Endokrinologie

Endokrinologie ⓘ

Illustration der primären endokrinen Organe der Frau
System	Endokrine Organe
Bedeutende Krankheiten	Diabetes, Schilddrüsenerkrankungen, Androgenüberschuss
Bedeutende Tests	Schilddrüsenfunktionstests, Blutzuckerspiegel
Facharzt	Endokrinologe
Glossar	Glossar der Medizin

Die Endokrinologie (von endokrin + -ologie) ist ein Teilgebiet der Biologie und Medizin, das sich mit dem endokrinen System, seinen Krankheiten und seinen spezifischen Sekreten, den Hormonen, beschäftigt. Sie befasst sich auch mit der Integration der Entwicklungsereignisse Proliferation, Wachstum und Differenzierung sowie der psychologischen oder verhaltensbezogenen Aktivitäten des Stoffwechsels, des Wachstums und der Entwicklung, der Gewebefunktion, des Schlafs, der Verdauung, der Atmung, der Ausscheidung, der Stimmung, des Stresses, der Laktation, der Bewegung, der Fortpflanzung und der Sinneswahrnehmung, die durch Hormone verursacht werden. Zu den Spezialisierungen gehören Verhaltensendokrinologie und vergleichende Endokrinologie. ⓘ

Das endokrine System besteht aus mehreren Drüsen, die sich alle in verschiedenen Teilen des Körpers befinden und die Hormone direkt in das Blut und nicht über ein Kanalsystem absondern. Daher werden die endokrinen Drüsen als gangslose Drüsen bezeichnet. Hormone haben viele verschiedene Funktionen und Wirkungsweisen; ein Hormon kann mehrere Wirkungen auf verschiedene Zielorgane haben, und umgekehrt kann ein Zielorgan von mehr als einem Hormon beeinflusst werden. ⓘ

Die Endokrinologie (von altgriechisch ἔνδον endon, ‚innen‘, κρίνειν krinein, ‚abscheiden, absondern‘, und -logie) ist die „Lehre von der Morphologie und Funktion der Drüsen mit innerer Sekretion (endokrinen Drüsen) und der Hormone“. Der Begriff wurde 1909 von Nicola Pende (1880–1970) erstmals benutzt. ⓘ

Endokrin heißen Hormondrüsen, die ihr Produkt nach innen, direkt ins Blut abgeben und im Gegensatz zu exokrinen Drüsen (z. B. Speichel-, Talgdrüsen) keinen Ausführungsgang haben. ⓘ

Die medizinische Endokrinologie ist ein Teilgebiet der Inneren Medizin, siehe auch Endokrine Chirurgie. ⓘ

Das endokrine System

Die Endokrinologie befasst sich mit dem endokrinen System des menschlichen Körpers. Dabei handelt es sich um ein System von Drüsen, die Hormone absondern. Hormone sind chemische Stoffe, die die Tätigkeit verschiedener Organsysteme im Körper beeinflussen. Beispiele hierfür sind Schilddrüsenhormone, Wachstumshormone und Insulin. Das endokrine System umfasst eine Reihe von Rückkopplungsmechanismen, so dass häufig ein Hormon (wie das schilddrüsenstimulierende Hormon) die Wirkung oder Freisetzung eines anderen sekundären Hormons (wie das Schilddrüsenhormon) steuert. Wenn zu viel von dem sekundären Hormon vorhanden ist, kann es eine negative Rückkopplung auf das primäre Hormon ausüben und so die Homöostase aufrechterhalten. ⓘ

In der ursprünglichen Definition von Bayliss und Starling aus dem Jahr 1902 (siehe unten) heißt es, dass ein chemischer Stoff, um als Hormon eingestuft zu werden, von einem Organ produziert, (in kleinen Mengen) in das Blut abgegeben und über das Blut zu einem entfernten Organ transportiert werden muss, um seine spezifische Funktion auszuüben. Diese Definition gilt für die meisten "klassischen" Hormone, aber es gibt auch parakrine Mechanismen (chemische Kommunikation zwischen Zellen innerhalb eines Gewebes oder Organs), autokrine Signale (eine Chemikalie, die auf dieselbe Zelle wirkt) und intrakrine Signale (eine Chemikalie, die innerhalb derselben Zelle wirkt). Ein neuroendokrines Signal ist ein "klassisches" Hormon, das von einem neurosekretorischen Neuron in das Blut abgegeben wird (siehe Artikel über Neuroendokrinologie). ⓘ

Hormone

Griffin und Ojeda unterscheiden drei verschiedene Klassen von Hormonen auf der Grundlage ihrer chemischen Zusammensetzung: ⓘ

Amine

Norepinephrin

Trijodthyronin

Beispiele für Aminhormone

Amine, wie Noradrenalin, Epinephrin und Dopamin (Katecholamine), leiten sich von einzelnen Aminosäuren ab, in diesem Fall von Tyrosin. Schilddrüsenhormone wie 3,5,3'-Trijodthyronin (T3) und 3,5,3',5'-Tetrajodthyronin (Thyroxin, T4) bilden eine Untergruppe dieser Klasse, da sie sich von der Kombination zweier jodierter Tyrosin-Aminosäurereste ableiten. ⓘ

Peptid und Protein

Peptidhormone und Proteinhormone bestehen aus drei (im Falle des Thyreotropin-Releasing-Hormons) bis über 200 (im Falle des Follikel-stimulierenden Hormons) Aminosäureresten und können eine Molekülmasse von bis zu 31.000 Gramm pro Mol haben. Alle von der Hypophyse ausgeschiedenen Hormone sind Peptidhormone, ebenso wie Leptin aus Adipozyten, Ghrelin aus dem Magen und Insulin aus der Bauchspeicheldrüse. ⓘ

Steroide

Kortisol

Vitamin D₃

Beispiele für Steroidhormone

Steroidhormone werden aus ihrer Ausgangsverbindung, dem Cholesterin, umgewandelt. Steroidhormone von Säugetieren lassen sich nach den Rezeptoren, an die sie binden, in fünf Gruppen einteilen: Glukokortikoide, Mineralokortikoide, Androgene, Östrogene und Gestagene. Einige Formen von Vitamin D, wie z. B. Calcitriol, sind steroidähnlich und binden an homologe Rezeptoren, haben aber nicht die charakteristische kondensierte Ringstruktur echter Steroide. ⓘ

Als Beruf

Endokrinologe ⓘ

Beruf
Bezeichnungen	Arzt, Mediziner
Art des Berufes	Fachrichtung
Tätigkeitsbereiche	Medizin
Beschreibung
Erforderliche Ausbildung	Doktor der Medizin (M.D.) Doktor der Osteopathischen Medizin (D.O.) Bachelor der Medizin, Bachelor der Chirurgie (M.B.B.S.)
Einsatzgebiete Beschäftigung	Krankenhäuser, Kliniken

Obwohl jedes Organsystem Hormone absondert und auf sie reagiert (einschließlich Gehirn, Lunge, Herz, Darm, Haut und Nieren), konzentriert sich das klinische Fachgebiet der Endokrinologie in erster Linie auf die endokrinen Organe, d. h. die Organe, deren Hauptfunktion die Hormonsekretion ist. Zu diesen Organen gehören die Hypophyse, die Schilddrüse, die Nebennieren, die Eierstöcke, die Hoden und die Bauchspeicheldrüse. ⓘ

Ein Endokrinologe ist ein Arzt, der sich auf die Behandlung von Erkrankungen des endokrinen Systems, wie Diabetes, Schilddrüsenüberfunktion und viele andere, spezialisiert hat (siehe Liste der Krankheiten). ⓘ

Arbeit

Das medizinische Fachgebiet der Endokrinologie umfasst die diagnostische Bewertung einer Vielzahl von Symptomen und Variationen sowie die langfristige Behandlung von Störungen des Mangels oder Überschusses eines oder mehrerer Hormone. ⓘ

Die Diagnose und Behandlung endokriner Erkrankungen wird in größerem Umfang als bei den meisten anderen Fachgebieten durch Labortests bestimmt. Viele Krankheiten werden durch Erregungs-/Stimulations- oder Hemmungs-/Suppressionstests untersucht. Dabei wird z. B. ein stimulierender Wirkstoff injiziert, um die Funktion eines endokrinen Organs zu testen. Anschließend wird eine Blutprobe entnommen, um die Veränderungen der betreffenden Hormone oder Stoffwechselprodukte zu beurteilen. Ein Endokrinologe muss über umfassende Kenntnisse der klinischen Chemie und Biochemie verfügen, um den Nutzen und die Grenzen der Untersuchungen zu verstehen. ⓘ

Ein zweiter wichtiger Aspekt in der endokrinologischen Praxis ist die Unterscheidung zwischen menschlicher Veränderung und Krankheit. Atypische Muster der körperlichen Entwicklung und anormale Testergebnisse müssen als Hinweis auf eine Krankheit oder nicht bewertet werden. Bei der diagnostischen Bildgebung der endokrinen Organe können Zufallsbefunde, so genannte Inzidentalome, festgestellt werden, die eine Krankheit darstellen können oder auch nicht. ⓘ

Die Endokrinologie umfasst sowohl die Behandlung des Menschen als auch die der Krankheit. Die meisten endokrinen Störungen sind chronische Krankheiten, die lebenslang behandelt werden müssen. Zu den häufigsten endokrinen Erkrankungen gehören Diabetes mellitus, Hypothyreose und das metabolische Syndrom. Die Behandlung von Diabetes, Adipositas und anderen chronischen Krankheiten erfordert ein Verständnis des Patienten auf persönlicher und sozialer Ebene sowie auf molekularer Ebene, und die Arzt-Patienten-Beziehung kann ein wichtiger therapeutischer Prozess sein. ⓘ

Neben der Behandlung von Patienten sind viele Endokrinologen auch in der klinischen Wissenschaft und medizinischen Forschung, in der Lehre und im Krankenhausmanagement tätig. ⓘ

Ausbildung

Endokrinologen sind Fachärzte für Innere Medizin oder Pädiatrie. Reproduktionsendokrinologen befassen sich in erster Linie mit Problemen der Fruchtbarkeit und der Menstruationsfunktion - oft haben sie zuvor eine Ausbildung in Geburtshilfe absolviert. Die meisten qualifizieren sich einige Jahre lang als Internist, Kinderarzt oder Gynäkologe, bevor sie sich spezialisieren, je nach lokalem Ausbildungssystem. In den USA und Kanada wird die Ausbildung zum Internisten, Pädiater oder Gynäkologen nach dem Medizinstudium als Facharztausbildung bezeichnet. Eine weitere formale Ausbildung zur Subspezialisierung in Erwachsenen-, Kinder- oder Reproduktionsendokrinologie wird als Fellowship bezeichnet. Die typische Ausbildung für einen nordamerikanischen Endokrinologen umfasst 4 Jahre College, 4 Jahre Medizinstudium, 3 Jahre Facharztausbildung und 2 Jahre Fellowship. In den USA werden erwachsene Endokrinologen vom American Board of Internal Medicine (ABIM) oder dem American Osteopathic Board of Internal Medicine (AOBIM) für Endokrinologie, Diabetes und Stoffwechsel zertifiziert. ⓘ

Krankheiten und Medizin

Krankheiten

Siehe Hauptartikel unter Endokrine Erkrankungen

Die Endokrinologie befasst sich auch mit den Krankheiten des endokrinen Systems. Diese Krankheiten können auf eine zu geringe oder zu hohe Sekretion eines Hormons, eine zu geringe oder zu hohe Wirkung eines Hormons oder auf Probleme bei der Aufnahme des Hormons zurückzuführen sein. ⓘ

Gesellschaften und Organisationen

Da die Endokrinologie so viele Zustände und Krankheiten umfasst, gibt es viele Organisationen, die Patienten und die Öffentlichkeit aufklären. Die Hormone Foundation ist die öffentliche Bildungsorganisation der Endocrine Society und bietet Informationen zu allen endokrinologischen Erkrankungen. Andere Bildungsorganisationen, die sich auf eine oder mehrere endokrinologische Erkrankungen konzentrieren, sind die American Diabetes Association, die Human Growth Foundation, die American Menopause Foundation, Inc. und die Thyroid Foundation of America. ⓘ

In Nordamerika gehören zu den wichtigsten Berufsverbänden von Endokrinologen die Endocrine Society, die American Association of Clinical Endocrinologists, die American Diabetes Association, die Lawson Wilkins Pediatric Endocrine Society und die American Thyroid Association. ⓘ

In Europa sind die Europäische Gesellschaft für Endokrinologie (European Society of Endocrinology, ESE) und die Europäische Gesellschaft für Pädiatrische Endokrinologie (European Society for Paediatric Endocrinology, ESPE) die wichtigsten Organisationen, die Fachleute auf dem Gebiet der Erwachsenen- bzw. Kinderendokrinologie vertreten. ⓘ

Im Vereinigten Königreich sind die Society for Endocrinology und die British Society for Paediatric Endocrinology and Diabetes die wichtigsten Fachorganisationen. ⓘ

Die Europäische Gesellschaft für pädiatrische Endokrinologie ist die größte internationale Fachgesellschaft, die sich ausschließlich der pädiatrischen Endokrinologie widmet. Auf der ganzen Welt gibt es zahlreiche ähnliche Vereinigungen. ⓘ

Geschichte

Arnold Berthold ist als Pionier der Endokrinologie bekannt. ⓘ

Die frühesten Studien zur Endokrinologie begannen in China. Bereits 200 v. Chr. isolierten die Chinesen Sexual- und Hypophysenhormone aus dem menschlichen Urin und nutzten sie für medizinische Zwecke. Sie wandten viele komplexe Methoden an, wie z. B. die Sublimation von Steroidhormonen. Eine weitere in chinesischen Texten beschriebene Methode - die früheste stammt aus dem Jahr 1110 - sah die Verwendung von Saponin (aus den Bohnen von Gleditsia sinensis) zur Hormonextraktion vor, aber auch die Verwendung von Gips (mit Kalziumsulfat) ist bekannt. ⓘ

Obwohl die meisten relevanten Gewebe und endokrinen Drüsen bereits von frühen Anatomen identifiziert worden waren, wurde laut Freeman et al. von den antiken griechischen und römischen Denkern wie Aristoteles, Hippokrates, Lukrez, Celsus und Galen ein eher humoraler Ansatz zum Verständnis von biologischen Funktionen und Krankheiten bevorzugt, und diese Theorien hielten sich bis zum Aufkommen der Keimtheorie, der Physiologie und der organischen Grundlagen der Pathologie im 19. ⓘ

Im Jahr 1849 stellte Arnold Berthold fest, dass kastrierte Hähne weder Kämme und Kehllappen entwickelten noch ein eindeutig männliches Verhalten zeigten. Er stellte fest, dass die Wiedereinpflanzung von Hoden in die Bauchhöhle desselben oder eines anderen kastrierten Vogels zu einer normalen Entwicklung des Verhaltens und der Morphologie führte, und er schloss (fälschlicherweise), dass die Hoden eine Substanz absondern, die das Blut "konditioniert", das wiederum auf den Körper des Hahns einwirkt. In Wirklichkeit könnte eines von zwei anderen Dingen zutreffen: dass die Hoden einen Bestandteil des Blutes veränderten oder aktivierten oder dass die Hoden einen hemmenden Faktor aus dem Blut entfernten. Dass die Hoden eine Substanz freisetzen, die männliche Merkmale hervorbringt, wurde erst bewiesen, als gezeigt wurde, dass der Hodenextrakt die Funktion der Hoden bei kastrierten Tieren ersetzen kann. Reines, kristallines Testosteron wurde 1935 isoliert. ⓘ

Die Basedowsche Krankheit wurde nach dem irischen Arzt Robert James Graves benannt, der 1835 einen Fall von Kropf mit Exophthalmus beschrieb. Der Deutsche Karl Adolph von Basedow berichtete 1840 unabhängig von ihm über die gleiche Symptomkonstellation, während frühere Berichte über die Krankheit auch von den Italienern Giuseppe Flajani und Antonio Giuseppe Testa 1802 bzw. 1810 sowie von dem englischen Arzt Caleb Hillier Parry (einem Freund von Edward Jenner) im späten 18. Thomas Addison beschrieb die Addison-Krankheit erstmals 1849. ⓘ

Thomas Addison ⓘ

1902 führten William Bayliss und Ernest Starling ein Experiment durch, bei dem sie beobachteten, dass in den Zwölffingerdarm eingebrachte Säure die Bauchspeicheldrüse zur Sekretion veranlasste, selbst nachdem sie alle nervlichen Verbindungen zwischen beiden entfernt hatten. Die gleiche Reaktion konnte durch die Injektion eines Extrakts der Jejunum-Schleimhaut in die Halsvene hervorgerufen werden, was zeigte, dass ein Faktor in der Schleimhaut dafür verantwortlich war. Sie nannten diese Substanz "Sekretin" und prägten den Begriff Hormon für Chemikalien, die auf diese Weise wirken. ⓘ

Joseph von Mering und Oskar Minkowski machten 1889 die Beobachtung, dass die chirurgische Entfernung der Bauchspeicheldrüse zu einem Anstieg des Blutzuckerspiegels führte, gefolgt von einem Koma und schließlich dem Tod - Symptome des Diabetes mellitus. Im Jahr 1922 stellten Banting und Best fest, dass die Homogenisierung der Bauchspeicheldrüse und die Injektion des daraus gewonnenen Extrakts diesen Zustand umkehrte. ⓘ

Neurohormone wurden erstmals 1921 von Otto Loewi identifiziert. Er bebrütete das Herz eines Frosches (mit angeschlossenem Vagusnerv) in einer Kochsalzlösung und ließ es einige Zeit in dieser Lösung. Die Lösung wurde dann verwendet, um ein zweites, nicht innerviertes Herz zu baden. Wurde der Vagusnerv des ersten Herzens stimuliert, kam es in beiden Herzen zu einer negativen inotropen (Schlagamplitude) und chronotropen (Schlagfrequenz) Aktivität. Dies war bei beiden Herzen nicht der Fall, wenn der Vagusnerv nicht stimuliert wurde. Der Vagusnerv fügte der Kochsalzlösung etwas hinzu. Die Wirkung konnte mit Atropin, einem bekannten Hemmstoff für die Stimulation des Vagusnervs, blockiert werden. Offensichtlich wurde vom Vagusnerv etwas abgesondert, das sich auf das Herz auswirkte. Der "Vagusstoff" (wie Loewi ihn nannte), der die myotropen (muskelstärkenden) Wirkungen verursacht, wurde später als Acetylcholin und Noradrenalin identifiziert. Für seine Entdeckung erhielt Loewi den Nobelpreis. ⓘ

Neuere Arbeiten in der Endokrinologie konzentrieren sich auf die molekularen Mechanismen, die für die Auslösung der Wirkungen von Hormonen verantwortlich sind. Das erste Beispiel für eine solche Arbeit stammt aus dem Jahr 1962 von Earl Sutherland. Sutherland untersuchte, ob Hormone in die Zellen eindringen, um eine Wirkung auszulösen, oder ob sie außerhalb der Zellen bleiben. Er untersuchte Noradrenalin, das in der Leber durch Aktivierung des Enzyms Phosphorylase die Umwandlung von Glykogen in Glukose bewirkt. Er homogenisierte die Leber in eine Membranfraktion und eine lösliche Fraktion (Phosphorylase ist löslich), gab Norepinephrin in die Membranfraktion, extrahierte die löslichen Produkte und fügte sie der ersten löslichen Fraktion hinzu. Die Phosphorylase wurde aktiviert, was darauf hindeutet, dass sich der Zielrezeptor des Noradrenalins auf der Zellmembran und nicht intrazellulär befindet. Später identifizierte er die Verbindung als zyklisches AMP (cAMP) und begründete mit seiner Entdeckung das Konzept der Second-Messenger-vermittelten Signalwege. Wie Loewi erhielt auch er den Nobelpreis für seine bahnbrechenden Arbeiten in der Endokrinologie. ⓘ

Endokrinopathien

Die Endokrinologie beschäftigt sich unter anderem mit folgenden Krankheiten, sog. Endokrinopathien:

• Panhypopituitarismus
• Schilddrüsenerkrankungen
• Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit)
• Diabetes insipidus (Wasserruhr)
• Conn-Syndrom (Überproduktion an Aldosteron)
• Cushing-Syndrom (Überproduktion an Cortisol)
• Morbus Addison (Mangel an Nebennierenrindenhormonen)
• Adrenogenitales Syndrom (Vermännlichung der primären Geschlechtsmerkmale bei Frauen)
• Hyperandrogenämie (Überschuss männlicher Hormone)
• Akromegalie (übermäßig große (End-)Gliedmaßen und Riesenwuchs)
• Kleinwuchs (auf Grund von Wachstumshormonmangel)
• Unterzuckerung z. B. bei Insulinom
• Nebenschilddrüsenerkrankungen
• Phäochromozytom
• Karzinoid (bösartiger Tumor)
• Überschuss oder Mangel an Sexualhormonen (zum Beispiel Testosteronmangel, Verweiblichung, Hirsutismus, Virilismus, Inter- und Transsexualität) ⓘ