Lernziele

Am Ende dieses Abschnitts werden Sie in der Lage sein:

  • Die Zielwirkung der Hormone der Nebenschilddrüsen aufzulisten und zu beschreiben.

Die Nebenschilddrüsen sind winzige, runde Strukturen, die normalerweise in die hintere Oberfläche der Schilddrüse eingebettet sind (Abbildung 1). Eine dicke Bindegewebskapsel trennt die Drüsen vom Schilddrüsengewebe. Die meisten Menschen haben vier Nebenschilddrüsen, gelegentlich gibt es aber auch mehr in Geweben des Halses oder der Brust. Die Funktion eines Typs von Nebenschilddrüsenzellen, der oxyphilen Zellen, ist nicht klar. Die primären Funktionszellen der Nebenschilddrüsen sind die Hauptzellen. Diese Epithelzellen produzieren und sezernieren das Parathormon (PTH), das wichtigste Hormon, das an der Regulierung des Kalziumspiegels im Blut beteiligt ist.

Teil A dieser Abbildung zeigt die vier kleinen, scheibenförmigen Nebenschilddrüsen, die in die hintere Oberfläche der Schilddrüse eingebettet sind. Teil B zeigt eine mikroskopische Aufnahme des Nebenschilddrüsengewebes. Das Gewebe besteht größtenteils aus würfelförmigen Hauptzellen, die ein zentrales Blutgefäß umschließen. Einige größere und dunkler gefärbte oxyphile Zellen sind in die vielen Hauptzellen eingebettet.

Abbildung 1. Die kleinen Nebenschilddrüsen sind in die hintere Oberfläche der Schilddrüse eingebettet. LM × 760. (Mikrofoto zur Verfügung gestellt von den Regents of University of Michigan Medical School © 2012)

Betrachten Sie das WebScope der University of Michigan, um die Gewebeprobe genauer zu untersuchen.

Die Nebenschilddrüsen produzieren und sezernieren Parathormon, ein Peptidhormon, als Reaktion auf einen niedrigen Kalziumspiegel im Blut (Abbildung 2). Die Ausschüttung von Nebenschilddrüsenhormonen bewirkt die Freisetzung von Kalzium aus den Knochen, indem sie Osteoklasten stimulieren, die Enzyme absondern, die Knochen abbauen und Kalzium in die Zwischenzellflüssigkeit freisetzen. Parathormon hemmt auch die Osteoblasten, die Zellen, die am Knochenaufbau beteiligt sind, und spart so Kalzium im Blut. Parathormon bewirkt eine erhöhte Rückresorption von Kalzium (und Magnesium) in den Nierentubuli aus dem Urinfiltrat. Darüber hinaus veranlasst das Parathormon die Produktion des Steroidhormons Calcitriol (auch bekannt als 1,25-Dihydroxyvitamin D), der aktiven Form von Vitamin D3, in den Nieren. Calcitriol stimuliert dann die erhöhte Absorption von Kalzium aus der Nahrung durch den Darm. Eine negative Rückkopplungsschleife reguliert den Parathormonspiegel, wobei steigende Kalziumwerte im Blut die weitere Freisetzung von Parathormon hemmen.

Dieses Diagramm zeigt die Rolle des Parathormons bei der Aufrechterhaltung der Kalziumhomöostase im Blut. Wenn die Kalziumkonzentration im Blut sinkt, setzen die Hauptzellen der Nebenschilddrüse Parathormon (PTH) frei. PTH wirkt sich auf die Knochen, die Nieren und die Därme aus. Was die Knochen betrifft, so hemmt PTH die Osteoblasten und stimuliert die Osteoklasten. Dies führt dazu, dass kompakter Knochen abgebaut wird, wie ein Osteoklast zeigt, der sich in die Oberfläche eines Knochens eingräbt. Durch den Abbau werden Kalziumionen in ein nahe gelegenes Blutgefäß freigesetzt. Die Osteoblasten sind in dieser Phase inaktiv. Im Hinblick auf die Nieren stimuliert PTH die Nierentubuluszellen, um überschüssiges Kalzium aus dem Urin zurückzugewinnen. PTH regt auch die Nierentubuluszellen zur Freisetzung von Calcitrol an. Dies wird durch einen Querschnitt durch einen Nierentubulus veranschaulicht, der die Zellen der Tubuluswand zeigt. Der Urin fließt links von den Tubuluswandzellen, während sich rechts eine Arterie befindet. Der rechte Rand der Tubuluswandzellen und der linke Rand der Arterie sind durch einen kleinen Bereich des Zwischenraums getrennt. Die Zellen entfernen Kalzium aus dem Urin und pumpen es in die Zwischenzellflüssigkeit, von wo aus das Kalzium in die Arterie gelangt. Die Zellen pumpen auch Calcitrol in das Blutgefäß. Was den Darm betrifft, so regt PTH den Darm an, Kalzium aus der verdauten Nahrung aufzunehmen. Dargestellt ist ein Querschnitt durch eine Darmzelle, die würfelförmig ist, aber auf der Seite des Darmlumens fingerartige Fortsätze aufweist (oben). Unterhalb der Darmzelle befindet sich eine Arterie. Calcitrol verlässt die Arterie und dringt in die Darmzelle ein, um sie zur Aufnahme von Calcium aus der Nahrung im Darmlumen anzuregen. Die Wirkungen von PTH auf die Knochen, die Nieren und den Darm führen alle zu einem Anstieg des Kalziumspiegels im Blut. Hohe Kalziumkonzentrationen im Blut regen die parafollikulären Zellen in der Schilddrüse zur Freisetzung von Calcitonin an. Calcitonin kehrt die Wirkung von PTH um, indem es die Osteoblasten stimuliert und die Osteoklasten im Knochengewebe hemmt. Dies wird durch Kalziumionen veranschaulicht, die ein Blutgefäß verlassen und zu den Osteoblasten auf einem Abschnitt des kompakten Knochens wandern. Die Osteoblasten verdicken die kompakte Knochenschicht, während die Osteoklasten in diesem Stadium inaktiv sind.

Abbildung 2. Parathormon erhöht den Kalziumspiegel im Blut, wenn dieser zu niedrig ist. Umgekehrt senkt Calcitonin, das von der Schilddrüse ausgeschüttet wird, den Calciumspiegel im Blut, wenn er zu hoch ist. Diese beiden Mechanismen halten die Kalziumkonzentration im Blut konstant auf einem homöostatischen Niveau.

Eine abnorm hohe Aktivität der Nebenschilddrüse kann zu Hyperparathyreoidismus führen, einer Störung, die durch eine Überproduktion von Parathormon verursacht wird und zu einer übermäßigen Kalziumresorption aus den Knochen führt. Hyperparathyreoidismus kann die Knochendichte erheblich verringern und zu spontanen Frakturen oder Deformationen führen. Wenn der Kalziumspiegel im Blut ansteigt, verringert sich die Durchlässigkeit der Zellmembranen für Natrium, und die Reaktionsfähigkeit des Nervensystems wird eingeschränkt. Gleichzeitig können sich Kalziumablagerungen in den Geweben und Organen des Körpers ansammeln und deren Funktion beeinträchtigen.

Im Gegensatz dazu kann ein abnorm niedriger Kalziumspiegel im Blut durch einen Mangel an Nebenschilddrüsenhormonen, den so genannten Hypoparathyreoidismus, verursacht werden, der sich nach Verletzungen oder Operationen an der Schilddrüse entwickeln kann. Ein niedriger Kalziumspiegel im Blut erhöht die Membrandurchlässigkeit für Natrium, was zu Muskelzuckungen, Krämpfen, Spasmen oder Krämpfen führt. Schwere Defizite können die Muskeln lähmen, einschließlich derjenigen, die an der Atmung beteiligt sind, und können tödlich sein.

Wenn der Kalziumspiegel im Blut hoch ist, wird Kalzitonin von den parafollikulären Zellen der Schilddrüse produziert und ausgeschieden. Wie bereits erwähnt, hemmt Calcitonin die Aktivität der Osteoklasten, verringert die Aufnahme von Kalzium aus der Nahrung im Darm und signalisiert den Nieren, weniger Kalzium zu resorbieren, was zu größeren Kalziummengen führt, die mit dem Urin ausgeschieden werden.

Kapitelübersicht

Kalzium wird für eine Reihe wichtiger physiologischer Prozesse benötigt, einschließlich der neuromuskulären Funktion; daher wird der Kalziumspiegel im Blut genau reguliert. Die Nebenschilddrüsen sind kleine Strukturen, die sich an der hinteren Schilddrüse befinden und Parathormon produzieren, das den Kalziumspiegel im Blut reguliert. Niedrige Kalziumwerte im Blut bewirken die Produktion und Sekretion von Nebenschilddrüsenhormon. Im Gegensatz dazu hemmt ein erhöhter Kalziumspiegel im Blut die Ausschüttung von Nebenschilddrüsenhormonen und löst die Ausschüttung des Schilddrüsenhormons Calcitonin aus. Eine Unterproduktion von Nebenschilddrüsenhormonen kann zu Hypoparathyreoidismus führen. Im Gegensatz dazu kann eine Überproduktion von Nebenschilddrüsenhormon zu Hyperparathyreoidismus führen.

Selbsttest

Beantworten Sie die folgende(n) Frage(n), um zu sehen, wie gut Sie die im vorherigen Abschnitt behandelten Themen verstehen.

Fragen zum kritischen Denken

  1. Beschreiben Sie die Rolle der negativen Rückkopplung bei der Funktion der Nebenschilddrüse.
  2. Erläutern Sie, warum jemand mit einem Nebenschilddrüsentumor Nierensteine entwickeln kann.
Antworten anzeigen

  1. Die Produktion und Sekretion von Nebenschilddrüsenhormon wird durch eine negative Rückkopplungsschleife reguliert. Ein niedriger Kalziumspiegel im Blut löst die Produktion und Sekretion von Parathormon aus. Parathormon steigert die Knochenresorption, die Kalziumaufnahme aus dem Darm und die Kalziumrückresorption durch die Nieren. Infolgedessen beginnt der Kalziumspiegel im Blut zu steigen. Dies wiederum hemmt die weitere Produktion und Sekretion von Nebenschilddrüsenhormon.
  2. Ein Nebenschilddrüsentumor kann eine Überproduktion von Nebenschilddrüsenhormon auslösen. Dadurch kann der Kalziumspiegel im Blut so stark ansteigen, dass sich Kalziumablagerungen im ganzen Körper ansammeln, auch in den Nierentubuli, wo sie als Nierensteine bezeichnet werden.

Glossar

Hyperparathyreoidismus: Erkrankung, die durch eine Überproduktion von Nebenschilddrüsenhormonen verursacht wird und zu einem abnorm erhöhten Kalziumspiegel im Blut führt

Hypoparathyreoidismus: Erkrankung, die durch eine Unterproduktion von Nebenschilddrüsenhormonen verursacht wird und zu einem abnorm niedrigen Kalziumspiegel im Blut führt

Nebenschilddrüsen: kleine, runde Drüsen, die in die hintere Schilddrüse eingebettet sind und Nebenschilddrüsenhormone produzieren

Parathormon (PTH): Peptidhormon, das von den Nebenschilddrüsen als Reaktion auf einen niedrigen Kalziumspiegel im Blut produziert und ausgeschieden wird