Nebenniere: Aufbau, Rindenhormone und Aldosteron
Die Nebenniere vereint zwei verschiedene Hormondrüsen: Die Rinde bildet Steroidhormone wie Cortisol und Aldosteron, das Mark die Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Nebenniere ist eine paarige endokrine Drüse ohne Ausführungsgang aus Rinde (mesodermal, Steroidhormone) und Mark (Neuralleiste, Katecholamine).
- Die Nebennierenrinde bildet von außen nach innen Aldosteron (Mineralocorticoid), Cortisol (Glucocorticoid) und Androgene, dazu Progesteron.
- Das Nebennierenmark bildet Adrenalin und Noradrenalin und schüttet Adrenalin bei Stress vermehrt aus.
- Corticoide sind Steroidhormone aus Cholesterol, reisen im Blut proteingebunden und binden cytosolische Rezeptoren, die im Kern die Gentranskription steuern.
- Aldosteron steigert die Bildung von ENaC und \(\ce{Na+}\)/\(\ce{K+}\)-ATPase, Hauptreize sind Angiotensin II und Hyperkaliämie.
Worum es geht
Die Nebenniere sitzt wie eine Kappe auf jeder Niere und besteht aus zwei Drüsen mit ganz unterschiedlicher Herkunft. Ihre Rinde liefert Cortisol und Aldosteron, ihr Mark Adrenalin. Wer Glucocorticoide wie Prednisolon oder Aldosteron-Antagonisten wie Spironolacton verstehen will, braucht genau diese Grundlagen.
Aufbau der Nebenniere
Die Nebenniere ist paarig angelegt. Jede liegt dem oberen Pol einer Niere auf. Sie besteht aus zwei Anteilen, die funktionell und entwicklungsgeschichtlich verschieden sind. Die Nebennierenrinde stammt aus dem Mesoderm und bildet Steroidhormone. Das Nebennierenmark stammt aus der Neuralleiste. Es ist im Grunde ein umgewandeltes sympathisches Ganglion und gibt Katecholamine ab.
Beide Teile sind endokrin. Sie haben also keinen Ausführungsgang, etwa zum Duodenum wie das Pankreas. Ihre Hormone gelangen direkt ins Blut, das die Drüse über ein dichtes Kapillarnetz durchströmt.
Im histologischen Schnitt erkennen
Im Sagittalschnitt erscheint die Nebenniere als kappen- oder dreieckförmiges Organ über der Niere. Außen liegt eine Bindegewebskapsel. Darunter folgt die breite Rinde mit ihren Zellsträngen. Die mittlere Zone wirkt durch lipidreiche Zellen oft blass. Im Zentrum liegt das schmalere Mark. Es färbt sich meist dunkler und enthält große Venen. Ist im Bild die zentrale, von Rinde umschlossene Schicht markiert, handelt es sich um das Mark.
Hormone der Nebennierenrinde
Die Rinde bildet drei Gruppen von Steroidhormonen. Jede Gruppe stammt überwiegend aus einer eigenen Zone. Von außen nach innen sind das Zona glomerulosa, Zona fasciculata und Zona reticularis.
| Zone | Hormongruppe | Leitsubstanz | Hauptwirkung |
|---|---|---|---|
| Zona glomerulosa | Mineralocorticoide | Aldosteron | Natriumrückhalt, Kaliumausscheidung |
| Zona fasciculata | Glucocorticoide | Cortisol | Blutzucker steigt, Entzündung wird gehemmt |
| Zona reticularis | Sexualhormone | Androgene wie DHEA | schwach androgen |
Ein Glucocorticoid ist ein Rindenhormon, das vor allem den Glucosestoffwechsel beeinflusst. Es fördert die Gluconeogenese und hebt so den Blutzucker. Ein Mineralocorticoid reguliert den Haushalt der Mineralien, also von \(\ce{Na+}\), \(\ce{K+}\) und damit Wasser. Neben den Androgenen entsteht in der Rinde auch Progesteron, das als Zwischenstufe der Steroidsynthese dient.
Von außen nach innen: Salz, Zucker, Sex. Glomerulosa bildet Aldosteron, Fasciculata Cortisol, Reticularis Androgene.
Cortisol ist kein Stresshormon nur für Notfälle. Es wird in einem Tagesrhythmus ständig ausgeschüttet und kommt im Blut aller Gesunden vor, bei Männern wie bei Frauen. Die Steuerung über die Hypophyse behandelt die Einheit zu Cortisol und Stressachse.
Dass Cortisol, Aldosteron und Androgene in der Nebennierenrinde entstehen, ist ein Examensklassiker. Achte auf den Ort: Das Mark bildet nur Katecholamine, der Hypophysenvorderlappen nur das steuernde ACTH, die Niere nur Renin.
Diese Verwechslung liegt nahe, weil alle drei Organe an der Regulation beteiligt sind. Der Hypophysenvorderlappen gibt ACTH ab, das die Cortisolbildung in der Rinde anregt. Die Niere setzt Renin frei, das über Angiotensin II die Aldosteronfreisetzung fördert. Gebildet werden die Corticoide aber ausschließlich in der Rinde.
Katecholamine des Marks
Das Mark bildet Adrenalin und Noradrenalin, beim Menschen etwa im Verhältnis 4 zu 1. Beide sind Katecholamine. Sie leiten sich von der Aminosäure Tyrosin ab und gehören damit nicht zu den Rindenhormonen. Ihre Rolle als Transmitter erklärt die Einheit zu den Transmittern von Sympathikus und Parasympathikus.
Bei körperlichem oder psychischem Stress aktiviert der Sympathikus die Markzellen. Sie schütten dann vermehrt Adrenalin ins Blut aus. Herzfrequenz und Blutdruck steigen. Die Leber setzt durch Glykogenolyse Glucose frei, das Fettgewebe Fettsäuren.
Adrenalin stellt Energie bereit und hebt den Blutzucker. Die Aufnahme von Glucose in Muskel- und Fettzellen fördert dagegen Insulin über GLUT4, nicht Adrenalin.
Steroidhormone und ihre Rezeptoren
Alle Rindenhormone sind Steroidhormone. Sie entstehen aus Cholesterol und tragen dessen Vierring-Gerüst. Die Biosynthese der Sterole wird an anderer Stelle erklärt. Aldosteron ist deshalb kein Peptidhormon, obwohl es wie viele Peptidhormone den Wasserhaushalt beeinflusst.
Cortisol und Aldosteron besitzen dasselbe Pregnan-Gerüst mit 21 C-Atomen. Sie unterscheiden sich an wenigen Stellen. Cortisol trägt Hydroxygruppen an C-11 und C-17. Aldosteron besitzt an C-18 eine Aldehydgruppe, daher sein Name.
Der Name Glucocorticoid beschreibt die Wirkung auf den Blutzucker. Die Moleküle tragen keinen gebundenen Zuckerrest, sie sind reine Steroide.
Steroide sind lipophil. Im Blut reisen sie daher überwiegend an Transportproteine gebunden, Cortisol vor allem an Transcortin und Albumin. Nur der freie Anteil wirkt. Am Zielgewebe diffundiert das Hormon durch die Zellmembran, ohne einen Membranrezeptor zu brauchen.
Intrazelluläres Protein, das ein Steroidhormon bindet und dann als Transkriptionsfaktor im Zellkern die Ablesung bestimmter Gene steuert. Es gehört zur Familie der nucleären Rezeptoren.
Der Weg vom Hormon zur Wirkung läuft in festen Schritten ab:
- Bindung im Cytosol: Cortisol bindet den Glucocorticoid-Rezeptor, Aldosteron den Mineralocorticoid-Rezeptor. Ohne Hormon liegen beide im Cytosol an Hitzeschockproteine wie Hsp90 gebunden.
- Aktivierung: Das Hitzeschockprotein löst sich, zwei Rezeptoren lagern sich zu einem Dimer zusammen.
- Kernimport: Das Dimer wandert in den Zellkern.
- DNA-Bindung: Es bindet an das Hormone Response Element in der Promotorregion seiner Zielgene.
- Transkription: Die Bildung bestimmter mRNAs steigt oder sinkt, die Zelle bildet mehr oder weniger der codierten Proteine.
Der Rezeptor ist also zuerst cytosolisch und wirkt dann nucleär. Beide Bezeichnungen sind korrekt. Man kann ihn sich wie einen Schlüssel vorstellen, der im Cytosol wartet und erst mit dem Hormon ins Kernschloss passt. Weil neue Proteine entstehen müssen, setzt die Wirkung erst nach Stunden ein. Dass Corticoide über cytosolische Rezeptoren die Gentranskription im Kern verändern, wird im Examen gerne gefragt. Achte darauf, sie nicht mit Membranrezeptoren und zweiten Botenstoffen zu verwechseln. Nach demselben Prinzip wirkt übrigens auch das Schilddrüsenhormon, wie die Einheit zu T3 zeigt.
Aldosteron
Aldosteron wirkt vor allem in den Hauptzellen des Sammelrohrs und des spätdistalen Tubulus. Dort bindet es den Mineralocorticoid-Rezeptor. Als Folge steigert die Zelle die Expression von Proteinen des \(\ce{Na+}\)-Transports.
- Der apikale Natriumkanal ENaC lässt mehr \(\ce{Na+}\) aus dem Harn in die Zelle.
- Die basolaterale \(\ce{Na+}\)/\(\ce{K+}\)-ATPase pumpt \(\ce{Na+}\) ins Blut und holt \(\ce{K+}\) in die Zelle.
- Der apikale Kaliumkanal ROMK gibt \(\ce{K+}\) in den Harn ab.
Netto hält die Niere Natrium zurück und scheidet Kalium aus. Wasser folgt dem Natrium, Blutvolumen und Blutdruck steigen.
Der stärkste Reiz für die Freisetzung ist Angiotensin II. Die Kaskade dahinter erklärt die Einheit zum Renin-Angiotensin-System. Daneben regt eine Hyperkaliämie die Zellen der Zona glomerulosa direkt an. Das ist sinnvoll, denn Aldosteron senkt das Plasmakalium wieder. Eine Hypernatriämie hemmt die Ausschüttung eher, weil bereits genug Natrium vorhanden ist. Glucagon ist kein Reiz für Aldosteron. Mehr zum Elektrolytgehalt des Plasmas findest du in der Einheit zum Blutplasma.
Quiz
Aussage 1
Cortisol wird im Hypophysenvorderlappen synthetisiert und von dort ins Blut abgegeben.
Cortisol entsteht in der Zona fasciculata der Nebennierenrinde. Der Hypophysenvorderlappen bildet nur das steuernde ACTH.
Aussage 2
Cortisol ist auch im Blut gesunder Männer nachweisbar.
Cortisol wird bei beiden Geschlechtern ständig im Tagesrhythmus ausgeschüttet.
Aussage 3
Der Mineralocorticoid-Rezeptor liegt ohne Hormon im Cytosol und verändert nach Aldosteronbindung im Zellkern die Gentranskription.
Er gehört zu den nucleären Rezeptoren, wartet cytosolisch an Hsp90 gebunden und wirkt nach Kernimport als Transkriptionsfaktor.
Aussage 4
Aldosteron wird in der Zona glomerulosa der Nebennierenrinde gebildet.
Die äußerste Rindenzone bildet das Mineralocorticoid Aldosteron.
Aussage 5
Adrenalin aus dem Nebennierenmark steigert die Glucoseaufnahme in Muskel- und Fettzellen.
Adrenalin hebt den Blutzucker durch Glykogenolyse. Die Glucoseaufnahme in Muskel und Fett fördert Insulin.
Aussage 6
Eine Hypernatriämie ist ein starker Reiz für die Freisetzung von Aldosteron.
Hypernatriämie hemmt die Ausschüttung eher. Fördernde Reize sind Angiotensin II und Hyperkaliämie.
Aussage 7
Die Nebenniere gibt ihre Hormone ohne Ausführungsgang direkt ins Blut ab.
Rinde und Mark sind endokrin. Es gibt keinen Gang, etwa zum Duodenum.
Aussage 8
Glucocorticoide verdanken ihren Namen einem gebundenen Glucoserest am Steroidgerüst.
Glucocorticoide sind reine Steroide ohne Zuckerrest. Der Name bezieht sich auf ihre blutzuckersteigernde Wirkung.
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