Endokrine Organe

Einteilung
Endokrine Organe
(1) endokrine Drüsen
- Hypophyse
- Epiphyse
- Schilddrüse
- Nebenschilddrüse
- Nebenniere
(2) endokrine Zellgruppen im/in
- Hypothalamus
- Pankreas (Langerhanssche Inseln)
- Hoden (Leydigsche Zwischenzellen)
- Ovar (Follikelepithel, Gelbkörper)
- Plazenta
(3) Einzelzellen
v.a. im Verdauungskanal, in Lunge, Herz, Niere

Endokrine Organe
- produzieren Hormone
- die über Gefäße (v.a. Blut, auch Lymphgefäße und
interstitielle Flüssigkeit)
- Zielzellen erreichen, die die Hormone
- über Rezeptoren binden.
Schlüssel-Schloß-Prinzip

- produzieren Hormone
Endokrine Organe
- die über Gefäße (v.a. Blut, auch Lymphgefäße und interstitielle Flüssigkei
- Zielzellen erreichen, die die Hormone
- über Rezeptoren binden.
Endokrine Organe haben keine Ausführungsgänge
Sie haben eine enge Verbindung zum Gefäßsystem

Hormonrezeptor-vermittelte
Signalweiterleitung/-transduktion
Rezeptorlokalisation
- Zellmembran hydrophile Hormone
- Zytoplasma lipophile Hormone
- im Kern lipophile Hormone
Signaltransduktions-Prinzipien bei
1. Membranrezeptoren
Second messenger
2. cytosolischen und nukleären Rezeptoren
Transkriptionsfaktoren

Hormonrezeptor-vermittelte
Signalweiterleitung/-transduktion
1. Membranrezeptoren
Second messenger-Signaltransduktion
zwei Prinzipien
- G-Protein-gekoppelte Signaltransduktion
- Rezeptor-Tyrosinkinasen

Hormonrezeptor-vermittelte
Signalweiterleitung/-transduktion
1. Membranrezeptoren
Second messenger-Signaltransduktion
zwei Prinzipien
- G-Protein-gekoppelte Signaltransduktion
- Rezeptor-Tyrosinkinasen
Biologische Wirkung:
Regulation der Aktivität bereits gebildeter
Enzyme; dadurch
schnelle Reaktion in Sekunden bis Minuten

Hormonrezeptor-vermittelte
Signalweiterleitung/-transduktion
2. cytosolischen und nukleären Rezeptoren
Transkriptionsfaktoren
Prinzip: Der Hormonrezeptorkomplex bindet an die
hormone response elements (HRE) im
Promotorbereich der Zielgene
Biologische Wirkung
- veränderte Genexpression
- Translation von Zielproteinen/Enzymen

Transkriptionsfaktoren
Prinzip: Der Hormonrezeptorkomplex bindet an die
Hormon response elements (HRE) im
Promotorbereich der Zielgene.
Biologische Wirkung
- veränderte Genexpression
- Translation von Zielproteinen/Enzymen
langsame Wirkung innerhalb von
Stunden bis Tagen

Steuerung der endokrinen Organe
und der Hormonbildung

Thalamus
- Filterstelle für aus der Körperperipherie, den inneren
Organen und dem ZNS (z.B. Optik, Akustik, Geschmack)
eingehenden Informationen
- setzt Prioritäten im Hinblick auf übergeordnete
Funktionsziele wie:
Regulation von
• Stoffwechsel
• Körpertemperatur
• Fortpflanzung
- durch Koordination von humoralen und neuronalen
Einflüssen

Thalamus
- Filterstelle für aus der Körperperipherie, den inneren Organen und
dem ZNS (z.B. Optik, Akustik, Geschmack) eingehenden Informationen
- setzt Prioritäten im Hinblick auf übergeordnete Funktionsziele wie:
Regulation von
• Stoffwechsel
• Körpertemperatur
• Fortpflanzung
- durch Koordination von humoralen und neuronalen Einflüssen
- Die Umsetzung der Prioritäten erfolgt u.a. über den
Hypothalamus
Dem Hypothalamus ist u.a. die
Hypophyse nachgeschaltet.

aus
Hypophyse
Adenohypophyse, Hypophysenvorderlappen, HVL
und
Neurohypophyse, Hypophysenhinterlappen, HHL

Neurohypophyse
aus
- Eminentia mediana
- leichte Erhebung im trichterförmigen basalen Teil des Hypothalamus,
hervorgerufen durch ein Kapillarknäuel
- Infundibulum (Hypophysenstiel)
- Pars nervosa
- Endung des Tractus hypothalamohypophysialis
Adenohypophyse
aus
Pars tuberalis (Trichterlappen) - stark vaskularisiert
Pars intermedia - Kolloid-gefüllte Hohlräume
→ Melanotropin (MSH)
Pars distalis - mit Drüsenparenchym

Neuro- und Adenohypophyse
funktionieren unterschiedlich!

Neurohypophyse
Pars nervosa
Endung des Tractus hypothalamohypophysialis
Sie besteht aus
- marklosen Nervenfasern mit angeschwollenen
Endigungen (sog. Herring-Körper)
- Gliazellen, sog. Pituizyten
- Kapillaren
mit pseudosynaptischen Verbindungen zwischen den
Neurosekret führenden, kolbig verdickten
Axonendigungen und den Kapillaren
- retikulärem Bindegewebe

Funktion:
Neurohypophyse
Stapel- und Abgabeort für
- Vasopressin/ADH/Adiuretin
- Oxytozin

Adenohypophyse
Pars intermedia - Kolloid-gefüllte Hohlräume
Melanotropin (MSH)
Pars distalis - mit Drüsenparenchym
• chromophile Zellen
1. azidophile Zellen: ca. 35 % STH, Prolaktin
2. basophile Zellen: ca. 15 % ACTH, TSH,
FSH, LH
• chromophobe Zellen: ca. 50 %
Funktion nicht klar; Stammzellen?
Makrophagen?
in allen Teilen: retikuläre Fasern, Kapillarnetze mit
fenestrierten Endothelien und weiten Sinus

Adenohypophyse
Pars intermedia - Kolloid-gefüllte Hohlräume
Melanotropin (MSH)
Pars distalis - mit Drüsenparenchym
• chromophile Zellen
1. azidophile Zellen: ca. 35 % STH, Prolaktin
2. basophile Zellen: ca. 15 % ACTH, TSH,
FSH, LH
• chromophobe Zellen: ca. 50 %
Funktion nicht klar; Stammzellen?
Makrophagen?
In allen Teilen: retikuläre Fasern, Kapillarnetze mit
fenestrierten Endothelien und weiten Sinus

Funktion:
Bildung von
Adenohypophyse
Steuerhormonen (vorwiegend) und
Effektorhormonen
(wie Prolaktin, STH)

Schilddrüse, Glandula thyroidea
Lage: beidseits der Trachea auf Ringknorpel (Cartilago cricoidea),
laterokaudal vom Schildknorpel (cartilago thyroidea)
Lobus dexter et sinister sind ventral durch den Isthmus Gl.
thyroideae verbunden
25 - 30 g schwer
von derber Capsula fibrosa umgeben (2-schichtig)
Funktion: Produktion von
- Thyroxin (T4)
- Trijodthyronin (T3)
- Calzitonin

Schilddrüse, Glandula thyroidea
Lage: beidseits der Trachea auf Ringknorpel (Cartilago cricoidea),
laterokaudal vom Schildknorpel (cartilago thyroidea)
Lobus dexter et sinister sind ventral durch den Isthmus Gl.
thyroideae verbunden
25 - 30 g schwer
von derber Capsula fibrosa umgeben (2-schichtig)
Dorsal liegen dem Lobi je eine obere und untere
Nebenschilddrüse (Glandulae parathyroideae
superiores et inferiores, Epithelkörperchen) an,
deren Lage jedoch variabel ist. Meist liegen die
Nebenschilddrüsen zwischen den beiden
Organkapseln der Schilddrüse.
Funktion: Produktion von
- Thyroxin (T4)
- Trijodthyronin (T3)
- Calzitonin

Schilddrüsenhistologie
Schilddrüsenfollikel = Epithel + Kolloid
Durchmesser ca. 0,1 - 0,5 mm
Epithel: - einschichtig
- Höhe abhängig vom Funktionszustand:
- platt-kubisch: in Ruhe
- hochprismatisch und
mit Randvakuolen: aktive Zelle
Kolloid = Thyroglobulin
= Lagerform und Zwischenstufen der
Schilddrüsenhormone

Die Schilddrüsenhormone
Halbwertzeiten T3: 20 Stunden
T4: 5 – 7 Tage
Die Schilddrüse produziert mehr T4 als T3 (ca. 80:20).
Bei einer Schilddrüse, die Hormon produziert, ist das
Follikelepithel hoch und es findet sich meist kein Kolloid
im Lumen.
Die Aufnahme des Jods erfolgt, TSH vermittelt, über
den NIS (Natrium iodine symporter).
Die Schilddrüsenhormone werden im Blut an TBG, TTR,
Albumin etc. gebunden. Durch das fehlende 4. Jodatom
kann T3 leicht die Zellmembran passieren und an den
im Zellkern lokalisierten Rezeptor binden.

Hormonbildung in der Schilddrüse
(1) Die Schilddrüsenhormone werden als Vorstufen per Exozytose aus
den Epithelzellen in das Follikellumen abgegeben und an Protein
gebunden = Kolloid.
(2) Die Epithelzellen nehmen Jod auf, aktivieren es und scheiden es ins
Follikellumen aus, wo es das Tyrosin des Thyroglobulins jodiert.
(3) Über Mono- und Dijodtyrosin Bildung von
1x 1x: - Trijodthyronin (T3)
2x: - Tetrajodthyronin, (T4, Thyroxin),
welches im Follikellumen gelagert wird.
(4) Freisetzung der Hormone als Mono-, Dijodtyrosin, T3 und T4 per
endozytotischer Aufnahme in die Epithelzellen und Abgabe von T3
und T4 in das perifollikuläre Kapillarnetz. Bei der Endozytose
entstehen die typischen Randvakuolen im Kolloid.

Hormonbildung in der Schilddrüse
Im Blut werden T3 und T4 (> 80 % T4) an
Transportproteine gebunden.
In den Zielzellen gibt es nur für T3 Rezeptoren
TSH-Wirkung in der Schilddrüse
(1) fördert Jodaufnahme in Thyrozyten
(2) fördert Aufnahme des Hormon-Protein-
Komplexes aus dem Kolloid in Thyrozyten
(Transzytose)

Schilddrüsenüberfunktion
Ursachen und Formen der Hyperthyreose
1. Immunothyreopathie (v.a. Morbus Basedow)
2. Schilddrüsenentzündungen
3. funktionelle Autonomie
4. Neoplasien
5. hypophysär bedingt
6. Jod-Exzess
7. exogene Schilddrüsenhormonzufuhr
Symptome der Hyperthyreose
u.a.
• Merseburger Trias (Tachykardie, Struma, Exophthalmus)
• motorisch-psychische Unruhe, Tremor
• Affektlabilität
• warm-feuchte Haut
• Durchfälle, Haarausfall
• Muskelschwäche

Symptome der Hypothyreose
u.a.
1. Neugeborene:
• respiratorische Insuffizienz
• muskuläre Hypotonie
• psychomotorische Entwicklungsverzögerungen bis hin zu
• Kretinismus
2. Kinder:
• Wachstumsstörungen
• verspätet einsetzendes Sprechvermögen
• verzögerte Pubertät
3. Erwachsene:
• Apathie, müdes Aussehen
• Psychosen
• Myxödem
• Hypothermie (kalte Haut, Kälteintoleranz)
• Hypotension und Bradykardie
• Hyporeflexie

C-Zellen oder
parafollikuläre Zellen
Lage: - im Schilddrüsenparenchym
- Sie liegen in der Follikelwand zwischen den
Epithelzellen, meist in Gruppen zu 3 - 5 Zellen
- Sie liegen oberhalb der Basalmembran und haben
keinen Kontakt zum Kolloid.
- Sie sind größer als die Epithelzellen und bei HE-
Färbung heller (Darstellung mit Spezialfärbungen/
Immunhistochemie)

C-Zellen oder
parafollikuläre Zellen
Funktion: Produktion von Calzitonin
Calzitonin senkt den Ca-Spiegel im Blut
(durch Hemmung der Ca-Mobilisation aus dem
Knochen)
Regulation: Antagonist ist das Parathormon der
Nebenschilddrüse
Stellgröße: Ca-Spiegel im Blut
Calzitonin wird bei Bedarf - ohne voherige
Speicherung – von den C-Zellen ausgeschüttet.
Die C-Zellen arbeiten unabhängig von der
Schilddrüse.

Nebenschilddrüsen, Epithelkörperchen,
Glandulae parathyroideae
Zahl: meist 4, manchmal auch mehr
(akzessorische Drüsen)
Lage: dorsal auf beiden Schilddrüsenlappen,
meist am jeweils oberen und unteren Pol
Größe: linsengroß, 3 - 6 mm
Gesamtgewicht etwa 100 - 200 mg

Nebenschilddrüsen, Epithelkörperchen,
Glandulae parathyroideae
Zahl: meist 4, manchmal auch mehr
(akzessorische Drüsen)
Lage: dorsal auf beiden Schilddrüsenlappen,
meist am jeweils oberen und unteren Pol
Größe: linsengroß, 3 - 6 mm
Gesamtgewicht etwa 100 - 200 mg

Nebenschilddrüsen, Epithelkörperchen,
Glandulae parathyroideae
Zahl: meist 4, manchmal auch mehr (akzessorische Drüsen)
Lage: dorsal auf beiden Schilddrüsenlappen,
meist am jeweils oberen und unteren Pol
Größe: linsengroß, 3 - 6 mm
Gesamtgewicht etwa 100 - 200 mg
bei Strumektomie i.A. nur beidseitig
subtotale Resektion unter Schonung der
dorsalen Schilddrüsenteile

Nebenschilddrüsen, Epithelkörperchen,
Glandulae parathyroideae
Funktion: Produktion von Parathormon
Parathormon
senkt den Phosphatspiegel
erhöht den Blut-Ca-Spiegel
durch Osteoklastenaktivierung
(via Rezeptoren auf den Osteoblasten;
osteoblastäre Zytokine aktivieren die
Osteoklasten (=“Ex- Makrophagen“))

Gefahr: Osteoporose
(Knochenschwund)

Nebenniere, Glandula suprarenalis
Lage: - sitzen dem oberen Pol der Nieren auf
- liegen innerhalb der Nierenfettkapsel
Größe: bei Neugeborenen ca. 1/3 der Niere
bei Erwachsenen ca. 1/30 der Niere; 5 - 7 g
Die NN besteht aus 2 Anteilen
- Rinde (macht ca. 80 % der NN aus)
- Mark

Nebenniere, Glandula suprarenalis
Entwicklungsgeschichte:
Rinde: aus viszeralem Mesoderm der Seitenplatte
= Mesodermderivat
Mark: aus ektodermaler Neuralleiste
= Ektodermderivat
= sympathische Ganglienzellen,
die sich zu sezernierenden
Drüsenzellen umgewandelt
haben (sog. Paraganglien)

Nebennierenrinde (NNR)
-Zona glomerulosa
-Zona fasciculata
-Zona reticularis
Nebennierenmark (NNM)

NN-Rinde,
Cortex glandulae suprarenalis
Die Zonierung der NNR unterliegt
- ontogenetischen und
- funktionellen Einflüssen.
Die NNR ist reich vaskularisiert und mit einem dichten
Netz vegetativer Nervenfasern durchflochten. Die
vegetativen Nervenfasern enden mit ihren Synapsen
direkt an den hormonproduzierenden Zellen.

60 eng verwandte Steroidhormone (Kortikosteroide) werden in der
NNR produziert, die zu
drei Hauptgruppen zusammengefaßt werden:
Mineralokortikoide
Glukokortikoide
NN-Rinde,
Cortex glandulae suprarenalis
Produktion:
} nur NNR
Androgene* ( Östrogene } in NNR und Gonaden
entstehen v.a. in der Peripherie)
* Cyp 19 = Cytochrom-P450-Aromatase-Komplex fehlt in der NNR

Nebennierenrinde (NNR)
-Zona glomerulosa
-Zona fasciculata
-Zona reticularis
Nebennierenmark (NNM)

NNR-Hormone
Alle Steroidhomone leiten sich vom Cholesterin
(Cholesterol) ab. Es kann sowohl von den Zellen
selbst gebildet (im ER der NNR-Zellen) oder mit
LDL über rezeptorvermittelte Endozytose aus
dem Blut aufgenommen werden und in
Lipidtropfen zwischengelagert werden.

Nebennierenrinde (NNR)
-Zona glomerulosa Aldosteron
-Zona fasciculata Glukokortikosteroide
-Zona reticularis Sexualsteroide (Androgene)
Nebennierenmark (NNM)

Die raffinierte Gefäßarchitektur
… führt dazu, daß die Glukokortikoide
der NNR die Katecholaminauschüttung
im NNM gleich „mitbesorgen können“

Die raffinierte Gefäßarchitektur
… führt dazu, daß über die Glukokortikoide
auch Katecholamine ausgeschüttet werden,
also gleich zwei Mechanismen greifen, die
für eine kurzfristige und langfristige
Glukosebereitstellung und Anpassung
des Energiestoffwechsels an Streß sorgen

NN-Mark,
Medulla glandulae suprarenalis
Die Markzellen haben ihre neuronale Natur
( sympathische Neurone) aufgegeben:
- Sie haben keine Nervenzellfortsätze mehr.
- Sie haben sich zu Drüsenzellen umgewandelt.
- Sie geben die gebildeten Katecholamine nicht als Transmitter
in den synaptischen Spalt, sondern als Hormone ins Blut ab.
- Sie bilden die Katecholamine
Adrenalin (80 %)
Noradrenalin (20 %)
sowie zahlreiche Peptide (Endorphin, Enkephaline, Somatotropin).
Katecholamine sind durch Chromsalze anfärbbar (chromaffine Zellen).

Histologie
NN-Mark
- dichtes Netzwerk von Paraganglien - Zellsträngen
- um Venolen und venöse Sinus angeordnet
- viele marklose Nervenfasern (= sympathische
präganglionäre Nervenfasern, die mit ihren
Synapsen an den Markzellen enden)
- einzelne Nervenzellen

Zytologie
NN-Mark
(1) chromaffine Zellen
(= modifizierte sympatische Neurone ohne postganglionären
Fortsatz)
- präganglionäre Afferenz endet in Synapse an chromaffinen Zellen
(Innervation cholinerge [Ach])
- feingranulierte, polygonale Zelle mit unterschiedlich großem, meist
chromatinarmen hellen Kern
- Granulation = gelagerte Sekretgranula
= Katecholamine und Vorstufen
(2) vegetative multipolare Nervenzellen
- „normale“ 2. Neurone mit postganglionären Fortsätzen,
z.B. zur Gefäßwandmuskulatur der NN-Gefäße (adrenerge
Innervation)
- große Zellen mit deutlichem großen Zellkern und meist deutlichem
Nukleolus
- meist in Nestern liegend

Wirkung der Katecholamine
- hängt von Rezeptortyp der Zielzelle ab (α1-, α2-; β1-, β2-Rezeptoren)
Beispiel: Adrenalin
β1-Rezeptoren im Herz: HF
β2-Rezeptoren in Coronar- und Skelettmuskelgefäßen:
Dilatation hohes Blutangebot
α-Rezeptoren in Gefäßen von Baucheingeweiden, Lunge,
Niere, Haut:
Konstriktion Drosselung der Blutzufuhr

Wirkung der Katecholamine
- hängt von Rezeptortyp der Zielzelle ab (α1-, α2-; β1-, β2-Rezeptoren)
Beispiel: Adrenalin
β1-Rezeptoren im Herz: HF
β2-Rezeptoren in Coronar- und Skelettmuskelgefäßen:
Dilatation hohes Blutangebot
α-Rezeptoren in Gefäßen von Baucheingeweiden, Lunge, Niere, Haut:
Konstriktion Drosselung der Blutzufuhr
Umverteilung des Blutvolumens zu den
wichtigsten Organen für den sog. Fluchtreflex
Adrenalin wirkt katabol in Leber und Muskulatur
( Glykogenolyse) und Fett (Lipolyse)
und ist ein
Insulinantagonist; wirkt diabetogen

Das Pankreas
(Bauchspeicheldrüse)
Endokrines Pankreas

Bauchspeicheldrüse, Pankreas
Endokriner Teil
Das endokrine Pankreas liegt als hellere Zellnester
= Langerhanssche Inseln im exokrinen Pankreas.
Lage: im Pankreaskörper und –schwanz
Zahl: 1 - 2 Mio = ca. 1,5 % des Gesamtvolumens
Jede Insel besteht aus ca. 3.000 Zellen
(von denen ca. 75 % B-Zellen sind)
Gewicht: ca. 1 g

Bauchspeicheldrüse, Pankreas
Endokriner Teil
Histologie
- die Inseln sind chromophob = hellere Nester innerhalb
des dunklen eosinophilen exokrinen Pankreas
- reich kapillarisiert (gefenstertes Epithel)
- etwas retikuläres Bindegewebe
- die Zellen in den Langerhansschen Inseln
unterscheiden sich durch
- die Hormone, die sie bilden:
- A-Zellen: Glukagon, B-Zellen: Insulin
- ihre Lage im Inselorgan und
- in ihrer Morphologie

Die 5 Hormone,
die Glukose und den Energiestoffwechsel regulieren
Aufgabe Hormon
konstanter Blutglukosespiegel Insulin*, Glukagon
langfristige Regulation Glukokortikoide,
Schilddrüsenhormon
bei kurzfristiger Streßsituation Adrenalin
* Insulin ist das einzige Hormon, das den Blutglukosespiegel senkt

Pathogenetische Mechanismen
zur Entstehung des Diabetes mellitus
1. Synthesedefekte
2. Sekretionsdefekte
3. Antikörper
3.1. gegen B-Zellen
3.2. gegen zirkulierendes Insulin
3.3. gegen den Insulinrezeptor
4. Rezeptor- und
Postrezeptordefekte

Diabetes Typ 1 (juveniler Diabetes)
Zerstörung der B-Zellen vermutlich durch
- Autoimmunprozesse und
- (virale) Infektion

Ursachen für Diabetes Typ 2
(1) Adipositas (am wichtigsten)
11 bis 20 kg höheres Gewicht:
5,5fach höheres Diabetesrisiko
> 20 kg: 12fach höheres Diabetesrisiko
5 bis 10 kg Gewichtsabnahme reduziert das
Diabetesrisiko um fast 50 %
(2) Bewegungsmangel

Perinatologisches Risiko bei
beides möglich
maternalem Diabetes
intrauterine Wachstumsretardierung
(→ Gefäßläsionen in der Plazenta)
und
sog. Riesenbabies (makrosome Neugeborene)
(→ Geburtskomplikationen, postnatale
Adaptationsstörungen)

Diabetes mellitus
1. Epidemiologische Daten und Lebenserwartung
derzeit ca. 230 Millionen Diabetiker weltweit
in 20 Jahren: 350 Millionen
= 7 bis 10 % der Weltbevölkerung
in Deutschland:
25 bis 30 % der Sechszigjährigen sind Diabetiker
Diabetiker haben eine 5 bis 10 Jahre
kürzere Lebenserwartung

2. Kosten von Diabetes
Ein Diabetiker in Deutschland kostet die
Krankenkassen ca. 4 500 Euro pro Jahr.
Die Kosten werden vorwiegend durch
Komplikationen (beispielsweise Augen;
Resektionen/Amputationen nach
Durchblutungsstörungen) verursacht.
Diese Gesamtkosten summieren sich auf
insgesamt ca. 15 Milliarden Euro,
wovon nur 3 Milliarden durch die
Diabetesbehandlung selbst verursacht
werden.