Kontrolle der endokrinen Aktivität

Kontrolle der endokrinen Aktivität

Die physiologischen Wirkungen von Hormonen hängen weitgehend von ihrer Konzentration in Blut und extrazellulärer Flüssigkeit ab. Fast zwangsläufig kommt es zu Krankheiten, wenn die Hormonkonzentrationen entweder zu hoch oder zu niedrig sind und daher eine genaue Kontrolle der zirkulierenden Hormonkonzentrationen von entscheidender Bedeutung ist.,

Die Konzentration des Hormons, wie von Zielzellen gesehen, wird durch drei Faktoren bestimmt:

• Produktionsrate: Synthese und Sekretion von Hormonen sind der am stärksten regulierte Aspekt der endokrinen Kontrolle. Eine solche Steuerung wird durch positive und negative Rückkopplungsschaltungen vermittelt, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.
• Abgaberate: Ein Beispiel für diesen Effekt ist der Blutfluss zu einem Zielorgan oder einer Gruppe von Zielzellen – ein hoher Blutfluss liefert mehr Hormon als ein niedriger Blutfluss.,
• Abbau-und Eliminationsrate: Hormone haben wie alle Biomoleküle charakteristische Zerfallsraten und werden auf verschiedenen Wegen metabolisiert und aus dem Körper ausgeschieden. Das Abschalten der Sekretion eines Hormons, das eine sehr kurze Halbwertszeit hat, führt zu einem Rückgang der zirkulierenden Hormonkonzentration, aber wenn die biologische Halbwertszeit eines Hormons lang ist, bleiben die wirksamen Konzentrationen einige Zeit bestehen, nachdem die Sekretion aufgehört hat.,

Rückkopplungskontrolle der Hormonproduktion

Rückkopplungsschaltungen sind die Wurzel der meisten Kontrollmechanismen in der Physiologie und sind besonders im endokrinen System von Bedeutung. Fälle von positivem Feedback treten sicherlich auf, aber negatives Feedback ist viel häufiger.

Negative Rückkopplung wird gesehen, wenn die Ausgabe eines Weges Eingaben an den Weg hemmt. Das Heizsystem in Ihrem Haus ist eine einfache negative Rückkopplungsschaltung., Wenn der Ofen genügend Wärme erzeugt, um die Temperatur über den Sollwert des Thermostats zu erhöhen, wird der Thermostat ausgelöst und schaltet den Ofen ab (Wärme speist sich negativ auf die Wärmequelle zurück). Wenn die Temperatur wieder unter den Sollwert fällt, ist negative Rückkopplung weg, und der Ofen kommt wieder auf.

Rückkopplungsschleifen werden ausgiebig verwendet, um die Sekretion von Hormonen in der Hypothalamus-Hypophysen-Achse zu regulieren. Ein wichtiges Beispiel für eine negative Rückkopplungsschleife ist die Kontrolle der Schilddrüsenhormonsekretion., Die Schilddrüsenhormone Thyroxin und Trijodthyronin („T4 und T3“) werden von den Schilddrüsen synthetisiert und sezerniert und beeinflussen den Stoffwechsel im ganzen Körper. Die grundlegenden Kontrollmechanismen in diesem System (rechts abgebildet) sind:

• Neuronen im Hypothalamus sezernieren Schilddrüsen-Releasing-Hormon (TRH), das Zellen in der vorderen Hypophyse stimuliert, um Schilddrüsen-stimulierendes Hormon (TSH) abzusondern.
• TSH bindet an Rezeptoren auf Epithelzellen in der Schilddrüse und stimuliert die Synthese und Sekretion von Schilddrüsenhormonen, die wahrscheinlich alle Zellen im Körper betreffen.,
• Wenn die Blutkonzentrationen von Schilddrüsenhormonen über einen bestimmten Schwellenwert ansteigen, werden TRH-sekretierende Neuronen im Hypothalamus gehemmt und hören auf, TRH abzusondern. Dies ist ein Beispiel für „negatives Feedback“.

Die Hemmung der TRH-Sekretion führt zur Abschaltung der TSH-Sekretion, was zur Abschaltung der Schilddrüsenhormonsekretion führt. Wenn der Schilddrüsenhormonspiegel unter die Schwelle sinkt, wird die negative Rückkopplung gelindert, die TRH-Sekretion beginnt wieder und führt zur TSH-Sekretion.,

Eine andere Art von Feedback wird in endokrinen Systemen beobachtet, die die Konzentrationen von Blutbestandteilen wie Glukose regulieren. Trinken Sie ein Glas Milch oder essen Sie einen Schokoriegel und die folgende (vereinfachte) Reihe von Ereignissen wird auftreten:

• Glukose aus der aufgenommenen Laktose oder Saccharose wird im Darm absorbiert und der Glukosespiegel im Blut steigt an.
• Erhöhung der Blutzuckerkonzentration stimuliert endokrine Zellen in der Bauchspeicheldrüse Insulin freizusetzen.,
• Insulin hat den Haupteffekt, den Eintritt von Glukose in viele Körperzellen zu erleichtern – infolgedessen sinkt der Blutzuckerspiegel.
• Wenn der Blutzuckerspiegel ausreichend sinkt, verschwindet der Anreiz zur Insulinfreisetzung und Insulin wird nicht mehr ausgeschieden.

Zahlreiche weitere Beispiele spezifischer endokriner Rückkopplungskreise sind in den Abschnitten zu spezifischen Hormonen oder endokrinen Organen dargestellt.,

Hormonprofile: Konzentrationen im Laufe der Zeit

Eine wichtige Konsequenz der Rückkopplungskontrollen, die die Hormonkonzentrationen regeln, und der Tatsache, dass Hormone eine begrenzte Lebensdauer oder Halbwertszeit haben, ist, dass die meisten Hormone in „Impulsen“ausgeschieden werden. Die folgende Grafik zeigt Konzentrationen von luteinisierendem Hormon im Blut einer Hündin über einen Zeitraum von 8 Stunden, mit Proben alle 15 Minuten gesammelt:

Die pulsierende Natur der luteinisierendes Hormon Sekretion in diesem Tier ist offensichtlich., Luteinisierendes Hormon wird von der Hypophyse anterior abgesondert und kritisch an der Fortpflanzungsfunktion beteiligt; Die Frequenz und Amplitude der Impulse sind in verschiedenen Stadien des Fortpflanzungszyklus sehr unterschiedlich.

In Bezug auf die klinische Endokrinologie sollte die Untersuchung des Graphen auch die Vorsicht zeigen, die bei der Interpretation endokriner Daten auf der Grundlage isolierter Proben erforderlich ist.

Ein pulsatiles Sekretionsmuster ist für praktisch alle Hormone zu sehen, mit Variationen der Pulseigenschaften, die spezifische physiologische Zustände widerspiegeln., Zusätzlich zu den hier diskutierten Kurzzeitpulsen werden häufig auch längerfristige zeitliche Schwingungen oder endokrine Rhythmen beobachtet und sind zweifellos sowohl in normalen als auch in pathologischen Zuständen wichtig.