Wirkungen der Schilddrüsenhormone
Wie \(\mathrm{T_3}\) über einen Rezeptor im Zellkern wirkt, was es am Herz und in der kindlichen Entwicklung bewirkt und wann der Bedarf steigt.
Das Wichtigste in Kürze
- Schilddrüsenhormone wirken als \(\mathrm{T_3}\) über einen nucleären Rezeptor, der als Transkriptionsfaktor die Proteinbildung der Zielzelle verändert.
- TSH wirkt dagegen über einen G-Protein-gekoppelten Membranrezeptor und cAMP.
- \(\mathrm{T_3}\) erhöht die Herzfrequenz und steigert die Zahl kardialer β-Adrenozeptoren, was die Sympathikuswirkung verstärkt.
- \(\mathrm{T_3}\) fördert die geistige Entwicklung; frühkindlicher Mangel führt zu Minderwuchs und geistiger Entwicklungsstörung.
- Bei Stress wird mehr Thyroxin ausgeschüttet, in der Schwangerschaft steigt der Hormonbedarf.
Worum es geht
Schilddrüsenhormone steuern Stoffwechsel, Herzarbeit und Reifung fast aller Gewebe. Ihre Wirkung beruht auf einem Rezeptor im Zellkern. Das erklärt Symptome wie das Herzrasen bei Überfunktion und die Bedeutung der Hormone für Kinder und Schwangere.
Nucleärer Rezeptor
Die Schilddrüse gibt vor allem \(\mathrm{T_4}\) ab. In den Zielzellen entsteht daraus durch Deiodierung das wirksamere \(\mathrm{T_3}\). Es gelangt über Membrantransporter in die Zelle und bindet dort an nucleäre Rezeptoren.
Ein Rezeptor im Zellkern, der nach Bindung seines Hormons als Transkriptionsfaktor an die DNA bindet und so die Bildung bestimmter Proteine an- oder abschaltet.
Der \(\mathrm{T_3}\)-Rezeptor sitzt als Heterodimer mit dem Retinoid-X-Rezeptor (RXR) an einer Erkennungssequenz der DNA, dem TRE. Bindet \(\mathrm{T_3}\), ändert sich die Transkription. Neue mRNA und neue Proteine entstehen. Deshalb setzt die Wirkung erst nach Stunden bis Tagen ein, hält aber lange an.
Ganz anders wirkt das steuernde TSH. Als Peptidhormon kann es nicht in die Zelle. Es bindet an einen G-Protein-gekoppelten Membranrezeptor des Thyreozyten und erhöht über Gs und Adenylatcyclase den cAMP-Spiegel. Die allgemeinen Rezeptortypen sind dort erklärt.
Herzwirkungen
\(\mathrm{T_3}\) erhöht die Herzfrequenz. Zusätzlich steigert es die Expression kardialer β-Adrenozeptoren. Die Herzmuskelzelle trägt dann mehr Rezeptoren für Noradrenalin und Adrenalin. Die gleiche Menge Transmitter löst so eine stärkere Antwort aus, wie die Abbildung zeigt.
Man kann sich das wie ein Mikrofon vorstellen, dessen Verstärker hochgedreht wird: Der Sympathikus spricht gleich laut, das Herz hört ihn lauter. Bei einer Überfunktion schlägt das Herz deshalb schnell. Betablocker wie Propranolol lindern diese Beschwerden. Die Erregungsbildung selbst behandelt die Seite zum Schrittmacherpotential.
Kindliche Entwicklung
Im Säuglings- und Kindesalter fördert \(\mathrm{T_3}\) die geistige Entwicklung. Es treibt die Reifung des Gehirns und das Längenwachstum voran.
Fehlen die Hormone in der frühen Kindheit, drohen Minderwuchs und eine geistige Entwicklungsstörung. Die Schäden am Gehirn lassen sich später kaum aufholen. Deshalb wird jedes Neugeborene auf eine Unterfunktion untersucht und bei Bedarf sofort mit Levothyroxin behandelt.
Stress und Schwangerschaft
Bei Stress wird vermehrt Thyroxin ausgeschüttet. Das passt zur Rolle des Hormons: Es steigert Energieumsatz und Wärmebildung und macht das Herz empfindlicher für den Sympathikus.
In der Schwangerschaft steigt der Bedarf an Schilddrüsenhormonen. Mehr Hormon wird an Transportproteine gebunden, und der Fetus muss in den ersten Wochen mitversorgt werden. Auch der Iodbedarf nimmt zu. Die Rolle der Plazenta ist dort beschrieben.
Quiz
Aussage 1
Ein Schilddrüsenhormonmangel in der frühen Kindheit kann Minderwuchs und eine geistige Entwicklungsstörung verursachen.
\(\mathrm{T_3}\) treibt Hirnreifung und Wachstum an. Fehlt es früh, entstehen diese kaum aufholbaren Schäden.
Aussage 2
\(\mathrm{T_3}\) verringert die Zahl der β-Adrenozeptoren am Herzen und schützt es so vor dem Sympathikus.
Umgekehrt: \(\mathrm{T_3}\) steigert die Expression kardialer β-Adrenozeptoren und verstärkt damit die Sympathikuswirkung.
Aussage 3
\(\mathrm{T_3}\) entfaltet seine Wirkung in der Zielzelle über einen Rezeptor, der als Transkriptionsfaktor an die DNA bindet.
Der nucleäre \(\mathrm{T_3}\)-Rezeptor bindet als Heterodimer mit RXR an das TRE der DNA und verändert die Transkription.
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