Eine Reise durch die Physiologie - Wie der Körper des Menschen funktioniert
 

     
Spezielle Endokrinologie
 
  Untersuchung des hypothalamisch- hypophysären Systems
© H. Hinghofer-Szalkay

Akromegalie: ἄκρος = spitz, hervorragend; μέγας = groß
Cushing-Syndrom: Harvey Cushing
Hypopituitarismus, pituitary gland: pituita = Schnupfen, Schleim (ursprüngliche Annahme, dass die Hirnanhangsdrüse Schleim in die Nase leitet)
Polydipsie:
πολύ = viel, δίψα = Durst
Polyurie: πολύ = viel, οὖρον  = Urin
Schwartz-Bartter-Syndrom: Frederic Bartter



Bei der Untersuchung des hypothalamisch-hypophysären Systems orientiert man sich zunächst an hormonellen Basalwerten: Sind reduzierte Blutspiegel von Hormonen der Schilddrüse, Nebennierenrinde oder Gonaden peripher bedingt (Hypothalamus / Hypophyse intakt), findet man erhöhte Glandotropinwerte (Effekt der negativen Rückkopplung). Sind die Tropinwerte ebenfalls reduziert, liegt eine zentrale Insuffizienz vor.

Einzelwerte sagen wenig über endokrine Funktion und Kapazität aus, denn Liberine und Tropine werden pulsatil freigesetzt, die Werte schwanken erheblich; hGH, Prolaktin und ACTH sind außerdem tageszeit- und stressabhängig.

Aussagekräftiger sind Funktionstests (Stimulations- und Suppressionstests):
 
   -- Insulin-Hypoglykämietest: Insulingabe provoziert hypoglykämischen Stoffwechselstress; das löst folgende Sequenz aus: Sekretion von GHRH, CRH und Prolaktin (Hypothalamus) → hGH- und ACTH-Anstieg (Hypophyse) → Cortisolerhöhung (Nebenniere)
 
   -- ACTH-Stimulationstest: Synthetisches ACTH regt die gesunde Nebenniere zur Cortisolbildung an (Cortisolanstieg im Blut)
 
   -- Releasinghormon-Tests untersuchen die Hypophysenfunktion: Die hGH-Sekretion mit GHRH (GHRH-Test), die TSH- und Prolaktinsekretion mit TRH (TRH-Test), die ACTH-Sekretion mit CRH (CRH-Test), die LH / FSH-Sekretion mit GnRH (GnRH-Test).

Störungen im hypothalamisch-hypophysären System können sich in allen von ihm regulierten Bereichen äußern, z.B. dem Salz-Wasser-Haushalt, dem Metabolismus oder den Sexualfunktionen.


Basiswerte und Provokationstests Wasserhaushalt Störungen der Hypophysenfunktion
 
Die Untersuchung des hypothalamisch- hypophysären Systems schließt Provokationstests ein
 
Bei einer Untersuchung des hypothalamisch-hypophysären Systems geht man von folgenden Fragen aus:
 
  
  Liegen die basalen ("Ruhe-") Blutwerte der entsprechenden Hormone im Referenzbereich?
 
     Wie reagiert das System auf einen entsprechenden Reiz (z.B. Hypoglykämie, Abbildung unten) mit der Ausschüttung troper Hormone - wie ACTH (→ Cortisol) oder GH?
 

>Abbildung: Hypothalamus, Hypophyse, Pfortadersystem
Nach einer Vorlage bei Waxman SG: Clinicasl Neuroanatomy, 27th ed. 2013,, MacGraw-Hill Inc

Axone von Nervenzellen, deren Körper in hypothalamischen Kernen liegen, setzen im Infundibulum Signalmoleküle frei. Hypothalamisch-hypophysäre Pfortadergefäße bringen diese zur Hypophyse, wo sie die Blutbahn teilweise wieder verlassen und über Rezeptoren von Vorderlappenzellen steuernd auf deren Hormonabgabe wirken


       Referenzbereich ACTH  s. dort
 
Die Untersuchung richtet sich gezielt nach dem betreffenden System (Anteile des Hypothalamus, Hypophysenhinterlappens, Hypophysenvorderlappens?). Auf diese Weise ist eine diagnostische Fokussierung auf den zentralen Teil metabolisch-endokriner Rückkopplungskreise gegeben.

  Ist ein Mangel eines peripheren Hormons auf die Insuffizienz einer peripheren Hormondrüse zurückzuführen, dann sollten - wegen des Prinzips der negativen Rückkopplung - die entsprechenden glandotropen Hormone im Blut erhöht sein und eine zentral bedingte Insuffizienz (auf Ebene des Hypothalamus oder der Hypophyse) kann ausgeschlossen werden.
 
      Basiswerte: Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Sekretion fast aller Hypophysenhormone physiologischen Schwankungen unterliegt:

     Abhängigkeit von Tageszeit bzw. Schlaf-Wach-Rhythmus (zirkadiane Rhythmik, z.B. ACTH. Cortisol, TRH, GH)
 
     endogen-pulsatile Sekretion (FSH, LH)
 
     Stress (GH, ACTH, Prolaktin)
 
Daher sind Einzelmessungen oft nicht ausreichend, um eine verlässliche Auskunft über die Funktion des Systems zu erhalten.
 
      Provokationstests: Ein einfacher Provokationstest ist die Zuckerbelastung (vgl. oraler Glucose-Toleranztest). Es wird überprüft, wie rasch der Körper oral zugeführte Glucose (~1 g/kg) verwerten und den normalen Blutzuckerspiegel wiederherstellen kann.
 

<Animation: Insulin, Blutzucker, Glucocorticoidsystem
Quelle: med4you.at



Der Insulin-Hypoglykämietest (<Abbildung) überprüft drei hormonelle Achsen:
 

Gabe von ~0,1 IU Insulin/kg Körpergewicht senkt normalerweise den Blutzuckerspiegel auf unter die Hälfte (<40 mg/dl) des normalen Nüchternwerts.

 
  Ein funktionierender Hypothalamus reagiert auf diese Hypoglykämie mit Sekretion von GHRH, CRH und Prolaktin.

    Eine gesunde Hypophyse schüttet daraufhin GH und ACTH aus, die Blutwerte dieser Hormone steigen an.

    Die intakte Nebenniere reagiert auf den ACTH-Anstieg mit Cortisolausschüttung (Erhöhung des Cortisolspiegels).

Beim ACTH-Stimulationstest soll eine Standardgabe synthetischen ACTH (Synacthen) - bei funktionstüchtiger Nebenniere - eine Erhöhung des Cortisolspiegels bewirken (Messung 30 und 60 min nach i.v.-Gabe)

Direkte Stimulation des Vorderlappens mittels Injektion synthetisch produzierter Releasinghormone ist ebenfalls möglich. So
untersucht der TRH-Stimulationstest, ob die untersuchte Person auf Injektion von TRH mit einer entsprechenden Steigerung des TSH-Spiegels reagiert.

Der Arginin-Test beruht auf der Tatsache, dass diese Aminosäure die Sekretion von Wachstumshormon, Insulin und Glukagon anregt. Gabe von GRH sollte den GH-Spiegel im Serum des Patienten steigern.

Generell untersuchen
Releasinghormon-Tests gezielt die Hypophysenfunktion: Der GHRH-Test prüft die hGH-Sekretion, der TRH-Test die TSH- und Prolaktinsekretion, der CRH-Test die ACTH-Sekretion, der GnRH-Test die LH / FSH-Sekretion.
 
  Weitere Tests s. dort

 
>Abbildung: Hypoglykämietest

Die erwähnten Bedingungen müssen erfüllt sein, um valide Resultate zu erzielen


Wasserhaushalt
 
Bei Vorliegen einer Polyurie (Harnproduktion wesentlich über 2 l / 24 h) richtet sich die Diagnostik auf mehrere Aspekte:

     Abklärung der Symptome Polydipsie (gesteigerter Durst) / Polyurie
 
     Osmolalität: Bei Diabetes insipidus ist die Osmolalität im Serum hoch, im Harn ungewöhnlich niedrig
 
     Durstversuch: Bei Diabetes insipidus steigt die Osmolalität im Urin kaum an

Bei einem
zentralen Diabetes insipidus ist die Vasopressinproduktion gestört (Harnkonzentrierung nach Vasopressingabe), bei einer renalen Form liegt das Problem bei den Vasopressinrezeptoren (Endorganresistenz: Wirkung einer Vasopressingabe bleibt aus).
 
Störungen der Hypophysenfunktion
 
Bei Vorliegen eines Syndroms der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH, Schwartz-Bartter-Syndrom ) produziert der Hypothalamus überhöhte Vasopressinmengen, die Wasserausscheidung ist erniedrigt und der Harn wird nicht ausreichend verdünnt. Leitsymptome sind:

      Hohe Vasopressinsekretion, verringerte Wasserausscheidung; dies führt zu hypotoner Hyperhydration und Hyponatriämie
 
      Erhöhtes Blutvolumen bedingt Aldosteronsuppression, was in Natriumverlust resultiert

Hypopituitarismus
(Hypophysenvorderlappeninsuffizienz):

      Hormon-Basiswerte (aber: pulsatile Ausschüttung, zirkadiane Rhythmen)
 
      Stimulationstests mit Releasing-Hormonen: GHRH, GnRH, TRH, CRH → Bestimmung von GH, LH/FSH, TSH, ACTH
   

<Abbildung: Symptome bei Akromegalie
Nach einer Vorlage bei hormone.org

Allgemeine Vergröberung der Gesichtszüge, vor allem an den Akren (Kinn etc); Nasenansatz verbreitert, Lippen verdickt, Prognathie; aufgetrieben erscheinende Hände und Füße. Weiters können vorkommen: Gelenksschmerzen (Arthralgien) wegen dysproportionierten Wachstums im Gelenkbereich; Colonpolypen; Kardiomegalie; Bluthochdruck; verringerte Glucosetoleranz, Diabetes mellitus


Akromegalie (ausgeprägte Vergrößerung der Akren durch appositionelles Knochenwachstum: Kinn, Unterkiefer, Hände, Füße; Organwachstum: Ohren, Nase, Herz u.a.): Überproduktion des Wachstumshormons
 
Somatotropinüberschuss führt zu Anregung des appositionellen Wachstums in Knochen und Organen (Akromegalie)

     GH im Serum: Wegen pulsatiler Ausschüttung Einzelmessung wenig sinnvoll (biologische Halbwertszeit 20-30 min) → Tagesprofil (aufwändig!)
 

      IGF-I im Serum: Einzelmessung aussagekräftig (biologische Halbwertszeit 18 Stunden)
 

>Abbildung: Symptome bei Cushing-Syndrom
Nach einer Vorlage bei hormone.org

Stammfettsucht (mit striae) bei gleichzeitig schmalen Armen und Beinen, Wassereinlagerungen in Gesicht und Körper (Ödeme).
 
Weitere Wirkungen auf Stoffwechsel (Hyperglykämie, Gewichtszunahme), Kreislauf (Bluthochdruck), Knochen (Osteoporose infolge Hemmung der Osteoblasten), Muskelschwäche (verstärkter Proteinabbau). Ursache ist entweder exzessive cortisonähnliche Medikation (z.B. Prednison) oder übertriebene Cortisolsekretion der Nebennierenrinde (oder Cortisolproduzierender Zellen an anderem Ort). Bei einem ACTH-produzierenden Tumor spricht man von Cushing's desease

Cushing-Syndrom: Überhöhte Cortisol-Serumwerte (HyperCortisolismus)

  
  Cortisol-Tagesprofil: Zirkadianer Rhythmus gestört
 

     24-h-Cortisolausscheidung im Urin: zirkadianer Einfluss "ausgemittelt" (Mischharn)
 

     Dexamethason-Hemmtest: Normalerweise führt die Einnahme von 2mg (mitternachts) 8 Stunden später zu Senkung des Serum-Cortisols auf <80 nM.



 

Eine Reise durch die Physiologie


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