Hypothalamus, Hypophyse und die Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse 2010 von Dr. rer. nat. Peter Engel

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Dozent des Vortrages Hypothalamus, Hypophyse und die Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse 2010

Dr. rer. nat. Peter Engel

Seit 2011 ist er Ass. Prof. an der DPU in Krems an der Donau und ist dort für die vorklinische Ausbildung der Studenten der Zahnmedizin in den naturwissenschaftlich geprägten Fächern (Biochemie, Chemie, biologie) verantwortlich.
Er ist Mitbegründer (2001) und geschäftsführender Mitgesellschafter der NawiKom GbR (nawikom.de) sowie Mitgesellschafter der PhysiKurs GmbH (physikurs.de). In beiden Unternehmungen ist er hauptverantwortlich für die konzeptionelle Entwicklung und Umsetzung der Lehr- und Lernkonzepte.Im Zentrum steht die mittlerweile über mehr als 25jährige professionelle Lehrtätigkeit in den vorklinischen Fächern Biologie, Chemie und Biochemie sowie den klinischen Fächern Pharmakologie und Immunologie. Hierdurch verfügt er über eine weitreichende interdisziplinäre Kernkompetenz sowie über Erfahrungen bezüglich der Anforderungen des Medizinstudiums, den entsprechenden Prüfungsinhalten und der entsprechenden Umsetzung in Zielgruppen-gerichtete Lehr- und Trainingsveranstaltungen (Semesterabschlussprüfungen, Physikum, beruflich verwendbares fächerübergreifendes vorklinisches Wissen).

Vor Beginn seiner Selbständigkeit war er von 1991-1998 in der Arbeitsgruppe für biochemische Pharmakologie an der Ruhr-Universität Bochum als Laborleiter und Dozent in Forschung und Lehre tätig. Sein Diplom- und Dissertation erfolgten am Max-Planck-Institut für experimentelle Endokrinologie Hannover (Schwerpunkt: Molekulare Wirkungen der Estrogene) ; sein Studium der Biochemie (Abschluss: Dipl.-Biochemiker) absolvierte er an der Medizinischen Hochschule Hannover.

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Auszüge aus dem Begleitmaterial

... Ärztlichen Prüfung Biochemie III PhysiKurs 1 ...

... ZNS Hypothalamus Releasing Hormone Hypophysenvorderlappen Glandotropes Hormon Hormondrüse Peripheres ...

... die Hypothalamus-Hypophysen-Achse Hypothalamische Faktoren Hormon Abk. Hypophyse Corticotropin Releasing Hormone CRH Adrenocortikotropes Hormon Thyreotropin Releasing Hormon TRH ...

... Ausschüttung bestimmter Hormone aus dem Hypophysenvorderlappen [HVL = Adenohypophyse] die regulatorischen Peptide des Hypothalamus sind aus 3-60 Aminosäuren aufgebaut, am C-Terminus amidiert und entstehen durch limitierte ...

... besteht phylogenetisch aus zwei untersch. Anteilen: dem Vorderlappen (HVL), welcher sich durch Abschnürung aus dem primitiven Rachendach entwickelt und dem Hinterlappen (HHL), der ...

... a-UE (92) und b-UE (110) Luteotropes Hormon LH a-UE (92) und b-UE (118) Follikelstimulierendes Hormon FSH a-UE ...

... Prüfung Biochemie III PhysiKurs 8 10.2 Hypophysen-Hypothalamus-Schilddrüsenachse Regelkreis: ...

... enthält die Cyclisierung am N-Terminus und die Amidierung am C-Terminus sind Voraussetzung für die biologische Aktivität TRH bindet an spezifische ...

... Hormon (TSH) auch als Thyreotropin oder thyreotropes Hormon bezeichnet das TSH gehört zusammen mit LH und FSH zu den hypophysären Glykoproteohormonen, die jeweils ...

... sämtliche Phasen der Hormonsynthese & Freisetzung -Iodid-Aufnahme -Iod-Einbau -Hormonsynthese -Endocytose und ...

... T4 und rT3 leiten sich vom Thyronin ab sie enthalten iodierte aromatische Ringe, die sich von der Aminosäure Tyrosin ableiten Thyroxin (T4/Tetraiodthyronin) ...

... gebildet das erforderliche Jodid wird aus dem Blut über einen sek. aktiven Transport aufgenommen: NJS = Na-abhängigen Jodid-Transporter Jodid gelangt über den Pendrin-Transporter in das Lumen ...

... Triiodthyronin (T3) (3,3',5-Trijodthyronin) ...

... zur Sekretion der Schilddrüsenhormone wird das modifizierte Thyreoglobulin wieder in die Epithelzelle aufgenommen und ...

... und Transport aufgrund der Lipophilie liegen die Schilddrüsenhormone proteingebunden vor das Thyroxin-bindende Globulin (TBG) ist das wichtigste Transportprotein TBPA = Thyroxin-bindende ...

... dejodierenden Abbaus durch Sulfatierung (PAPS) und Glucuronidierung (UDP-Glc) die Ausscheidung der Konjugate erfolgt über ...

... Biochemie III PhysiKurs 19 10.2 Hypophysen-Hypothalamus-Schilddrüsenachse 10.2.3 T3/T4: Periphere ...

... Wirkmechanismus Rezeptoren für Schilddrüsenhormone sind ligandaktivierbare Transkriptionsfaktoren ...

... wird erhöht) sie aktivieren z. B. die Gluconeogenese, die Glykogenolyse und Triglyceridabbau die Liponeogenese ein T3-Abfall ist mit einer Erhöhung des Plasmacholesterins verbunden T3 führt zu einer gesteigerten Synthese der Na+-K+-ATPase und ...

... führt im Kindesalter zu Minderwuchs und mentaler Retardation (Kretinismus) Klinische Symptome ...

... Hypophysen-Hypothalamus-Schilddrüsenachse 10.2.6 Pathobiochemische Aspekte: Hyperthyreose Überfunktion der Schilddrüse kardiovaskuläre Effekte: Zunahme der b1-Rezeptoren -Tachykardie -vergrößertes Schlagvolumen ...

... (u.a. von der Hirnrindey, dem limbischen System, dem Thalamus), die Stimulation neurochirurgischer Zellen führt zur Freisetzung von Releasing-Hormonen bzw. . Release-Inhibiting-Hormonen, diese steuern die Ausschüttung bestimmter Hormone aus dem Hypophysenvorderlappen [ HVL = Adenohypophyse ],die regulatorischen Peptide des Hypothalamus sind aus 3-60 Aminosäuren aufgebaut, am C- Terminus amidiert und entstehen durch limitierte Proteolyse aus größeren Vorläufermolekülen, die Freisetzung der Releasing-Faktoren erfolgt nicht kontinuierlich, sondern pulsatil nach einem ...

... (92) und UE (1 18) Follikelstimulierendes Hormon FSH-UE (92) und UE (1 15) Prolactin PRL198 Somatotropes Hormon STH (GH)191 - die hypophysären Hormone sind auf bestimmte Zielgewebe gerichtet und veranlassen die Bildung bzw. Freisetzung spezifischer Hormone oder Substanzen - durch negative Rückkopplung regulieren diese die Freisetzung der hypophysären Hormone, Hormone des Hypophysenhinterlappens: - dort finden sich die beiden Peptidhormone Ocytocin und Vasopressin [ADH ] - das ADH wird im Kapitel: ...

... Thyreotropin Releasing Hormon [TRH] und das Thyreoideastimulierende Hormon [TSH], das TRH ist ein Tripeptid mit der Zusammensetzung Pyroglutamyl, Histidylrolylamid [pyrGlu-His-Pro-NH 2], die Cyclisierung am N-Terminus und die Amidierung am C-Terminus sind Voraussetzung für die biologische Aktivität, TRH bindet an spezifische Rezeptoren (GPCR) der thyreotropen Zellen des HVL, wodurch die Sekretion des TSH ausgelöst wird - das TSH ...

... ausgekleidet, die Follikelepithelzellen synthetisieren das Thyreoglobulin, welches als Vorstufe der Schilddrüsenhormone dient (Schilddrüsenhormone werden nicht aus freiem Tyrosin gebildet), das Jod wird als Jodid über die basale Membran aufgenommen ( Jodid-Pumpe = NaJ = Na- abhängiger Jodid-Transporter), Jodid gelangt über den Pendrin-Transporter in das Lumen, die Jodid peroxidase (= Thyreoperoxidase = TPO) oxidiert das Jodid mit Hilfe von W asserstoffperoxid, die aktive Form ist wahrscheinlich das Jodoniumion [I + ], danach erfolgt die Iodierung von Tyrosinresten des Thyreoglobulins und die intramolekulare Kopplung ...

... (Trijodthyronin) Dijodtyrosin, Monojodtyrosin, Koppbung, Thyrfogbobubin, zur Sekretion der Schilddrüsenhormone wird das modifizierte Thyreoglobulin wieder in die Epithelzelle aufgenommen und in Lysosomen, unter Bildung der Schilddrüsenhormone, abgebaut, nahezu sämtliche Schritte werden durch TSH stimuliert (Synthese des Thyreoglobulins, Iodierung, Kopplung, Wiederaufnahme des Thyreoglobulins) - das Verhältnis der Plasmakonzentrationen von T 4:T 3 beträgt 40:1, die freigesetzten Schilddrüsenhormone werden im Plasma an Proteine gebunden transportiert, wobei das thyroxinbindende Globulin [TBG] an erster ...

... führen in vielen Geweben zu einer Steigerung des Sauerstoffverbrauchs und der Wärmeproduktion (Grundumsatz wird erhöht) - sie aktivieren z.B. die Gluconeogenese, die Glykogenolyse und die Liponeogenese - ein T 3-Abfall ist mit einer Erhöhung des Plasmacholesterins verbunden - T 3 führt zu einer gesteigerten Synthese der Na+ -K + -A TPase (Erhöhung des Sauerstoffverbrauchs vieler Gewebe) und des Entkopplungsproteins ( Thermogenin) ...

...Wachstum über die Förderung der Bildung von STH in der Hypophyse, am Herzmuskel wird die Ca 2+ -A TPase des sarkoplasmatischen Retikulums verstärkt gebildet 10.2.6 Pathobiochemische Aspekte Unterfunktion der Schilddrüse (Hypothyreose), eine Hypothyreose im Kindesalter führt zu Minderwuchs und gestörter geistiger Entwicklung, Ursachen können u.a. in einer gestörten Synthese der Schilddrüsenhormone liegen, auf Mutationen des Schilddrüsenhormonrezeptors ( T 3-Resistenz ) oder des TSH-Rezeptors (TSH- Resistenz) zurückzuführen sein, eine Hypothyreose im Erwachsenenalter ist entweder auf Jodmangel oder auf Autoantikörper gegen schilddrüsenspezifische Antigene ...

... welches zusätzlich u.a. die Informationen für das melanocytenstimulierende Hormon [ MSH] enthält, ACTH und CRH werden pulsatil freigesetzt und sind für die morgendlichen Anstieg des Plasmacortisols verantwortlich, ACTH bindet an seinen Rezeptor auf Zellen der Zona fasciculata, aktiviert die Proteinkinase A , welche ihrerseits die Cholesterinesterhydrolase phosphoryliert und dadurch aktiviert ...

... Polypeptid (41 Aminosäuren), welches die Freisetzung des ACTH steuert. Besitzt wichtige Funktionen bei der Stressantwort 10.3.2 adrenocorticotropes Hormon = ACTH = Corticotropin. Das ACTH wird in den basophilen Zellen des HVL synthetisiert und in Sekretgranula gespeichert. ACTH wird in Form eines großen Vorläufermoleküls, dem Pro-opiomelanocortin [POMC] hergestellt, ...

... die ACTH und CRH-Konzentrationen sind maximal unterdrückt. Bei den sekundären Formen ist die ACTH-Konzentration hoch; die Folge ist eine beidseitige Hyperplasie der NNR 10.4 Sexualhormone: Regulatorische Aspekte und Wirkungen 10.4.1 Die Hypothalamus - Hypophysen - Sertoli / Leydig-Achse Hormone des Hypothalamus und der Hypophyse. Die Ausschüttung der gonadotropen Hormone FSH und LH (s.u.) wird durch die pulsatile Freisetzung des C-terminal amidierten Dekapeptids Gonadotropin-Releasing-Hormon [LH- RH oder GnRH oder Gonadorelin] aus dem Hypothalamus stimuliert Cortisol-Wirkungen. Stoffwechseleffekte (Steigerung der Aktivität) – Gluconeogenese (Induktion gluconeogenetischer Enzyme wie die PEPCK) / Glykogensynthese (Glykogen- gehalt der Leber nimmt zu) – Harnstoffzyklus (+CPS-I und andere Enzyme) – Transaminasen – Tyrosinhydroxylase, Dopamin-Hydroxylase, Phenyl-ethanolamintransaminase (gesteigerte Adrenalin und Noradrenalinsynthese) – gestörte Glucosetoleranz – Insulinresistenz – Hyperinsulinämie – ...

... das als GnRH-assoziertes Peptid oder GAP bezeichnet wird und eine starke Hemmwirkung auf die Prolaktinsekretion ausübt. Das GnRH bewirkt die Ausschüttung der Gonadotropine FSH und LH aus einem Zelltyp. Beide werden mit TSH und hCG den Glykoproteohormonen zugeordnet, da sie einen analogen dimeren Aufbau aus einer - und einer Untereinheit zeigen. Eine kontinuierliche Freisetzung des GnRH führt zu einer Hemmung der FSH- und ...

... Leber. Die hieraus entstehenden 17-Ketosteroide werden unverändert oder in Form ihrer Sulfo- oder Glucuronsäurekonjugate über die Galle und den Harn ausgeschieden Zelluläre Wirkungen der Androgene. Wie alle Steroidhormone wirken Androgene über einen intrazellulären Rezeptor, der als ligandabhängiger Transkriptionsfaktor fungiert (Zinkfingerprotein). Das Testosteron ist maßgeblich am Wachstum und Differenzierung der männlichen Fortpflanzungsorgane (Samenleiter , Prostata, Penis und Vesikulardrüsen) beteiligt. Gleichermaßen ist es für ...

... eränderungen: Direkte Wirkung auf das Wachstum der Vagina, des Uterus und der Tuben. Sie führen weiterhin zu einer Vergrößerung der Brüste, indem sie die Ausbildung von Gängen, Bindegewebe und der Ablagerung von Fett begünstigen. Weiterhin bewirken sie den Schluß der Epiphysenfugen und somit die Beendigung des Längen-wachstums. Neben den feminisierenden Eigenschaften der Estrogene, ist ihre zyklische Abgabe für viele Veränderungen innerhalb des Zyklus verantwortlich. Während der follikulären Phase verursachen die Estrogene eine Proliferation desEndometriums, der Vaginalschleimhaut sowie eine erhöhte Sekretion der Drüsen am Gebärmutterhals. Ein Abfall der Estrogenkonzentration ist mit für die Auslösung der Menstruation verantwortlich. Wirkungen ...

... GnRH vermindert. Estrogene besitzen eine biphasische Wirkung auf die Sekretion von LH : In geringen Konzentrationen hemmt Estradiol, in höheren fördert es die Abgabe von LH (positiver feed back) . Der starke Anstieg der LH-Konzentration in der Zyklusmitte führt zu einem starken Wachstum und letztendlich zum Platzen des Follikels; nach dem Eisprung entwickelt sich der Gelbkörper und damit die Progesteronsynthese. Die Progesteronsynthese steht unter der Kontrolle des LH. Ein „Hauptmysterium“ liegt in der kontrollierten cyclischen und pulsatilen Abgabe der Gonadodtropine bei prämenopausalen Frauen. Zyklische Veränderungen der Hormonspiegel (Menstruationszyklus) Der gesamte Zyklus lässt sich in drei Phasen unterteilen: Die follikuläre Phase [= proliferative Phase] ...

... um palindrome Sequenzen ; die Rezeptoren binden meist mit sehr hoher Affinität als Dimere an diesen Elemente. Gestagene: Synthese und Sekretion Pregnenolon. Progesteron wird hauptsächlich durch das Corpus luteum in der zweiten Zyklushälfte sezerniert (sekretorische Phase). Kurz vor der Ovulation beginnt der zum Platzen bestimmte Follikel mit der Sekretion desProgesterons. Der stimulatorische Effekt von LH auf die Synthese des Progesterons erfolgt über ...

... die Synthese von Estrogenen und Progesteron; der Erhalt der Gravidität ist nun nicht mehr von der Produktion durch das Corpus luteum abhängig. Estrogene und Progesteron werden bis zum Ende der Schwangerschaft in großen Mengen von der Plazenta synthetisiert. Die Sekretionsraten liegen in der follikulären Phase im Bereich von wenigen mg/Tag, in der lutealen Phase zwischen 10 und 20 mg/Tag, bishin zu mehreren hundert mg/Tag während einer Schwangerschaft. Bei Männern liegen die Werte zwischen 1 und 5 mg/Tag und sind somit mit denen in der ...

... bindet das Somatomedin, die Untereinheit besitzt Tyrosinkinaseaktivität 10.5.5 Pathobiochemische Aspekte Wachstumsstörungen, die zu einem Minderwuchs führen, können durch Defekte auf hypothalamischer, hypophysärer und Leberebene auf treten; in den meisten Fällen liegt die Ursache in einem GRH-Mangel. Die Akromegalie wird im Gegensatz hierzu auf einen GRH-produzierenden Tumor der Hypophyse im Erwachsenenalter zurückgeführt (Vergrößerung der Akren, d.h. der Körperendglieder wie Nase, Kinn, Augenwülste). Tritt dieses Phänomen im Kindesalter auf, kommt es zum Riesenwuchs oder Gigantismus 10.6 Das HVL-Hormon Prolactin Prolactin wird im HVL gebildet und besitzt eine, dem Wachstumshormon ähnliche Struktur - die Brustdrüse ist der prinzipielle ...

... auf die Leydig Zellen. Eine Überproduktion von Prolaktin wird meist durch einen Hypophysentumor verursacht (Prolaktinom), führt jedoch zu einer Hemmung der Testosteronproduktion. Das Dopamin hemmt die Freisetzung von Prolaktin , weshalb Dopaminagonisten (Bromocriptin) zur Therapie der Hyperprolaktinämie eingesetzt werden können. Dopamin wird auch als der Prolaktin-inhibierende Faktor bezeichnet. ...