5.2 Die Schilddrüse - Schulbuchzentrum Online

Wie viele andere Drüsen auch steht die Schilddrüse unter dem Einfluss übergeordneter Hormondrüsen. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Hierarchie des hormonellen Systems. Im Fall des Schilddrüsenhormons sieht die Hierarchie folgendermaßen aus (Abb. 1). Übergeordnet ist der Hypothalamus. Er bildet ein Hormon mit dem Namen Thyreotropin-Releasing-Hormon, abgekürzt TRH. Die Synthese und Freisetzung von TRH wird durch das Gehirn beeinflusst. Kälte und Stress regen die TRH-Freisetzung an. TRH lagert sich an einen passenden Rezeptor in der Zellmembran der Hypophyse an. TRH veranlasst in der Hypophyse die Synthese des Hypophysenhormons Thyroidea-stimulierendes Hormon, abgekürzt TSH. Rezeptoren für TSH befinden sich in der Membran von Zellen der Schilddrüse. Dort stößt TSH eine Signalkette an, die zur Synthese und Freisetzung des Schilddrüsenhormons Thyroxin führt. Zielzellen für Thyroxin sind fast alle Körperzellen. Der Rezeptor für Thyroxin befindet sich im Inneren der Zielzellen. Thyroxin wirkt durch negative Rückkopplung auf Hypothalamus und Hypophyse und hemmt dort die Synthese und Freisetzung von TRH und TSH. Alle Hormone wirken nach dem SchlüsselSchloss-Prinzip über bestimmte Proteine, die Rezeptoren. Diese können sich in der Zellmembran oder im Zellinneren befinden. Rezeptoren spielen eine wichtige Rolle bei der Signalübertragung. Wenn ein Hormon an einen passenden Rezeptor der Zellmembran bindet, löst der Rezeptor eine Signalkette im Inneren der Zelle aus. Das Ergebnis

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Gehirn Hypothalamus

Bildung von TRH TRH

TRH Hypophyse

Bildung von TSH

TSH

TSH Schilddrüse

negative Rückkopplung

Im Halsbereich des Menschen liegt die Schilddrüse. Sie produziert das iodhaltige Hormon Thyroxin. Zur Bildung von Thyroxin muss Iod mit der Nahrung aufgenommen werden. Thyroxin fördert die Sauerstoffaufnahme und den Energiestoffwechsel. Bei Heranwachsenden ist Thyroxin an Entwicklungsprozessen wie Zelldifferenzierung und Wachstum beteiligt.

Kälte, Stress

Thyroxin

Die Schilddrüse

Thyroxin

5.2

Bildung von Thyroxin Thyroxin

Thyroxin

Zielzelle Hormonvorstufe vermehrte Sauerstoffaufnahme und erhöhter Energiestoffwechsel

Signalkette Rezeptor

1 Hierarchie von Hormondrüsen am Beispiel der Schilddrüse der Signalkette ist die Synthese eines bestimmten Hormons aus Vorstufen und die Freisetzung des Hormons in das Blut. In den Zielzellen steht die Hormon-Rezeptor-Verbindung am Anfang einer Signalkette, die zu einer für das jeweilige Hormon speziellen Veränderung des Stoffwechsels führt.

Steuerung+Regelung, Information+Kommunikation, Struktur+Funktion

Grundwissen

Regulation der Schilddrüsenfunktion Hypothalamus gibt TRH ab

Hypophyse gibt TSH ab

Auswirkungen bei Überfunktion Unterfunktion Psyche Unruhe, Reizbarkeit, Gefühlsschwankungen Müdigkeit, Konzentrationsschwäche, Depression Augen glänzende Augen, häufige Bindehautentzündungen keine

Schilddrüse gibt Thyroxin ab

Stoffwechsel Schwitzen, niedrige Blutfette, Gewichtsverlust Frieren, erhöhte Blutfette, Gewichtszunahme Herz-Kreislauf-System schneller Puls, systolischer Blutdruckwert erhöht langsamer Puls, hoher Blutdruck Sexualität Zyklusstörungen,Fehlgeburten Fruchtbarkeit nimmt ab, Potenzschwäche Knochenbau Knochenschwund, Gelenkbeschwerden häufige Knochenbrüche mit schlechter Heilung Nerven und Muskulatur Fingerzittern, Unruhe, Muskelschwäche unsicheres Gehen, gestörter Geschmacks- und Geruchssinn

2 Auswirkungen von Über- und Unterfunktion der Schilddrüse Versuch

Hypophyse

Schilddrüse

HormonMetazusatz morphose

1. Experiment nicht entfernt nicht entfernt

–

ja

2. Experiment

–

nein nein

entfernt

nicht entfernt

3. Experiment nicht entfernt

entfernt

–

4. Experiment

entfernt

entfernt

Thyroxin

ja

5. Experiment

entfernt

entfernt

TSH

nein

6. Experiment

entfernt

nicht entfernt

TSH

ja

3 Versuchsergebnisse zur Wirkung von Thyroxin und TSH auf die Metamorphose von Kaulquappen

1 Kurzvortrag: Schilddrüse und hormonelle Hierarchie. Halte über die hormonelle Hierarchie am Beispiel des Schilddrüsenhormons einen zusammenhängenden Kurzvortrag von drei bis fünf Minuten. Erarbeite dir die Abbildung 1. Überlege den Einstieg in den Kurzvortrag und die Struktur deines Kurzvortrags. Decke dann den Grundwissentext ab und halte nur unter Bezug auf Abbildung 1 den Vortrag. Abschließend wird der Kurzvortrag hinsichtlich seiner Vorzüge, aber auch hinsichtlich weniger gelungener Aspekte beurteilt. 2 Ursachen von Über- und Unterfunktion einer

Hormondrüse. Man kennt verschiedene Ursachen für die Unterfunktion und die Überfunktion einer Hormondrüse. Erläutere für die folgenden Fälle, welche Auswirkungen sich nach Abbildung 1 ergeben. Gib an, ob damit eine Unter- oder Überfunktion der Schilddrüse einhergeht: 1. In der Schilddrüse kann das Hormon nicht vollständig aus Vorstufen synthetisiert werden. 2. Der Rezeptor in der Zielzelle ist defekt. 3. Der Rezeptor in der Membran der Schilddrüsenzelle ist defekt: Unabhängig davon, ob das Hypophysen-Hormon vorhanden ist oder nicht, wird laufend die Signalkette zur Bildung des Hormons gestartet. 4. Die Rezeptoren für das Schilddrüsenhormon im Hypothalamus und in der Hypophyse sind defekt. 3 Thyroxin und die Metamorphose bei Fröschen. Bereits im Jahre 1912 fand man heraus, dass sich die Metamorphose von Kaulquappen erheblich beschleunigte, wenn man Schilddrüsengewebe an sie verfütterte. In weiteren Versuchen wurden die Zusammenhänge zwischen Schilddrüse, Hypophyse und ihren Hormonen untersucht (Abb. 3). Dabei wurden die Hypophyse und/oder die Schilddrüse der Kaulquappen operativ entfernt. Werte jeden Versuch in Abbildung 3 unter Bezug auf die hormonelle Hierarchie aus. Formuliere einen zusammenfassenden Text über die normale hormonelle Regulation der Metamorphose bei Fröschen.

89 Arbeitsmaterial