Thyreotroper Regelkreis
Der thyreotrope Regelkreis (Synonyme: Hypophysen-Schilddrüsen-Regelkreis, Hypophysen-Schilddrüsen-Achse, Thyreotrope Achse) ist ein mehrschleifiger Regelkreis, der zwischen der Hypophyse und der Schilddrüse aufgespannt ist. Er reguliert die Konzentration an Schilddrüsenhormonen im Blutplasma.
Physiologie
Die Hypophyse schüttet das Steuerhormon Thyreotropin (TSH) aus, das in der Schilddrüse die Sekretion von Thyroxin (T4) und Triiodthyronin (T3) anregt. Umgekehrt hemmen Schilddrüsenhormone im Sinne einer Gegenkopplung (Negative Rückkopplung) die Produktion und Ausschüttung von TSH, so dass sich normalerweise ein Gleichgewichtsspiegel der Menge an Schilddrüsenhormonen im Blut einstellt. Die Produktion und die Ausschüttung des TSH hängt zudem von dem Spiegel des Thyreotropin Releasing-Hormons TRH und des Somatostatins ab, die beide vom Hypothalamus produziert und ausgeschüttet werden. Der Hypothalamus gibt den Sollwert der Schilddrüsenhormone im Blut vor und misst ständig den Istwert. Um den Istwert der Schilddrüsenhormone im Blut an den Sollwert der Schilddrüsenhormone im Blut anzupassen, kann der Hypothalamus die Produktionsmenge an TRH und damit die Produktionsmenge an TSH und Schilddrüsenhormonen beeinflussen.
Abgesehen von diesem Hauptregelkreis gibt es weitere eingeschaltete Rückkoppelungsschleifen, z. B. ein Ultra-Short-Feedback von TSH auf seine eigene Ausschüttung (Brokken-Wiersinga-Prummel-Regelkreis), ein Long-Feedback von Schilddrüsenhormonen auf die TRH-Freisetzung und Regelkreise, welche die Plasmaproteinbindung von T4 und T3 einstellen.
Die Iodaufnahme der Schilddrüse ist nicht nur vom TSH-Spiegel abhängig, sondern unterliegt auch einer Iod-abhängigen Autoregulation. Gaben großer Mengen von Iodid (mehrere Hundert Milligramm – der Tagesbedarf des Gesunden wird von der WHO mit 200 Mikrogramm angegeben) hemmen Iodidaufnahme, Hormonsynthese und Hormonausschüttung (Wolff-Chaikoff-Effekt, nach Louis Wolff, 1898–1972, US-amerikanischer Kardiologe und I. L. Chaikoff, US-amerikanischer Physiologe[1]). Diesen Effekt, der nur wenige Tage anhält, machte man sich früher zur Behandlung einer Hyperthyreose vor Schilddrüsenoperation zunutze („Plummern“, nach Henry Stanley Plummer).[2][3]
Funktionszustände des Hypophysen-Schilddrüsen-Regelkreises
- Euthyreose (Normale Schilddrüsenfunktion)
- Hypothyreose (Schilddrüsenunterfunktion)
- Primäre Hypothyreose (Regelkreis in der Schilddrüse unterbrochen, z. B. durch mangelnde Inkretionsleistung nach Operation oder bei Autoimmunthyreopathien)
- Sekundäre Hypothyreose (Regelkreis in der Hypophyse unterbrochen, z. B. im Rahmen einer HVL-Insuffizienz)
- Tertiäre Hypothyreose (Vorgabe des Sollwertes fehlt durch Mangel an TRH, z. B. im Rahmen einer Schädigung des Hypothalamus, eines Pickardt-Syndroms oder eines Euthyroid-Sick-Syndroms.)
- Hyperthyreose (Schilddrüsenüberfunktion)
- Primäre Hyperthyreose (Inappropriate Sekretion von Schilddrüsenhormonen durch eine Erkrankung der Schilddrüse, z. B. bei Autonomien und beim Morbus Basedow)
- Sekundäre Hyperthyreose (selten durch TSH-produzierende Tumoren der Hypophyse oder bei Schilddrüsenhormonresistenz)
- Tertiäre Hyperthyreose (denkbar durch TRH-Überproduktion im Hypothalamus oder paraneoplastische TRH-Bildung, bislang noch nicht beobachtet)
- Thyreotoxikose (Überversorgung mit Schilddrüsenhormonen, z. B. durch zu hoch dosierte medikamentöse Behandlung einer Hypothyreose)
- Schilddrüsenhormonresistenz (Unterbrechung des Regelkreises an den Rezeptoren in der Hypophyse oder der Peripherie)
Diagnostik
Die Funktion des Regelkreises kann in den meisten Fällen durch die Bestimmung folgender Hormone ermittelt werden:
- TSH (Thyreoidea-stimulierendes Hormon)
- Freies T4
- Freies T3
Nur für besondere Fragestellungen werden die folgenden Schilddrüsenfunktionstests benötigt:
- Gesamt-T4
- Gesamt-T3
- TRH
- TBG
- TRH-Tests
- Sekretionsleistung der Schilddrüse (GT)
- Summenaktivität peripherer Dejodinasen (GD)
- TSH-Index (TSHI)
Literatur
- McDermott MT, Ridgway EC. Central hyperthyroidism. Endocrinol Metab Clin North Am. 1998 Mar;27(1):187-203. PMID 9534036
- J. W. Dietrich: Der Hypophysen-Schilddrüsen-Regelkreis. Entwicklung und klinische Anwendung eines nichtlinearen Modells., Logos-Verlag, Berlin 2002, ISBN 3-89722-850-5.
- J. W. Dietrich, A. Tesche, C. R. Pickardt, U. Mitzdorf: "Thyrotropic Feedback Control: Evidence for an Additional Ultrashort Feedback Loop from Fractal Analysis", in: Cybernetics and Systems, 2004, 35 (4), S. 315–331; doi:10.1080/01969720490443354.
- C. Gauna, G. H. van den Berghe, A. J. van der Lely: "Pituitary Function During Severe and Life-threatening Illnesses", in: Pituitary, 2005, 8 (3-4), S. 213–217; doi:10.1007/s11102-006-6043-3.
