Homöostase
Regelkreise
Der hormonelle Regelkreis ist ein komplexes System von Feedback-Schleifen, das den Hormonspiegel im Körper reguliert. Es sorgt dafür, dass Hormone in den richtigen Mengen produziert und freigesetzt werden, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Dieser Regelkreis umfasst die Hypothalamus-Hypophysen-Achse, spezifische Drüsen und die Zielorgane der Hormone. Grundlagen des hormonellen Regelkreises- Hypothalamus: Ein Teil des Gehirns, der Hormone freisetzt, die die Hypophyse steuern.
- Hypophyse: Eine Drüse, die sich unter dem Hypothalamus befindet und Hormone freisetzt, die andere endokrine Drüsen steuern.
- Endokrine Drüsen: Spezifische Drüsen (wie die Schilddrüse), die Hormone produzieren und in den Blutkreislauf abgeben.
- Zielorgane: Organe oder Gewebe, die auf die Hormone reagieren und spezifische physiologische Effekte zeigen.
Beispiel anhand der Schilddrüse
1.
Hypothalamus:
- Der Hypothalamus produziert das Thyreotropin-Releasing-Hormon (TRH).
- TRH wird freigesetzt und gelangt zur Hypophyse.
2.
Hypophyse:
- Die Hypophyse reagiert auf TRH und setzt das Thyreoidea-stimulierende Hormon (TSH) frei.
- TSH wird in den Blutkreislauf abgegeben und zur Schilddrüse transportiert.
3.
Schilddrüse:
- Die Schilddrüse reagiert auf TSH und produziert die Schilddrüsenhormone Thyroxin (T4) und Triiodthyronin (T3).
- Diese Hormone werden in den Blutkreislauf abgegeben und zu den Zielorganen transportiert.
4.
Zielorgane:
- T3 und T4 beeinflussen verschiedene Gewebe und Organe im Körper und regulieren den Stoffwechsel, das Wachstum und die Entwicklung.
5.
Negative Rückkopplung:
- Hohe Konzentrationen von T3 und T4 im Blut werden vom Hypothalamus und der Hypophyse wahrgenommen.
- Dies führt zur Hemmung der Freisetzung von TRH und TSH, wodurch die Produktion der Schilddrüsenhormone reduziert wird (negative Rückkopplung).
- Wenn die Hormonspiegel sinken, wird dieser Hemmeffekt reduziert, und die Produktion von TRH und TSH nimmt wieder zu.
Abb. 1: Hormoneller Regelkreis am Beispiel der Schilddrüse
Regelkreise der Blutzuckerregulation
- Insulin-Glukagon-Regelkreis: Der Insulin-Glukagon-Regelkreis ist ein zentraler Mechanismus zur Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels im Körper. Insulin wird von den Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse produziert und senkt den Blutzuckerspiegel nach einer Mahlzeit. Es fördert die Glukoseaufnahme in die Zellen, die Glykogensynthese in der Leber und die Fettspeicherung. Glukagon hingegen wird von den Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse produziert und erhöht den Blutzuckerspiegel zwischen den Mahlzeiten oder beim Fasten. Es stimuliert den Abbau von Glykogen zu Glukose und die Glukoseproduktion in der Leber.
- Sensoren und Rückkopplung: Spezialisierte Zellen in der Bauchspeicheldrüse fungieren als Sensoren, die den Blutzuckerspiegel überwachen. Diese Zellen passen die Ausschüttung von Insulin und Glukagon entsprechend an, um den Blutzuckerspiegel innerhalb eines gesunden Bereichs zu halten.
Pathologische Zustände der Blutzuckerregulation
- Diabetes mellitus Typ 1: Eine Autoimmunerkrankung, bei der die Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse zerstört werden und kein Insulin produziert wird. Patienten benötigen Insulintherapie zur Regulierung des Blutzuckers.
- Diabetes mellitus Typ 2: Eine Erkrankung, bei der die Körperzellen eine Insulinresistenz entwickeln und die Insulinproduktion unzureichend ist. Dies führt zu chronisch erhöhten Blutzuckerspiegeln. Die Therapie umfasst Lebensstiländerungen und Medikamente, die die Insulinempfindlichkeit verbessern oder die Insulinproduktion stimulieren.
- Hypoglykämie: Ein Zustand, bei dem der Blutzuckerspiegel zu niedrig ist, was zu Symptomen wie Zittern, Schwindel und sogar Bewusstlosigkeit führen kann. Ursachen können zu viel Insulin, zu wenig Nahrung oder intensive körperliche Aktivität sein.