15) Das Wachstumshormon Somatotropin

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1. Das Hypophysenvorderlappen-System (HVL)

Der sich aus der Rathke’schen Tasche (Ektoderm) entwickelnde HVL hat epithelialen Charakter und wird daher auch als Adenohypophyse bezeichnet (grch. adeno = Drüse: hypo = unter, darunter; ,..physe = etwas Gewachsenes grch. phyein = wachsen ; es handelt sich sozusagen um eine Drüse, die bezgl. Hirnbasis, darunter gewachsen ist). Die drei Zellarten des HVL sind durch ihr Färbeverhalten charakterisiert: eosinophile (acidophile), basophile und chromophobe (neutophile) Zellen werden unterschieden. Auf die glandotropen Hormone (ACTH, TSH, FSH und LH) wird in den Fragen 17. bis 23. eingegangen.

Die nicht-glandotropen Hormone (sie haben keine Drüsen als Zielstruktur) sind Prolactin und das Wachstumshormon = {human} growth hormone ({H} GH) = Somatotropin (SH) = somatotropes Hormon. Es handelt sich dabei um eine Peptidkette aus 191 AS, die durch zwei Disulfidfbrücken verknüpft sind.

Das Prolactin wird hier nicht näher besprochen, es soll nur gesagt sein, daß es für die Lactation wichtig ist, aber auch an vielen anderen Organen spezifische Bindungsstellen hat. Beim Menschen hat es keine luteotrope Funktion auf das Ovar; das Prolactin-Inhibiting-Hormon ist übrigens Dopamin. Sowohl das Prolactin als auch das Wachstumshormon ( GH) wird in den eosinophilen Zellen des HVL gebildet.

Obwohl die Zellen des HVL eine Innervation durch das ZNS aufweisen, werden sie durch RH und IH des Hypothalamus, über das Portalsystem reguliert. Das GH wird dabei durch ein Wachstumshormon-Releasing-Hormon (GHRH) und durch ein GH-Inhibiting-Hormon (GHIH) reguliert. GHIH wird auch Somatostatin genannt, wohingegen Somatotropin nicht für das GHRH verwendet werden kann, da es schon durch das GH selbst besetzt ist. Die RH- und IH-freisetzenden Neurone des Hypothalamus werden besonders gut durch adrenerge, noradrenerge und serotonerge Neurone aus dem Mesencephalon innerviert, sowie durch Neurone limbischer Strukturen insbes. aus dem Ncl. amygdala und dem Hippocampus (Integration von Umwelt- und Innenwelteinflüßen, sowie emotionaler Regungen in die neuroendokrine Regulation). Ein Feedback – System mittels nachgeschalteter Hormone sorgt weiters für eine Regelungsmöglichkeit.

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2. Ausschüttung von Wachstumshormon

Für die Ausschüttung des GH gibt es zahlreiche physiologisch adäquate Reize. Reguliert wird die Freisetzung über GHRH und GHIH. Hungerhypoglykämie, Streßbedingungen und insbes. Starke körperliche Anstrengung führen zur vermehrten GH-Ausschüttung. Auch im Tiefschlaf und vor allem episodisch ohne erkennbare Auslöser werden größere Mengen GH ausgeschüttet. Eine einmalige Messung kann wegen der episodischen Ausschüttung leicht zu einem verfälschtem Eindruck führen.

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3. Wirkung des Wachstumhormons

Bei Kindern findet man eine höhere pulsartige Ausschüttung als bei Erwachsenen. Das GH ist für die normale körperliche Entwicklung unerläßlich. In vivo wird die Chondrogenese und die Myogenese auch GH stimuliert. In vitro allerdings nicht, da die Wirkung indirekt über hepatische Faktoren, die Somatomedine, erreicht wird. Die Somatomedine mediieren die Wirkung des GH. Die wichtigsten Somatomedine stellen die „insulin like growth factors“ (IGF) dar.

Sie fördern die Aufnahme von Sulfationen in Knorpel- und Knochengewebe.

Sie senken auch den Blutzuckerspiegel wie Insulin, sind aber in ihrer Wirkung nicht durch extrem niedrigen Blutzuckerspiegel unterdrückbar, im Gegensatz zu Insulin. Das wichtigste Somatomedin, das Somatomedin C, bewirkt eine gesteigerte Proteinsynthese in allen Körperzellen und stimuliert dadurch die Zellteilung. Zur direkten Wirkung des GH gehört der metabolische Abbau von Fettgewebe, indem es Fettsäuren mobilisiert. Auch auf den Kohlenhydratstoffwechsel wirkt es sich aus. Nach akuter Gabe ist ein Absinken des Blutzuckerspiegels (insulinähnliche Wirkung des Somatomedin C) zu bemerken. Nach ca. 1 h rückt aber die direkte Wirkung des GH in den Vordergrund, wodurch es zur gegensätzlichen Wirkung kommt, indem Fett- und Glykosedepots eingeschmolzen werden, und Glucose bereitgestellt wird. Dies führt also zu einer späteren Erhöhung des Blutglucosespiegels; das GH selbst hat also eine diabetogene Wirkung im Gegensatz zu Somatomedin C.

Das GH kann sich auch direkt auf das Knorpel- und Knochengewebe auswirken. Wachstumshormonmangel kann bei Kindern bewirken, daß sie sich zu sog. proportionierten Zwergen entwickeln.

Zwergenwuchs kann aber auch genetisch bedingt sein, und häufig spielen Unterernährung bzw. chronische Erkrankungen verschiedenster Art eine Rolle, wobei es häufig zu einer Verschiebung der Proportionen kommt. GHRH-Gaben stimulieren das somatische Wachstum (mittlerweile kann GHRH schon synthetisch hergestellt werden). Bei Pygmäen (durchschnittl. Körpergröße mask. 1,52m und fem. 1,47m) oder bei den “ Laron-Zwergen“ findet man aber einen normalen oder sogar erhöhten GH-Spiegel, aber einen Mangel an Somatomedin C. Eine praepubertäre GH-Überproduktion, also vor dem Epiphysenschluß, führt zum sog. Gigantismus. Z.B.: Robert Waldow; geb. 1928 in Alton, Illinois; Körpergröße 2,72m, Körpermasse 215 kg mit 22 Jahren.

Beim Erwachsenen kann sich eine tumoröse GH-Überproduktion nicht mehr auf das Längenwachstum auswirken, aber die Akren (Spitzen) des Körpers (Kinn, Nase, Ohren, Finger, Füße) können noch weiterwachsen, was dann als Akromegalie bezeichnet wird. Auch Knochenauswüchse, vergrößerte Organe des Verdauungstraktes, Hyperglykämie-Neigung und latente diabetische Stoffwechsellage können die Folge einer GH-Überproduktion sein. Durch Hyperglykämie können in weiterer Folge die B-Zellen die Langeans’schen Inseln zur Erschöpfung kommen, wodurch sich Diabetes mellitus entwickeln kann.

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4. Anmerkung

Das Wachstumshormon (human growth hormon) besteht aus 191 AS. Es wird in den eosinophilen Zellen des HVL gebildet. GHRH und GHIH aus dem Hypothalamus wirken regulatorisch. GH wird unter Streß und körperlicher Anstrengung vermehrt ausgeschüttet. Direkt bewirkt es einen Abbau von Fettgewebe und es fördert die Glykogenolyse (diabetogen). Indirekt bewirkt es über Somatomedine eine gesteigerte Proteinsynthese, regt die Zellteilung an und stimuliert die Chondro- und Myogenese.

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5. Zwischenfragen

  • Erklären Sie die anabole (Aufbau von Körpersubstanzen und Reservestoffen) Wirkung des Wachstumshormons!
  • Was gibt es zur katabolen Wirkung (Reserve mobilisierend) des GH zu sagen?
  • Welche Rolle spielt GH im Glucosehaushalt?
  • Welche Folgen kann eine Überproduktion an GH beim Kind haben und welche beim Erwachsenen?

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