
ADH, das antidiuretische Hormon, reduziert die Wasserausscheidung über die Niere. Es sorgt dafür, dass mehr Wasser im Körper zurückgehalten wird. Dadurch steigt das Blutvolumen, und der Blutdruck kann zunehmen. Zusätzlich kann ADH eine Verengung von Blutgefäßen fördern.
Oxytocin spielt eine wichtige Rolle bei Geburt, Stillzeit und sozialer Bindung. Während der Geburt fördert es die Kontraktion der Gebärmuttermuskulatur. Nach der Geburt unterstützt es die Milchentleerung aus der Brustdrüse. Außerdem ist es an Bindungs- und Fürsorgeverhalten beteiligt.
Hormonelle Regelkreise
Die hormonelle Steuerung folgt häufig dem Prinzip einer Achse. Dabei gibt der Hypothalamus ein Releasing-Hormon ab, dieses stimuliert die Hypophyse, und die Hypophyse stimuliert ein Zielorgan. Das Zielorgan bildet daraufhin ein Hormon, das im Körper wirkt und gleichzeitig an Hypothalamus und Hypophyse zurückmeldet, ob genug Hormon vorhanden ist.
Dieses Prinzip nennt man negative Rückkopplung. Es verhindert, dass Hormone dauerhaft überproduziert werden.
Ein klassisches Beispiel ist die Schilddrüsenachse. Wenn der Körper mehr Stoffwechselaktivität benötigt, setzt der Hypothalamus TRH frei. TRH stimuliert die Hypophyse zur Ausschüttung von TSH. TSH gelangt über das Blut zur Schilddrüse und regt dort die Produktion von T3 und T4 an. Steigen T3 und T4 im Blut ausreichend an, hemmen sie Hypothalamus und Hypophyse. Dadurch werden weniger TRH und TSH gebildet.
Ähnlich funktioniert die Stressachse. Der Hypothalamus setzt CRH frei. CRH stimuliert die Hypophyse zur Ausschüttung von ACTH. ACTH wirkt auf die Nebennierenrinde und fördert dort die Bildung von Cortisol. Steigt der Cortisolspiegel an, hemmt Cortisol wiederum Hypothalamus und Hypophyse.
Auch die Gonadenachse folgt diesem Prinzip. Der Hypothalamus setzt GnRH frei, wodurch die Hypophyse FSH und LH ausschüttet. Diese Hormone wirken auf Hoden oder Eierstöcke. Beim Mann fördert FSH die Spermienbildung, während LH die Testosteronproduktion stimuliert. Bei der Frau steuern FSH und LH Follikelreifung, Eisprung sowie die Bildung von Östrogen und Progesteron.
Die Ausschüttung von Wachstumshormon wird ebenfalls hypothalamisch reguliert. GHRH stimuliert die Freisetzung von GH, während Somatostatin diese hemmt. GH regt unter anderem die Bildung von IGF-1 in der Leber an. IGF-1 vermittelt viele Wachstumswirkungen und hemmt gleichzeitig die weitere GH-Ausschüttung im Sinne einer negativen Rückkopplung.
Neben Releasing-Hormonen gibt es auch Inhibiting-Hormone. Somatostatin wirkt hemmend auf mehrere Hormonsysteme und kann als eine Art hormonelle Bremse verstanden werden. Dopamin hemmt vor allem Prolaktin. Inhibin wird in den Gonaden gebildet und hemmt insbesondere FSH.
Biochemie der Hormone
Hormone unterscheiden sich nicht nur in ihrer Funktion, sondern auch in ihrem chemischen Aufbau. Man kann sie grob in Aminosäurederivate, Peptidhormone, Fettsäurederivate und Steroidhormone einteilen.
Aminosäurederivate entstehen aus einzelnen Aminosäuren. Dazu gehören zum Beispiel Adrenalin, Noradrenalin, Melatonin und die Schilddrüsenhormone.
Peptidhormone bestehen aus Aminosäureketten. Beispiele sind Insulin, Glukagon, Wachstumshormon, Prolaktin, ADH, Oxytocin und Parathormon.
Fettsäurederivate entstehen aus Fettsäuren wie Arachidonsäure. Dazu gehören unter anderem Prostaglandine, Thromboxane und Leukotriene.
Steroidhormone werden aus Cholesterin gebildet. Dazu zählen Cortisol, Aldosteron, Testosteron, Östrogene und Progesteron.
Funktionell wichtig ist außerdem die Unterscheidung zwischen hydrophilen und lipophilen Hormonen.
Hydrophile Hormone sind wasserlöslich und können die Lipiddoppelschicht der Zellmembran nicht einfach passieren. Deshalb binden sie an Rezeptoren auf der Zelloberfläche. Dadurch werden im Zellinneren Signalwege aktiviert, zum Beispiel über G-Proteine, cAMP oder Tyrosinkinase-Rezeptoren. Zu den hydrophilen Hormonen gehören die meisten Peptidhormone und viele Aminosäurederivate.
Lipophile Hormone sind fettlöslich und können durch Zellmembranen diffundieren. Ihre Rezeptoren liegen häufig im Zellinneren oder im Zellkern. Dort beeinflussen sie direkt die Genexpression. Weil sie im Blut schlecht wasserlöslich sind, werden sie meist an Transportproteine gebunden. Zu den lipophilen Hormonen gehören Steroidhormone und Schilddrüsenhormone.
Schilddrüse und Nebenschilddrüsen
Die Schilddrüse bildet vor allem Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4). Beide Hormone steigern den Stoffwechsel. Sie erhöhen den Grundumsatz, fördern die Wärmeproduktion und beeinflussen den Kohlenhydrat-, Fett- und Proteinstoffwechsel. Außerdem unterstützen sie Wachstum und Reifung, besonders im Kindesalter und für die Entwicklung des Nervensystems.
T4 enthält vier Jodatome, T3 drei. Die Schilddrüse bildet überwiegend T4. Dieses ist weniger aktiv und kann als Speicherform verstanden werden. In verschiedenen Geweben, besonders in der Leber, wird T4 durch Abspaltung eines Jodatoms in das wirksamere T3 umgewandelt. Da beide Hormone Jod enthalten, ist eine ausreichende Jodzufuhr für die Schilddrüsenfunktion notwendig.
Bei Jodmangel kann die Schilddrüse nicht genügend T3 und T4 bilden. Der Körper versucht dies auszugleichen, indem die Hypophyse mehr TSH ausschüttet. TSH stimuliert nicht nur die Hormonproduktion, sondern auch das Wachstum der Schilddrüse. Dadurch kann sich langfristig eine vergrößerte Schilddrüse, also eine Struma, entwickeln.
Neben T3 und T4 bildet die Schilddrüse auch Calcitonin. Calcitonin senkt den Kalziumspiegel im Blut. Es fördert die Einlagerung von Kalzium in den Knochen und steigert die Kalziumausscheidung über die Niere.
Das Gegenhormon dazu ist Parathormon aus den Nebenschilddrüsen. Parathormon erhöht den Kalziumspiegel im Blut. Es fördert die Freisetzung von Kalzium aus dem Knochen, reduziert die Kalziumausscheidung über die Niere und unterstützt die Aktivierung von Vitamin D zu Calcitriol. Calcitriol steigert wiederum die Kalziumaufnahme im Darm.
Calcitonin und Parathormon wirken also gegensätzlich und regulieren gemeinsam den Kalzium- und Phosphathaushalt. Dieser Regelkreis ist besonders wichtig für Knochenstoffwechsel, Muskelarbeit, Nervenfunktion und Blutgerinnung.
Nebenniere
Die Nebenniere besteht funktionell aus Nebennierenrinde und Nebennierenmark.
Die Nebennierenrinde bildet Steroidhormone. In der Zona glomerulosa entsteht vor allem Aldosteron. Aldosteron reguliert den Natrium-, Kalium- und Wasserhaushalt und wirkt damit auch auf den Blutdruck. Es fördert in der Niere die Rückresorption von Natrium und Wasser und steigert gleichzeitig die Ausscheidung von Kalium. Dadurch nimmt das Blutvolumen zu, und der Blutdruck kann steigen.
In der Zona fasciculata wird vor allem Cortisol gebildet. Cortisol ist ein zentrales Stresshormon. Es erhöht in Belastungssituationen den Blutzuckerspiegel, fördert den Abbau von Fetten und Proteinen und stellt dadurch Energie bereit. Außerdem verstärkt es bestimmte Wirkungen von Katecholaminen wie Adrenalin, wodurch Herzfrequenz und Blutdruck steigen können.
Cortisol wirkt zusätzlich entzündungshemmend und immunsuppressiv. Das bedeutet, dass es übermäßige Immunreaktionen dämpfen kann. Diese Wirkung ist physiologisch wichtig, wird aber auch therapeutisch genutzt, etwa bei Entzündungen, Autoimmunerkrankungen oder allergischen Reaktionen.
In der Zona reticularis entstehen schwache Androgene. Dabei handelt es sich vor allem um Vorstufen von Sexualhormonen, die in anderen Geweben weiter zu Testosteron oder Östrogen umgewandelt werden können. Bei Männern ist ihre Bedeutung geringer, da der Großteil des Testosterons in den Hoden gebildet wird. Bei Frauen tragen Nebennierenandrogene unter anderem zu Behaarung, Muskelmasse und Knochenerhalt bei.
Das Nebennierenmark bildet Adrenalin und Noradrenalin. Es ist eng mit dem sympathischen Nervensystem verbunden und wird besonders in akuten Stresssituationen aktiviert. Adrenalin erhöht die Herzfrequenz, steigert den Blutzucker und erweitert die Bronchien. Noradrenalin wirkt besonders stark an Blutgefäßen und fördert dort eine Gefäßverengung, wodurch der Blutdruck steigt.
Wichtig ist dabei: Die Wirkung eines Hormons hängt nicht nur vom Hormon selbst ab, sondern auch vom Rezeptor, an den es bindet. Adrenalin kann zum Beispiel je nach Rezeptortyp unterschiedliche Effekte auslösen. An bestimmten Gefäßen kann es eine Verengung bewirken, an der Bronchialmuskulatur dagegen eine Erweiterung. Das gleiche Hormon kann also in verschiedenen Geweben unterschiedliche Wirkungen haben.
Bauchspeicheldrüse
Die endokrine Funktion der Bauchspeicheldrüse liegt in den Langerhans-Inseln. Dort werden mehrere Hormone gebildet, die vor allem den Energiestoffwechsel und die Blutzuckerregulation beeinflussen.
Die wichtigsten Gegenspieler sind Insulin und Glukagon.
Insulin wird von den β-Zellen gebildet und senkt den Blutzuckerspiegel. Nach einer Mahlzeit steigt die Glukosekonzentration im Blut. Die β-Zellen nehmen Glukose auf und reagieren darauf mit Insulinausschüttung. Insulin fördert die Aufnahme von Glukose in Muskel- und Fettgewebe und unterstützt die Speicherung von Glukose als Glykogen, besonders in Leber und Muskulatur. Außerdem fördert es Fettspeicherung und Proteinsynthese. Insgesamt ist Insulin also ein aufbauendes, speicherndes Hormon.
Glukagon wird von den α-Zellen gebildet und erhöht den Blutzuckerspiegel. Es wird vor allem ausgeschüttet, wenn längere Zeit keine Nahrung aufgenommen wurde. Glukagon fördert in der Leber den Abbau von Glykogen zu Glukose und unterstützt die Neubildung von Glukose. Außerdem begünstigt es die Mobilisierung von Energiereserven, zum Beispiel aus Fettgewebe. Es sorgt damit dafür, dass der Blutzucker auch zwischen den Mahlzeiten stabil bleibt.
Somatostatin aus den δ-Zellen hemmt unter anderem die Ausschüttung von Insulin und Glukagon und verlangsamt Verdauungsvorgänge. Das pankreatische Polypeptid beeinflusst die Ausschüttung von Verdauungsenzymen und die Magen-Darm-Motilität. Ghrelin ist an der Entstehung von Hungergefühl beteiligt und kann die Fettspeicherung fördern.
Eine Störung der Insulinproduktion oder Insulinwirkung führt zu Diabetes mellitus. Beim Diabetes mellitus Typ 1 werden die β-Zellen meist durch autoimmune Prozesse zerstört. Dadurch entsteht ein absoluter Insulinmangel. Die Betroffenen können nicht genügend Insulin produzieren und müssen Insulin von außen zuführen.
Beim Diabetes mellitus Typ 2 ist anfangs meist noch Insulin vorhanden, aber die Zielzellen reagieren schlechter darauf. Man spricht von Insulinresistenz. Der Körper versucht zunächst, dies durch erhöhte Insulinausschüttung auszugleichen. Langfristig kann die β-Zell-Funktion jedoch nachlassen, sodass der Blutzucker dauerhaft erhöht bleibt. Typ 2 ist deutlich häufiger und hängt oft mit Übergewicht, Bewegungsmangel, genetischer Veranlagung und langfristig erhöhter Stoffwechselbelastung zusammen.
Zusammengefasst sorgt das endokrine System dafür, dass Organe nicht isoliert arbeiten, sondern hormonell miteinander koordiniert werden. Hypothalamus und Hypophyse bilden dabei zentrale Steuerstellen, während Schilddrüse, Nebennieren, Gonaden und Pankreas wichtige Ziel- und Effektororgane darstellen. Entscheidend ist immer das Zusammenspiel aus Hormonfreisetzung, Rezeptorwirkung und Rückkopplung.