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Biochemie

Schilddrüsenhormone Thyroxin (T4) und Triiodthyronin (T3)

Steckbrief

Die Schilddrüse produziert die Hormone Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4). Beide sind essenziell für das Wachstum und die Reifung des Organismus.

Die Schilddrüsenhormone spielen eine wichtige Rolle für die körperliche und geistige Entwicklung (insbesondere im Embryonalstadium und der frühen Kindheit). Sie passen die Stoffwechselaktivität den physiologischen Erfordernissen an und regulieren den Energieumsatz und die Leistungsfähigkeit.

Biosynthese und Speicherung

Die Biosynthese der Schilddrüsenhormone erfolgt am Thyreoglobulin im Lumen der Schilddrüsenfollikel. Die Tyrosylreste des Thyreoglobulin werden iodiert und reagieren dann miteinander zu Tri- oder Tetraiodtyronylresten. Nach Aufnahme des Thyreoglobulins durch Endozytose werden die Tri- oder Tetraiodtyronylreste freigesetzt und gelangen als Triiodthyronin (T3) und Tetraiodthyronin (Thyroxin, T4) ins Blut.

Die Schilddrüsenhormone können an Thyreoglobulin gebunden mehrere Wochen im Follikellumen der Schilddrüse gespeichert werden.

Wirkung

T3 und T4 wirken als intrazelluläre Liganden für Transkriptionsfaktoren und steuern die Expression bestimmter Gene. Ihre Wirkungen sind vielfältig:

  • Erhöhung des Grundumsatzes und der Wärmeproduktion

  • Steigerung des Glucosestoffwechsels, des Citratzyklus und der Atmungskette

  • Regulierung des Fettstoffwechsels

  • Förderung des Knochenwachstums und der Gehirnentwicklung

  • Erhöhung der Kontraktionskraft des Herzmuskels und des Herzzeitvolumens

  • Regulation des Bindegewebstoffwechsels

Regulation

Die Schilddrüsenhormone werden durch einen klassischen Regelkreis (siehe Bild) über den Hypothalamus und die Hypophyse reguliert. Der Hypothalamus schüttet TRH (Thyreotropin-Releasing-Hormon) aus und stimuliert damit die Hypophyse zur Freisetzung von TSH (Thyrotropin, Thyreoidea-stimulierendes Hormon). TSH wiederum stimuliert die Schilddrüse zur Produktion der Schilddrüsenhormone T3 und T4. Die Schilddrüsenhormone ihrerseits hemmen durch eine negative Rückkopplung die Ausschüttung von TSH und TRH.

Funktionsstörungen

Störungen in der Funktion der Schilddrüsenhormone können verschiedene Ursachen haben. Sie können im Hypothalamus, in der Hypophyse oder in der Schilddrüse selbst begründet sein. Immer kommt es jedoch entweder zu einer erhöhten Konzentration (Hyperthyreose) oder zu einer erniedrigten Konzentration der Schilddrüsenhormone (Hypothyreose) im Blut.

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    Funktionelle Anatomie der Schilddrüse

    Die Schilddrüse ist in Läppchen gegliedert, von denen jedes einzelne aus zahlreichen Follikeln besteht. Schilddrüsenfollikel sind kugelförmige Hohlräume, die von einem einschichtigen Epithel umgeben und mit einem homogenen Kolloid gefüllt sind. Das Kolloid im Follikellumen dient den Schilddrüsenhormonen als Speicherort. Gebunden an Thyreoglobulin (TGB) können sie dort als modifizierte Aminosäuren bis zu mehreren Wochen gespeichert werden.

    Zwischen den Follikeln lokalisierte C-Zellen produzieren Calcitonin, das an der Regulation des Calciumhaushalts beteiligt ist.

    Lerntipp:
    Schilddrüsenhormone als Prüfungsthema

    Die Schilddrüsenhormone sind ein sehr zentrales Prüfungsthema, zu dem extrem viele Fragen gestellt werden. Es lohnt sich daher, hier Zeit zu investieren und sich die Zusammenhänge ganz klarzumachen.

    Biosynthese

    Biosynthese und Struktur

    Die Schilddrüsenhormone werden in den der Schilddrüsenfollikel synthetisiert. Zur Synthese wird Iodid benötigt, das über den Anionenaustauscher Pendrin, der Cl-Ionen gegen I-Ionen entlang ihres elektrochemischen Gradienten transportiert, in das Follikellumen gebracht und durch eine NADPH-Oxidase (siehe ). Es kann so die Schilddrüse nicht mehr verlassen.

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      zuletzt bearbeitet: 24.11.2022
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