Obwohl die biochemischen Grundlagen der Wirkung von Schilddrüsenhormonen erst jetzt verständlich werden, wurde die Tatsache, dass fast alle ihre Auswirkungen über intrazelluläre Rezeptoren vermittelt werden, bereits Mitte der 1980er Jahre erkannt. Nach dem heutigen Verständnis bindet T3 an hochaffine intrazelluläre Rezeptoren, was zu Veränderungen ihrer Affinität zu T3-empfindlichen regulatorischen Elementen führt, die die Expression bestimmter Gene regulieren. So beeinflusst T3 die Genexpression und damit die Proteinsynthese. Normalerweise bindet der freie Rezeptor an das regulatorische Element und unterdrückt die Expression des entsprechenden Gens, in einigen Fällen kann er sie aber auch aktivieren. Durch die Bindung des Hormons verstärkt der Rezeptor die Expression (oder unterdrückt sie). T4 bindet an dieselben Rezeptoren, hat aber eine deutlich geringere Affinität zu ihnen als T3. T4 kann zwar an die Rezeptoren binden, es konnte jedoch keine Beeinflussung der Genexpression durch T4 nachgewiesen werden. T4 kann daher in gewissem Sinne als Prohomon angesehen werden, da seine Wirkung auf die Genexpression auf der Umwandlung in T3 beruht.
Wachstum und Entwicklung
Die Hauptwirkung der Schilddrüsenhormone wird über den Einfluss auf die Genexpression und damit die Proteinsynthese vermittelt. Dies ist zweifellos auch im Hinblick auf den Einfluss der Schilddrüsenhormone auf Wachstum und Entwicklung des Organismus der Fall. Vielleicht das eindrucksvollste Beispiel hierfür ist die fast zauberhafte Verwandlung des Kaulquappens in einen Frosch unter der Wirkung von T3: Beim Kaulquappchen entwickeln sich nicht nur die Gliedmaßen, Lungen und andere für das terrestrische Dasein erforderlichen Strukturen, sondern es wird auch die Synthese zahlreicher Enzyme eingeleitet, die den Abbau des Schwanzes und die Bildung neuer Gewebe ermöglichen.
Die Schilddrüsenhormone spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung des Gehirns. In der Phase besonders aktiver Nervengewebsentwicklung (von der Geburt bis zu einem halben Jahr) führt das Fehlen von Schilddrüsenhormonen zu irreversibler geistiger Retardierung (Kretinismus), die mit vielfältigen morphologischen Abweichungen im Aufbau des Gehirns einhergeht. Diesen Abweichungen liegen Störungen der Nervenzellwanderung und Nervenverbindungsbildung sowie eine verminderte Synapsenzahl zugrunde. Die Verabreichung von Schilddrüsenhormonen in den ersten beiden Lebenswochen kann diese Störungen verhindern.
Grundumsatz
Bei Mensch und warmblütigen Tieren erhöhen die Schilddrüsenhormone den Sauerstoffverbrauch. Der Stoffwechsel wird in Herz- und Skelettmuskulatur, Leber und Nieren gesteigert. Die 30- bis 40%ige Erhöhung des Sauerstoffverbrauchs ist auf eine verstärkte Herzarbeit zurückzuführen. In einigen Organen, darunter Gehirn, Keimdrüsen und Milz, wird die Wärmeproduktion durch die Schilddrüsenhormone nicht gesteigert. Die den Anstieg der Wärmeproduktion zugrunde liegenden Prozesse blieben lange Zeit unverstanden.
Häufig gestellte Fragen
Was sind die wichtigsten Wirkungen der Schilddrüsenhormone?
Die wichtigsten Wirkungen der Schilddrüsenhormone sind:
– Regulation von Wachstum und Entwicklung
– Beeinflussung des Grundumsatzes
– Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf-System
– Regulation des Stoffwechsels
Wie beeinflussen Schilddrüsenhormone die Hirnentwicklung?
Schilddrüsenhormone spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung des Gehirns. Während der Phase besonders aktiver Nervengewebsentwicklung in den ersten sechs Monaten nach der Geburt kann ein Mangel an Schilddrüsenhormonen zu irreversibler geistiger Retardierung (Kretinismus) führen. Dies hängt mit Störungen der Nervenzellwanderung, der Nervenverbindungsbildung und einer verminderten Synapsenzahl zusammen.
Wie regulieren Schilddrüsenhormone den Grundumsatz?
Schilddrüsenhormone erhöhen den Sauerstoffverbrauch und damit den Grundumsatz beim Menschen und bei warmblütigen Tieren. Der Stoffwechsel in Herz- und Skelettmuskulatur, Leber und Nieren wird gesteigert. Der 30- bis 40%ige Anstieg des Sauerstoffverbrauchs ist vor allem auf eine verstärkte Herzarbeit zurückzuführen.
Wie binden Schilddrüsenhormone an ihre Rezeptoren?
T3 bindet an hochaffine intrazelluläre Rezeptoren, was zu Veränderungen ihrer Affinität zu T3-empfindlichen regulatorischen Elementen führt. Dadurch beeinflusst T3 die Genexpression und damit die Proteinsynthese. T4 bindet zwar ebenfalls an diese Rezeptoren, hat aber eine deutlich geringere Affinität. T4 kann daher als Prohomon angesehen werden, dessen Wirkung auf der Umwandlung in T3 beruht.