Nebennierenhormone

Mineralocorticoide sind Steroidhormone, die in der Zona glomerulosa der Nebennierenrinde gebildet werden. Eines der wichtigsten Mineralocorticoide ist Aldosteron.

Die Zielorgane von Aldosteron sind die Nieren, wo es die Na⁺-Resorption und die K⁺- Sekretion fördert. Diese Aktivität trägt zur Wasserretention bei, was zu einer Erhöhung des Blutvolumens und somit des Blutdrucks führt. Weiterhin beeinflusst Aldosteron das Herz, den Dickdarm und die Schweiß- und Speicheldrüsen. Die Sekretion von Aldosteron wird unter anderem durch das Renin-Angiotensin- Aldosteron-System und den Kaliumspiegel im Blut reguliert. Aldosteron beeinflusst zudem den Säure-Base-Haushalt des Körpers. Aldosteron gehört zu den Steroidhormonen und ist lipophil. Es wirkt daher, indem es durch die Zellmembran diffundiert und an den intrazellulären Mineralocorticoidrezeptor (MR) bindet. Durch die Aktivierung des Mineralocorticoidrezeptors kommt es zu einer Translokation von diesem in den Zellkern und zu einer vermehrten Exprimierung von verschiedenen Proteinen. Durch die Aktivierung wird z.B. der Abbau des ENaC-Kanals, der ROMK oder der Na⁺/K⁺-ATPasen gehemmt.

 Info

Wusstest du schon? 
Lakritz enthält Glycyrrhizinsäure, die die Aktivität des Enzyms 11-β-Hydroxysteroid- Dehydrogenase Typ 2 hemmt, was zu erhöhten Cortisolspiegeln im Körper führt. Diese erhöhten Cortisolspiegel können an Mineralocorticoidrezeptoren binden und Effekte ähnlich denen einer gesteigerten Aldosteronaktivität hervorrufen, einschließlich erhöhtem Blutdruck und Elektrolytstörungen. Daher ist es besonders für Menschen mit Herz-Kreislauf- Erkrankungen oder Bluthochdruck ratsam, den Konsum von Lakritz zu beschränken.

Glucocorticoide werden hauptsächlich in der Zona fasciculata gebildet und dienen der Energiebereitstellung in Stresssituationen durch die Beeinflussung verschiedener Stoffwechselvorgänge. Im Ruhezustand beeinflussen sie das Immunsystem und wirken entzündungshemmend. Das wichtigste Glucocorticoid ist das Cortisol. Die inaktive Form von Cortisol ist das Cortison. Wie alle Steroidhormone wird auch Cortisol aus Cholesterin gebildet.

Regulation der Synthese:

Die Freisetzung von Glucocorticoiden wird durch das Hypothalamus-Hypophysen- System reguliert. Bei Stress wird im Hypothalamus CRH ausgeschüttet, das in der Hypophyse zur Freisetzung von ACTH führt. ACTH stimuliert die Freisetzung und Synthese von Cortisol. Durch eine negative Rückkopplung hemmt eine hohe Cortisolkonzentration die Ausschüttung von CRH und ACTH. Cortisol unterliegt einem zirkadianen Rhythmus: Morgens ist der Cortisolspiegel am höchsten, da CRH morgens pulsatil freigesetzt wird.

Wirkmechanismus und Wirkungen der Glucocorticoide:

Glucocorticoide haben viele verschiedene Wirkungen, da jede Körperzelle Glucocorticoidrezeptoren besitzt. Cortisol kann intrazellulär an zwei verschiedene Rezeptortypen binden. In erster Linie bindet es an Typ-2-Rezeptoren, kann aber in hohen Konzentrationen auch an Typ-1-Rezeptoren binden. Der Rezeptor-Hormon- Komplex gelangt in den Zellkern und beeinflusst als Transkriptionsfaktor die Genexpression.

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Gewebe	Stoffwechselprozess	Stoffwechseleffekt
Peripheres Fettgewebe	Lipolyse  ↑ → Entstehung von Fettsäuren und Glycerin		Katabol (abbauend)
Leber	Extrahepatische Glucoseaufnahme ↑ Gluconeogenese ↑ → Blutzucker ↑ Glycogensynthese ↑		Anabol (aufbauend)
Muskelgewebe	Proteinabbau		Katabol (abbauend)
Knochengewebe	Knochenabbau ↑ Osteoblastenhemmung		Katabol (abbauend)

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Weitere Wirkungen
Antiphlogistische Wirkung (entzündungshemmend)
Immunsuppression
Katecholaminsensitivität
Mineralokortikoide Wirkungen	Natrium- und Wasserretention Erhöhte Kaliumausscheidung Erhöhte renale Calciumausscheidung und verminderte intestinale Calciumresorption
Blut	Umverteilung der Blutzellen ↑ Erythrozyten, Thrombozyten, neutrophile Granulozyten ↓ Lymphozyten, eosinophile und basophile Granulozyten
Ödeme	Antiödematöse Wirkung (insbesondere Einsatz bei Hirnödemen)
Frühgeborene	Induktion der Lungenreifung
ZNS	Steigerung der Erregbarkeit: kann euphorisierend, aber auch depressionsauslösend wirken; senkt die Krampfschwelle
Magen	Stimuliert die Sekretion von Magensäure

Pathologien des Cortisolstoffwechsels:

Das Cushing-Syndrom und der Morbus Addison sind zwei Erkrankungen, die den Cortisolspiegel beeinflussen.

Cushing-Syndrom:

Das Cushing-Syndrom ist durch eine Überproduktion von Cortisol charakterisiert. Diese Überproduktion kann durch verschiedene Ursachen bedingt sein. Man unterscheidet primäre Formen wie das Nebennierenrindenadenom und sekundäre Formen wie hypophysäre Adenome (= Morbus Cushing (Unterform des Cushing- Syndroms)), oder die langfristige Einnahme von hohen Dosen kortikosteroider Medikamente (z.B. Prednisolon).

Die Symptome des Cushing-Syndroms umfassen eine Hyperglykämie, Hypertonie, Osteoporose, Muskelschwäche, Stammfettsucht (zentrale Adipositas), ein Mondgesicht (rundes, gerötetes Gesicht), Immunsuppression (vermehrte Infekte), psychiatrische Veränderungen wie Depression oder Reizbarkeit und Striae rubrae (rote Dehnungsstreifen, besonders am Bauch).

Diagnostik:

Dexamethason-Hemmtest: Dexamethason ist ein synthetisches Steroid, das ähnliche Wirkungen wie Cortisol hat. Wenn Dexamethason verabreicht wird, sollte es durch die negative Rückkopplung die Freisetzung von CRH und ACTH unterdrücken, was wiederum die Cortisolproduktion in den Nebennieren reduziert und zu einem verminderten Cortisolspiegel führt.

Beim niedrig dosierten Dexamethason-Hemmtest nimmt die Person über Nacht eine kleine Menge Dexamethason ein. Am nächsten Morgen wird der Cortisolspiegel gemessen. Bei gesunden Personen führt dies zu einer deutlichen Reduktion der Cortisolspiegel, da die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse normal reagiert. Beim Cushing-Syndrom bleibt der Cortisolspiegel trotz der Verabreichung von Dexamethason hoch, da die Überproduktion von Cortisol entweder durch ein Adenom oder eine andere Ursache bedingt ist, die nicht auf die üblichen Rückkopplungsmechanismen reagiert.

Der hochdosierte Dexamethason-Hemmtest kann zur Unterscheidung zwischen einem Morbus Cushing und anderen Ursachen des Cushing- Syndroms genutzt werden. Beim Morbus Cushing, der durch ein ACTH- produzierendes Hypophysenadenom verursacht wird, kann eine hohe Dosis Dexamethason meistens (nicht immer) die Cortisolproduktion unterdrücken. Dies liegt daran, dass die Hypophysenadenomzellen auf die negative Rückkopplung durch das Dexamethason reagieren können. Bei anderen Ursachen des Cushing- Syndroms, wie z.B. Nebennierenrindenadenomen, führt eine hohe Dosis Dexamethason typischerweise nicht zu einer signifikanten Reduktion des Cortisolspiegels, da diese Zellen unabhängig von äußeren Einflüssen Cortisol produzieren.

Morbus Addison:

Der Morbus Addison, auch bekannt als primäre Nebenniereninsuffizienz, ist eine seltene Erkrankung, die durch eine unzureichende Produktion von Steroidhormonen, insbesondere Cortisol und Aldosteron, durch die Nebennieren gekennzeichnet ist. Häufige Ursachen sind autoimmune Prozesse, Infektionen oder eine länger andauernde Therapie mit Glucocorticoiden.

Die Symptome von Morbus Addison umfassen einen Salzhunger durch eine Hyponatriämie, eine Hypotonie, chronische Müdigkeit, Gewichtsverlust, gastrointestinale Beschwerden wie Übelkeit und Durchfall sowie eine charakteristische Hyperpigmentation der Haut (besonders auffällig an Handlinien und Narben). Durch den Cortisolmangel bleibt die negative Rückkopplung auf die Hypophyse aus und es wird vermehrt ACTH synthetisiert. ACTH entsteht aus dem Prohormon POMC, das unter anderem zu ACTH und MSH gespalten wird. Das MSH führt über eine Stimulation der Melanozyten zu der Hyperpigmentierung.

Diagnostik:

Basale Cortisol- und ACTH-Spiegel: Niedrige Cortisolspiegel bei gleichzeitig hohen ACTH-Spiegeln sind typisch für Morbus Addison.

ACTH-Stimulationstest: Es wird synthetisch hergestelltes ACTH verabreicht und gemessen, wie die Nebennieren auf die Verabreichung des ACTHs reagieren. Dieses sollte normalerweise die Cortisolproduktion stimulieren. Beim Morbus Addison zeigen die Nebennieren keine oder nur eine geringe Reaktion, was sich in unzureichend erhöhten Cortisolspiegeln zeigt.

Adrenogenitales Syndrom (AGS):

Das AGS ist eine Erkrankung, die durch einen Mangel oder eine Dysfunktion des Enzyms 21α-Hydroxylase charakterisiert ist. Dieses Enzym spielt eine zentrale Rolle in der Synthese von Steroidhormonen, speziell Cortisol und Aldosteron. Beim AGS wird Cortisol und Aldosteron unzureichend produziert, was zu einer Anreicherung von 17- Hydroxyprogesteron führt. Diese Vorstufe wird vermehrt in Androgene umgewandelt, da der übliche Syntheseweg blockiert ist. Diese erhöhte Androgenproduktion kann bei Mädchen zur Virilisierung führen, welche sich durch die Ausbildung männlicher Geschlechtsmerkmale äußert. Jungen können eine vorzeitige Pubertät (Pseudopubertas praecox) erfahren. In schweren Fällen kann es aufgrund der unzureichenden Aldosteronproduktion auch zu einer Salzverlustkrise kommen.

Androgene sind eine Gruppe von Sexualhormonen, die für die Entwicklung der Geschlechtsorgane und -merkmale sowie das geschlechtsspezifische Verhalten entscheidend sind. Die Androgene besitzen eine virilisierende (“vermännlichende“) Wirkung. Sie werden in den Keimdrüsen (Hoden bei Männern und in geringen Mengen in den Ovarien bei Frauen) und in der Zona reticularis der Nebennierenrinden beider Geschlechter gebildet.

Die Synthese von Androgenen beginnt mit Cholesterin. Dieses wird sowohl in den Keimdrüsen als auch in den Nebennierenrinden in inaktive Vorstufen umgewandelt.

Eines der bedeutendsten Androgene ist Testosteron. In spezifischen Geweben kann Testosteron durch das Enzym Aromatase in Östrogene umgewandelt werden.

Katecholamine sind eine Gruppe von Hormonen und Neurotransmittern, die eine zentrale Rolle in der Steuerung verschiedener physiologischer Prozesse spielen. Sie umfassen Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin, die aus der Aminosäure Tyrosin synthetisiert werden. Diese Substanzen sind besonders wichtig für die Regulation von Herzfrequenz, Blutdruck, Energiebereitstellung und mentalem Arousal.

Zu den Katecholaminen zählen:

1. Noradrenalin
2. Adrenalin
3. Dopamin

 Tipp

Adrenalin leitet sich von ad renalis „bei der Niere“ ab. Dies bezieht sich auf den Bildungsort des Adrenalins, die Nebennieren.

Synthese:

Die Synthese der Katecholamine beginnt bei der Aminosäure Tyrosin.

Wirkung:

Die Katecholamine entfalten ihre Wirkung über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, die allgemein als „adrenerge Rezeptoren“ bezeichnet werden. Diese Rezeptoren werden in mehrere Subtypen unterteilt, die je nach Organ, Gefäßsystem und Gewebe in unterschiedlicher Dichte und Art exprimiert werden.

Die Dopaminrezeptoren gehören ebenfalls zur Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren. Es gibt fünf Haupttypen von Dopaminrezeptoren, D1 bis D5. Jeder Typ hat eine spezifische Funktion und Lokalisation im Körper. D1- und D5-Rezeptoren sind hauptsächlich an der Stimulation von neuronaler Aktivität beteiligt, während D2-, D3- und D4-Rezeptoren überwiegend inhibitorische Funktionen aufweisen. Die Aktivierung von Dopaminrezeptoren beeinflusst eine Vielzahl von Funktionen, darunter die Regulation der Durchblutung, neuronale Belohnungsmechanismen, motorische Kontrolle und endokrine Regulation (hemmt die Freisetzung von Prolaktin aus der Adenohypophyse).

Die adrenergen Rezeptoren umfassen Alpha- und Beta-Adrenozeptoren, die sich weiter in Alpha-1, Alpha-2, Beta-1, Beta-2 und Beta-3 unterteilen lassen. Diese Rezeptoren vermitteln die Wirkungen von Noradrenalin und Adrenalin. Alpha- Rezeptoren sind hauptsächlich an der Kontraktion von glatten Muskelzellen beteiligt, während Beta-Rezeptoren unter anderem die Herzfrequenz erhöhen und zur Erweiterung der Bronchien beitragen.

In Belastungssituationen wird das sympathische Nervensystem aktiviert, das wiederum die Adrenalinsynthese im Nebennierenmark anregt. Dies führt zu einer „Fight-or-Flight“-Reaktion des Körpers mit einer erhöhten Herzfrequenz, erweiterten Atemwegen und einer gesteigerten Energiebereitstellung. Die unterschiedliche Expression und Empfindlichkeit der Rezeptoren in verschiedenen Geweben ermöglicht eine fein abgestimmte Reaktion des Körpers auf Stress und Belastung, wobei die jeweiligen Katecholamine gezielt auf spezifische Rezeptoren wirken.

Übersicht über die Verteilung und Wirkung:

Der Effekt der ausgeschütteten Neurotransmitter ist abhängig von der Verteilung und Art der Rezeptoren am Effektororgan.

Man unterscheidet 5 verschiedene Adrenozeptoren. Es handelt sich dabei um G- Protein-gekoppelte Rezeptoren. Die Katecholamine weisen eine unterschiedlich hohe Affinität zu den Rezeptoren auf.

• α₁ (G_q): Noradrenalin > Adrenalin
• α₂ (G_i): Noradrenalin > Adrenalin
• β₁ (G_s): Adrenalin (>)/≈ Noradrenalin
• β₂ (G_s): Adrenalin > Noradrenalin
• β₃ (G_s): Noradrenalin ≈ Adrenalin

 Tipp

Merkhilfe: QISSS
(gesprochen „Kiss“)