Hormone der Nebennieren Welche Wirkung hat Cortisol und wofür wird es in der Medizin verwendet? - Was bewirkt das Adrenalin? - Wo wird Cortisol und wo Adrenalin produziert? Die beiden ca. 5 g schweren Nebennieren sitzen auf den Nieren, mit denen sie aber weder anatomisch noch funktionell zusammenhängen. Jede Nebenniere besteht aus zwei verschiedenen Teilen, die nach ihrer Lage als Nebennierenrinde und Nebennierenmark bezeichnet werden. Nebennierenrinde und Cortisol Die zahlreichen Hormone der Nebennierenrinde sind Steroide, die praktisch den ganzen Stoffwechsel beeinflussen. Ihre Bildung wird durch ein stimulierendes Hormon der Hypophyse (ACTH) ausgelöst. Wir beschränken uns auf das Cortisol. Cortisol beeinflusst den Kohlenhydrat-, Fett- und Eiweissstoffwechsel. Es wirkt katabol. d. h., es hemmt die Eiweisssynthese und fördert den Umbau von Aminosäuren zu Glucose. Cortisol hemmt das Immunsystem und Entzündungen indem es die Bildung von Lymphocyten hemmt und den Appetit der Fresszellen dämpft. Da es die Eiweisssynthese blockiert. stoppt es auch die Bildung von Antikörpern und Abwehreiweissen. Cortisol (oder das verwandte Cortison) wird vor allem gegen Allergien und als Immunsuppressivum zur Unterdrückung der Immunreaktion bei Autoimmunkrankheiten oder nach Organübertragungen eingesetzt. Die Verwendung als Entzündungshemmer ist zweischneidig. Einer sehr guten Wirksamkeit steht die Tatsache langfristiger Schäden gegenüber z. B. Bluthochdruck, Impotenz, psychische Labilität, Knochenausdünnung). Bei chronischen Entzündungen des Bewegungsapparates im Alter kann der Einsatz von Glucocorticoiden hilfreich sein und die Mobilität verbessern. Nebennierenmark und Adrenalin Das Nebennierenmark produziert u. a. das Hormon Adrenalin. Adrenalin hat Sympathikuswirkung: Es erhöht u. a. die Leistung des Kreislaufs (Puls, Blutdruck, Schlagvolumen) und fördert die Spaltung von Glykogen zu Glucose. Darum wirkt es bezüglich Blutzuckerspiegel als Antagonist des Insulins. Die Adrenalinbildung wird vom vegetativen NS direkt gesteuert: Der Sympathikus erhöht sie. Phänomen Stress Übersicht Du bist sicherlich auch schon unter Stress gestanden. Du meinst also den Begriff zu kennen. Im täglichen Leben verwendest Du das Wort "Stress" immer wieder. Dir sind sicher in der Umgangssprache mehrere Bedeutungen bekannt, die stark situationsabhängig sind. Wohl jeder von uns hat seine persönlichen Vorstellungen und Gefühle wenn er diesem Schlagwort begegnet. Doch meist löst die Erfahrung "Stress" negative Erinnerungen aus - bei Dir etwa auch? Teil A: Die Wirkung von Sympathikus und Parasympathikus des vegetativen Nervensystems auf die inneren Organe, Hypothalamus Allgemein bewirkt die Aktivierung des Sympathikus eine anregende Reaktion. Die Fähigkeit zur Arbeitsleistung und zur Auseinandersetzung mit der Umwelt wird erhöht. Herz, Kreislauf und Atmung werden aktiviert, bzw. gesteigert. Glykogen wird mobilisiert und die Aktivität des Magen-Darm-Traktes vermindert. Als Substanzen zur Informationsübertragung (Transmitter) werden beim Sympathikus die Hormone Noradrenalin und Adrenalin benützt. Umgekehrt löst eine Erregung des Parasympathikus eine beruhigende Reaktion aus. Dabei sind die Vorgänge, die der Erholung und Regeneration dienen, gesteigert. Die Tätigkeit der Verdauungsdrüsen und der Darmmuskulatur nimmt zu, die Kreislaufleistung und die Atemfrequenz wird verringert. 1
Das Zentrum für die vegetative Steuerung des Organismus liegt im Hypothalamus, einem Teil des Zwischenhirns. Vom Hypothalamus werden drei Grundmuster des elementaren Verhaltens kontrolliert: Abwehr- und Fluchtverhalten Regelung der Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme Steuerung der Sexualfunktionen Teil B: Was ist Stress? (nach Frederic Vester) 2
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Teil C: Regelkreis Hypothalamus - Hypophyse Nebennierenrinde Das Hirngebiet des Hypothalamus geht in ein drüsiges Anhängsel über, das entsprechend als Hirnanhangsdrüse oder Hypophyse bezeichnet wird. Diese Drüse wiegt nur rund ein halbes Gramm. Der vordere Teil der Hirnanhangsdrüse, der Hypophysenvorderlappen, produziert und speichert mehrere lebenswichtige Hormone, unter anderem eines zur Steuerung der Tätigkeit der Nebennierenrinde. Die Freisetzung dieser Hormone wird vom Hypothalamus gesteuert. Im Zusammenhang mit dem Stressgeschehen erfolgt neben einer Aktivierung des Sympathikus und des Nebennierenmarks immer auch eine Aktivierung des Regelkreises von Hypothalamus - Hypophyse -Nebennierenrinde. Dabei wird vom Hypothalamus das Hormon CRF (Corticotropin Releasing Factor) abgegeben, das in die Hypophyse gelangt und hier die Freisetzung des ACTH, des Adrenocorticotropen Hormons bewirkt. ACTH seinerseits erreicht über den Blutweg die Nebennierenrinde und stimuliert dort die Ausschüttung von Cortison. Das im Blut zirkulierende Cortison selbst wirkt in Form einer negativen Rückkoppelung hemmend auf die weitere Freisetzung von CRF im Hypothalamus und ACTH in der Hypophyse. 4
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Stress-Situationen vermögen den Regelkreis durch vermehrte Freisetzung von CRF so zu verstellen, dass im Blut eine starke Erhöhung des Cortisonspiegels festgestellt werden kann. Eine besonders starke Erhöhung erfolgt beim sogenannten "Konfliktstress", d.h. in Situationen, wo sich ein Individuum handlungsunfähig fühlt. Teil D: Wirkungen der Nebennierenhormone Hormone des Nebennierenmarks In den Zellen des Nebennierenmarks werden die Hormone Adrenalin (80%) und Noradrenalin (20%) gebildet. Andererseits stellt Noradrenalin auch die Überträgersubstanz des Sympathikus auf die Zielorgane dar. Die Hauptwirkungen der Nebennierenmark-Hormone sind in folgender Abbildung schematisch dargestellt. Beide Hormone beeinflussen in erster Linie das Herz-Kreislauf- System. Adrenalin hat den weitaus grössten Einfluss auf die Erweiterung der Bronchien und auf die Hemmung des Magen-Darm-Traktes. Von besonderer Bedeutung sind die Stoffwechselwirkungen des Adrenalins: Neben einer allgemeinen Umsatzsteigerung fördert es die Glykogenolyse in Leber und Muskel und die Lipolyse in den Fettgeweben. Dadurch werden die Konzentrationen von Glukose und Fettsäuren im Blut erhöht und stehen dem arbeitenden Gewebe als Energieträger zur Verfügung. Steuerung der Hormonabgabe: Die Abgabe der Hormone des Nebennierenmarks steht unter der Kontrolle der vegetativen Zentren im Hypothalamus. Die Ausschüttung dieser 6
Hormone ist unter Ruhebedingungen gering und steigt erst bei körperlichen und psychischen Belastungen - d.h. durch sympathische Einflüsse - an. Schädliche Auswirkungen der Nebennierenmark-Hormone auf den Körper: Chronische Stressbelastungen (andauernde, häufige Stressbelastung) führen vermehrt zu Organschäden. Gründe dafür sind erhöhter Blutdruck und Hemmung des Magen-Darm- Traktes. Der erhöhte Blutdruck ist für Schädigungen der Blutbahn verantwortlich. Diese führen zusammen mit Cortison zu einem erhöhten Herzinfarktrisiko. Hemmung des Magen- Darm-Traktes kann Magengeschwüre ausbilden. Der erhöhte Blutzucker- und der Blutfettspiegel kann mit der Zeit Arteriosklerose (Arterienverkalkung) bewirken. Somit resultiert auch von dieser Seite her ein erhöhtes Risiko zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen, insbesondere Herzinfarkt. In den Industrieländern stehen diese Erkrankungen als Todesursache an erster Stelle. Hormone der Nebennierenrinde Das wichtigste Hormon der Nebennierenrinde ist Cortison. Seine Freisetzung folgt einer ausgeprägten Tagesrhythmik mit einem maximalen Blutspiegel in den frühen Morgenstunden nach dem Aufwachen und einem Blutspiegel-Minimum um Mitternacht. Cortison ist jenes Hormon, das zusammen mit dem Sympathikus den Köper von Nacht- auf Tag-Betrieb umstellt. Ein minimaler Cortisonspiegel bedeutet Ruhe, Erholung, Schlaf, Anlegen von Depots (Glykogenese und Lipogenese) sowie Proteinsynthese, alles Voraussetzungen für Wachstum und Regeneration. Erhöhter Cortisonspiegel bewirken Wachsein, Aktivität, Leistungsbereitschaft, begleitet von Glykogen-Abbau, Fett-Abbau und als letzter Reserve Protein-Abbau. Zur Aktivierung der Organe über den Sympathikus ist das Cortison unbedingt notwendig. Cortison und Stress Stress-Situationen aller Art lösen ebenfalls einen Anstieg des Cortison-Blutspiegels aus. Dies kommt durch eine Sollwert-Verstellung des Cortisonregelkreises zustande. So steigt der Cortisonspiegel unter körperlichem Stress, z.b. schwerer Anstrengung, Hunger und Verletzung drastisch an. Bei Marathon-Läufern wurden nach Beendigung des Laufes mehrfach erhöhte Konzentrationen gemessen. Was ist der physiologische Hintergrund dieser Reaktion? Die intensive Muskelarbeit verbraucht viel Energie und führt zu einem Abbau der Energiereserven des Körpers. Eine der offensichtlichsten Wirkungen der Nebennierenrinden-Hormone ist die Bereitstellung von Energie über verschiedene Wege. So wird z.b. die Lipolyse im Fettgewebe erleichtert, und die Glukose-Aufnahme in praktisch allen Zellen reduziert. In verschiedenen Geweben wird der Protein-Abbau gesteigert und die Glukose-Synthese (Gluconeogenese) in der Leber erhöht. Die stärkste Aktivierung der Achse Hypothalamus - Hypophyse Nebennierenrinde erfolgt durch seelischen, psychischen Stress, in Situationen, die als neu, nicht voraussehbar, nicht kontrollierbar oder bedrohlich erlebt werden, steigt der Cortisonspiegel im Blut stark an und kann während Stunden erhöht bleiben. Die Cortison- Produktion ist umso höher, je unbekannter die Situation ist oder je unsicherer oder ausgelieferter sich der Mensch fühlt. So weisen Schüler, die bei einer Prüfung gut vorbereitet sind und gute Resultate erbringen, einen niedrigeren Cortisonspiegel auf als schlecht vorbereitete. In diesem Zusammenhang ist es auch sehr wichtig, wie man den Stress bewältigen kann. Ist die psychische Stressbewältigung schlecht, so kommt es vermehrt zu Organschädigungen. Mit diesen Zusammenhängen befasst sich eine Denk-und Forschungsrichtung in der Medizin, die Psychosomatik. 7
Schädliche Auswirkungen von Cortison auf den Körper: Die negativen Auswirkungen sind die gleichen wie bei den Nebennierenmark-Hormonen. Zusätzlich hemmt Cortison die Abwehrmechanismen des Blutes und wird darum in der Medizin, als Immunsupressivum benützt, d.h. zur Unterdrückung einer Organabstossung nach Transplantationen oder als Allergie-Mittel. Beim gestressten Menschen erhöht es aber die Krankheitsanfälligkeit. Eine weitere Wirkung ist die Unterdrückung von Gewebereizungen. Sie hat in der Medizin eine wichtige Bedeutung zur Behandlung von Entzündungen (Gelenkentzündungen, Asthma). Zusätzlich kann Cortison auch mitverantwortlich sein bei Schlaflosigkeit und psychischen Störungen (Depressionen). 8