Long-Feedback-Mechanismus

Medizinische Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher (Facharzt für innere Medizin) am 14. November 2016
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Der Long-Feedback-Mechanismus ist ein Prinzip der Rückkopplung, wie es im menschlichen Körper für den Hormonhaushalt relevant ist. Zu den bekanntesten Long-Feedback-Mechanismen zählt der Regelkreis zwischen Schilddrüsenhormonen und TSH (Thyreotropin). Störungen innerhalb dieses Regelkreises treten unter anderem bei Morbus Basedow auf.

Inhaltsverzeichnis

Was ist der Long-Feedback-Mechanismus?

Feedbackmechanismen im Sinne einer selbst regulierenden Rückkopplung spielen im menschlichen Körper vor allem für das Hormonsystem eine Rolle. Hormone regulieren bei der Selbstanpassung ihre eigene Ausschüttung. Unterschiedliche Arten der Rückkopplung existieren. Eine davon ist der Long-Feedback-Mechanismus, der einem physiologischen Selbstanpassungsprinzip entspricht.

Das Long-Feedback spielt beispielsweise für die Schilddrüsenhormone und ihre Wirkung auf die Freisetzung des Thyreotropin-Releasing-Hormons eine Rolle. Darüber hinaus ist der Long-Feedback-Mechanismus ein Grundprinzip in der zentralen Steuerung des endokrinen Systems. Der Hypothalamus steht im Zentrum dieser Steuerung. Der Gehirnteil zählt zum Zwischenhirn und entspricht dem höchsten Regulationszentrum aller vegetativer und endokriner Vorgänge.

Im Wesentlichen spielen zwei Schaltungen für die hormonellen Steuerungsvorgänge durch den Hypothalamus eine Rolle. Neben dem Short-Feedback-Mechanismus, der Hypothalamus-Adenohypophysen-Schleife oder Hypophysen-Schleife, zählt hierzu die Adenohypophysen- oder Hypophysen-End-Orgel-Schleife, die einem Long-Feedback-Mechanismus entspricht.

Funktion & Aufgabe

Im menschlichen Körper existieren unterschiedliche Regulationsprinzipien mit Feedback-Mechanismus, so vor allem innerhalb der hormonalen Regulation. In diese Regulation sind unterschiedliche Rückkopplungsebenen eingebunden. Der Hypothalamus ist die oberste Zentrale aller hormonellen Rückkopplungsprozesse.

Der Gehirnbereich enthält rezeptive Areale, die Informationen aus der Umwelt, aus dem zentralen Nervensystem und aus der hormonellen Körperperipherie erhalten. Die Informationen aus der Körperperipherie entsprechen meist Änderungen der Hormonkonzentration. Die Gesamtheit der genannten Informationen wird von den rezeptiven Feldern des Hypothalamus registriert.

Die Verbindung zwischen Peripherie und Hypothalamus stellt einen Long-Feedback-Mechanismus dar. Letztlich gelangen Informationen aus dem Hypothalamus zur Hypophyse. Dies kann entweder auf neurogenem Weg über den Tractus tuberohypophysealis erfolgen, oder durch das Portalgefäßsystem über hypophyseotrope Hormone geschehen.

Letzteres ist mit den Releasing-Hormonen und Inhibiting-Hormonen des Hypothalamus der Fall. Bei diesen Hormonen handelt es sich um Steuerhormone, die eine bestimmte Wirkung auf den Hypophysenvorderlappen ausüben. Releasing-Hormone sind zum Beispiel die Hormone GHRH, GnRH, CRH und THR. Rückinformationen erhält der Hypothalamus von der Hypophyse nicht über einen Long-, sondern einen Short-Feedback-Mechanismus.

Der Long-Feedback-Mechanismus zwischen Hypothalamus und Peripherie spielt auch für die glandotropen Hormone eine Rolle, die selbst ein wichtiges Regulationsprinzip innerhalb der endokrinen Rückkopplung darstellen. Da die Hypophyse Rückinformationen aus der Körperperipherie ebenfalls durch einen Long-Feedback-Mechanismus erhält, kann die Drüse auf Basis dieser Informationen die Ausschüttung der glandotropen Hormone regulieren und so die Sekretion peripher endokriner Organe beeinflussen.

Das hypothalamisch-hypophysäre System ist demnach mehrfach rückgekoppelt und bestimmt über die Aktivität aller Drüsen, indem es das Regulationsprinzip der glandotropen Hormone nutzt. Alle regulatorischen Stufen des Systems sind im Sinne einer negativen Rückkopplung gesteuert. Kurzum ist der hormonelle Haushalt in Regelkreisen organisiert, die sich dem aktuellen Hormonbedarf des Körpers ununterbrochen anpassen. Die Hypothalamus–Hypophysen–Achse ist das wesentlichste Beispiel für dieses Prinzip.

Der Long-Feedback-Mechanismus spielt damit letztlich für alle Hormone eine Rolle und ist im Endeffekt zum Beispiel auch für die Ovulation relevant. Der lange Rückkoppelungseffekt von Östrogenen und Porgesteron steht dabei wieder in rückwirkendem Zusammenhang mit dem Hypothalamus-Hypophysen-System.

Damit besitzt der weibliche Zyklus zwei wichtige Steueranteile. Neben dem Long-Loop-Feedback von Östrogenen und Progesteron auf das System zwischen Hypothalamus und Hypophyse spielt für die Ovulation die pulsatile Freisetzung der Hormone GnRH, LH und FSH eine Rolle.




Krankheiten & Beschwerden

Die Störung eines einzigen Hormonregelkreises führt aufgrund der engen Zusammenhänge einzelner Steuerkreise meist zur Störung des gesamten Hormonhaushalts und den damit zusammenhängenden Körperfunktionen. Eine Schilddrüsenüberfunktion oder eine Schilddrüsenunterfunktion (Hypero- und Hypothyreose) kann so beispielsweise in Folge eines Mangels oder Überangebots an TSH entstehen und damit auf eine Hypophysenfehlfunktion verweisen.

Der Long-Feedback-Mechanismus zwischen Schilddrüsenhormonen und Thyreotropin-Releasing-Hormonen begründet diesen Zusammenhang. Ebenso können TSH-produzierende Tumore einen Überschuss an TRH verursachen, der in einer Folge den thyreotropen Regelkreis stört.

Auswirkungen auf den Long-Feedback-Mechanismus zwischen Schilddrüsen-Hormonen und TRH zeigen sich außerdem durch Erkrankungen wie Morbus Basedow. Bei der Krankheit kommt es zu einer Überfunktion der Schilddrüse, die mit autoimmunologischen Reaktionen vergesellschaftet ist. Das Immunsystem der Patienten greift innerhalb der Schilddrüsenfollikel die TSH-Rezeptoren an. Antikörper des IgG-Typs binden an die Rezeptoren und stimulieren sie dauerhaft, indem sie die Wirkung von TRH imitieren.

Dies hat aufgrund der Regelkreise eine vermehrte Aktivität der Schilddrüse zur Folge. Ein Überangebot an Schilddrüsen-Hormonen entsteht. Zudem wird die Drüse durch Wachstumsreize immer größer. Da das im Körper vorhandene TSH wegen seiner Bindungsunfähigkeit an Rezeptoren keine Wirksamkeit besitzt, geraten letztlich unterschiedliche Körperfunktionen aus dem Gleichgewicht.

Aufgrund der erhöhten Schilddrüsenhormon-Konzentration geht über den Long-Feedback-Mechanismus die allgemeine TSH-Konzentration zurück. Zur selben Zeit behindern Autoantikörper an der Hypophyse die TSH-Sekretion. Obwohl die TSH-Konzentration fortlaufend sinkt, liegt im Rahmen der Erkrankung eine Hyperthyreose vor.

Auch das Cushing-Syndrom führt zu Störungen des gesamten Hormonsystems. Bei der Erkrankung handelt es sich um eine Krankheit der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse. Tumore des Hypophysenvorderlappens sezernieren oft ACTH, das einen hohen Plasmaspiegel an Cortisol stimuliert. Die Patienten leiden an einem erhöhten Blutzuckerspiegel, der mit Diabetes mellitus Typ II einhergehen kann.

Weiterhin können osteoporotische Veränderungen sowie Muskelschwäche auftreten. Stammfettsucht mit Stiernacken und Vollmondgesicht sind charakteristische Anzeichen eines Cushing-Syndroms.

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