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Hypophyse (Hirnanhangdrüse)

Inhalt

Übersicht 

Die Hypophyse (Hirnanhangdrüse, lat. Glandula pituitaria) ist das zentrale Organ der Sekretion von Steuer- und Effektorhormonen. Sie wird vom Hypothalamus als oberste Instanz aller Hormonachsen angesteuert und zur Ausschüttung von direkt an Organen wirkenden Hormonen (Effektorhormonen) angeregt.

Sie besteht aus zwei grundlegend unterschiedlichen Anteilen: der Adenohypophyse und der Neurohypophyse. Durch das hypothalamo-hypophysären Portalgefäßsystem, einem im Gehirn einzigartigem Gefäßsystem, sind jedoch beide Anteile miteinander verbunden.

Topographie 

Glandula pituitaria / Hirnanhangdrüse / Hypophyse (Ansicht von medial)Die Hypophyse hängt am Infundibulum, welches Teil des Diencephalons ist. Sie liegt an der Schädelbasis in der Fossa hypophysialis (Hypophysengrube) knöchern eingebettet, welche ventrokaudal des Sinus sphenoidalis (Keilbeinhöhle) und dorsokaudal des Clivus anliegt. Kranioventral der Hypophyse verläuft das Chiasma opticum, welches über eine dünne Membran mit dem Infundibulum verbunden ist. Kraniodorsal befindet sich der Hypothalamus, dessen unmittelbare Nähe für die schnelle Übertragung seiner Effektor- und Inhibiting-Hormone in die Hypophyse verantwortlich ist.

Aufbau und Embryologie 

Glandula pituitaria / Hirnanhangdrüse / Hypophyse (Ansicht von kranial)Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen) und Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen) gehen embryologisch aus unterschiedlichen Anteilen hervor: Die Adenohypophyse entstammt einer ektodermalen Ausstülpung (Rathke-Tasche), während die Neurohypophyse eine Ausstülpung des Diencephalons ist.

Die Rathke-Tasche ist eine Ausstülpung des Stomatodeums (Derivat des Vorderdarms), die nach dorsal auf das Infundibulum zuwächst. Am Ende des 2. Embryonalmonats verliert sie ihre Anbindung an die embryonale Mundhöhle und kommt in engen Kontakt mit dem Infundibulum. Die Zellen in der Vorderwand der Rathke-Tasche proliferieren und bilden die Adenohypophyse. In der weiteren Reifung differenzieren sich die Zellen zur Pars tuberalis, Pars intermedia und Pars distalis.

Aus dem Infundibulum entsteht indessen ein Teil des Hypophysenstiels, welcher die verbindenden Gefäße zwischen Hypophyse und Hypothalamus enthält, sowie die Neurohypophyse. Formal wird letztere in Infundibulum und Lobus nervosus unterteilt.

Hypothalamo-hypophysäre Verbindung

Aufbau und Verbindungen des Gefäßsystems

Glandula pituitaria / Hirnanhangdrüse / Hypophyse (Ansicht von kaudal)Die Hypophyse wird von je einer rechten und einer linken Arteria hypophysialis superior und inferior versorgt. Erstere entspringt der A. carotis interna im Subarachnoidalraum, welche unter Abgabe kleiner Äste zum Hypophysenstiel zieht. Von der ihr geht die A. trabecularis ab, welche im Bereich des Infundibulums mit Gefäßschlingen der A. hypophysialis inferior anastomosiert. Die A. hypophysialis inferior stammt entweder ebenfalls direkt aus der A. carotis interna oder einem ihrer caroticocavernösen Äste.

Der venöse Blutabfluss der Adenohypophyse erfolgt über die V. hypophysialis superior und laterales, die untereinander in diesem Bereich anastomosieren. Das venöse Blut der Neurohypophyse fließt dagegen über die V. hypophysialis inferior ab.

Die Blutversorgung der Adenohypophyse geschieht vorwiegend über ein Portalgefäßsystem. Die dem Hypophysenstiel anliegenden Rami descendentes der A. hypophysialis superior treten in das Infundibulum ein und bilden mit den venösen Ausläufer der V. hypophysialis superior ein erstes Kapillarnetz. Dieser Bereich des Infundibulums wird als Eminentia mediana bezeichnet und gehört zu den zirkumventrikulären Organen. Statt einer Blut-Hirn-Schranke besitzen diese charakteristischerweise eine Blut-Liquor-Schranke.

In der Umgebung der Kapillarschlingen befinden sich Nervenfaserenden aus den kleinzelligen Kerngebieten des Hypothalamus (z.B. dem Nucleus arcuatus). Im weiter distalen Abschnitt des Infundibulums befinden sich ähnliche Kapillarschlingen bestehend aus Anastomosen zwischen A. trabecularis und A. hypophysialis inferior sowie V. hypophysialis superior. Diese Kapillaren besitzen fenestriertes Endothel, eine Blut-Hirn-Schranke fehlt.

Aus den Kapillarschlingen der Eminentia mediana fließt das Blut über Portalvenen, den Vv. portales hypophysiales (daher die Bezeichnung Portalgefäßsystem), zur Adenohypophyse. Dort verzweigen sie sich und münden in die weitlumigen sinusoidalen Kapillaren, die in engem Kontakt zu den Drüsenzellen stehen.

Nachdem das Blut dieses Kapillarsystem durchlaufen hat, sammelt es sich in kleinen Venen, die über oberflächliche venöse Kleinstgefäße in den Sinus cavernosus und in die Sinus intercavernosi münden.

Es existieren also zwei nacheinandergeschaltete Gefäßsysteme: zum einen die Verbindung von arteriellen und venösen Kapillaren im Infundibulum (Eminentia mediana) und zum anderen jene in der Adenohypophyse.

Die Blutversorgung der Neurohypophyse geschieht durch die A. hypophysialis superior (dorsaler Ast) und die A. hypophysialis inferior. Beide Arterien speisen einen dichten Plexus von Kapillaren mit fenestriertem Endothel, anschließend wird das Blut in die oberflächlich anliegenden Venen abgeleitet.

Modulatorische Funktion der Gefäßplexus 

Neben der Aufgabe als reine Transportgefäße des Blutes besitzen die Kapillarnetze des Infundibulums sowie der Neurohypophyse noch eine weitere Funktion: Im Bereich der Plexus befinden sich Sensoren, die die Osmolarität und Elektrolytkonzentration des Blutes messen. Diese Informationen haben Einfluss auf die sekretorische Aktivität im Infundibulum sowie der Neurohypophyse.

Diese Sensoren sind jedoch nicht die einzigen, die auf diese Weise modulierend wirken. Afferenzen aus anderen zirkumventrikulären Organen, verschiedenen Kerngebieten im Hirnstamm sowie aus kortikalen, sensorischen und assoziativen Zentren haben ebenfalls Einfluss.

Funktion 

Endogene Rhythmik 

Die im Infundibulum und in der Neurohypophyse gespeicherten Hormone werden nicht kontinuierlich abgegeben, sondern zwischengespeichert, und erst auf einen entsprechenden Reiz hin ausgeschüttet (pulsatile Sekretion). Sie zeigen dabei häufig eine ausgeprägte Tag-Nacht- oder Schlaf-Wach-Rhythmik. Aus diesem Grund zeigt jeder Mensch innerhalb von 24 Stunden und in Abhängigkeit vom Schlafverhalten deutliche Hormonschwankungen. Untersuchungen haben zudem gezeigt, dass auf diese 24-Stunden-Rhythmen auch übergeordnete Wochen-, Monats- und Jahresrhythmen sowie Rhythmen in Abhängigkeit von der Jahreszeit einwirken. Dementsprechend besitzt jeder Mensch verschiedene Hormonzyklen, die unterschiedlich lang sind und sich gegenseitig beeinflussen. Ob und inwieweit dies eine Auswirkung auf das Befinden oder das Verhalten hat, ist abhängig von verschiedenen genetischen und epigenetischen Faktoren sowie Umwelteinflüssen.

Hormonachsen 

Die Hypophyse ist Teil der hormonellen Achsen, welche immer den gleichen prinzipiellen Aufbau haben: Vom Hypothalamus werden Releasing-Hormone freigesetzt, die Effektorhormone sezernieren, welche dann auf die nachgeschalteten peripheren endokrinen Organe wirken. In Bezug auf die Freisetzung der Effektorhormone ist jedoch zwischen der Adenohypophyse und der Neurohypophyse zu unterscheiden.

Adenohyophyse

Hypophyse - HormonachseDie Adenohypophyse setzt ihre Effektorhormone erst nach Anregung durch die entsprechenden Releasing-Hormone vom Hypothalamus frei. Dabei handelt es sich um:

  • Somatoliberin (Growth hormone-releasing hormone, GHRH) fördert die Freisetzung von Wachstumshormon (Growth hormone, GH).
  • Thyroliberin (Thyrotropin-releasing hormone, TRH) fördert die Sekretion von Thyreotropin (Thyroid-stimulating hormone, TSH) und stimuliert die Freisetzung von Prolaktin.
  • Corticoliberin (Corticotropin-releasing hormone, CRH) stimuliert die Sekretion von Adrenocorticotropin (Adrenocorticotropic hormone, ACTH) und beta-Endorphin.
  • Luliberin (Gonadotropin-releasing hormone, GnRH) fördert die Freisetzung des luteinisierenden und follikelstimulierenden Hormons (LH und FSH) und induziert die Ovulation.

Neben den stimulierenden gibt es auch die hemmenden Hormone:

  • Somatostatin hemmt die Sekretion von GH sowie die durch TRH induzierte Sekretion von TSH.
  • Prolaktostatin (Dopamin) hemmt die Sekretion von Prolaktin (Die Namensgebung ist historisch bedingt, weil anfangs angenommen wurde, dass es sich um zwei verschiedene Stoffe handelt.)

Die freigesetzten Hormone wiederum wirken an Nebennierenrinde, Schilddrüse, Leber, Brustdrüse und Ovar bzw. Hoden, wo ggf. weitere Hormone freigesetzt werden.

Neurohyophyse 

An der Neurohypophyse gestaltet sich die Situation anders. Für die Freisetzung des antidiuretischen Hormons (ADH) oder Oxytocin werden keine Releasinghormone vom Hypothalamus benötigt, da die Neurohypophyse selbst ein Teil des Hypothalamus ist ("verlängerter Arm des Hypothalamus"). Die Hormone werden dort also solange vorgehalten, bis sie benötigt werden. Zudem haben ADH und Oxytocin primär keinen Einfluss auf endokrine Organe.

ADH wirkt an zwei verschiedenen Vasopressinrezeptoren: V1-Rezeptoren in Gefäßen und V2-Rezeptoren in der Niere. An Gefäßen sorgen sie für eine Kontraktion der glatten Muskelzellen und in der Niere für den Einbau von Wasserkanalproteinen (Aquaporinen), wodurch mehr Wasser im Tubulussystem rückresorbiert wird (Antidiurese). Beides führt zu einer Erhöhung des arteriellen Blutdrucks.

Oxytocin hingegen wirkt in verschiedenen Abschnitten des Gehirns und ist an sozialen Interaktionen beteiligt. In der Schwangerschaft bindet es an Oxytocinrezeptoren im Uterus und löst die Wehentätigkeit aus. Nach der Geburt bindet es an Rezeptoren im Parenchym der Brustdrüse und stimuliert die Milchejektion.

Bei der nicht schwangeren, nicht laktierenden Frau sind Oxytocinrezeptoren nur in sehr geringer Zahl vorhanden. Gelegentlich kommt es jedoch vor, dass sie aktiviert werden. Da Oxytocin eine Rolle in der Physiologie des Sexualaktes und der partnerschaftlichen Bindung spielt, kann es daher gelegentlich zur Milchejektion ohne Schwangerschaft oder Stillaktivität kommen (z.B. im Zuge sexueller Aktivitäten).

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Quellen anzeigen

Quellen:

  • D. Drenckhahn / Benninghoff: Anatomie, 16. Auflage, Elsevier (2004), S. 188 f.
  • T. Sadler: Medizinische Embryologie, 11. Auflage, Thieme (2008), S. 407 f.
  • M. Bähr / M. Frotscher: Neurologisch-topische Diagnostik, 9. Auflage, Thieme (2009), S.
  • M. Trepel: Neuroanatomie, 4. Auflage, Urban & Fischer (2008), S.
  • M. Schünke, E. Schulte, U. Schumacher et al.: Kopf, Hals und Neuroanatomie – Prometheus, 2. Auflage, Thieme (2009), S. 387
  • W. Kahle, M. Frotscher: Nervensystem und Sinnesorgane – Taschenatlas Anatomie, 10. Auflage, Thieme (2009), S. 200 f.
  • J. Krmpotić-Nemanić: Anatomie, Variationen und Missbildungen der Gefäße im Kopf- und Halsbereich. Archives of Oto-Rhino-Laryngology (1978), Band 219, Auflage 1, S. 1-91 

Autor:

  • Andreas Rheinländer

Illustratoren:

  • Paul Kim
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