Welche Rolle spielt negatives Feedback im endokrinen System?
Das endokrine System steuert wichtige Körperfunktionen wie Temperatur und Stoffwechsel, indem es die körpereigene Hormonproduktion steuert. Diese Hormone werden von den endokrinen Organen wie Hypophyse, Schilddrüse und Nebenniere ins Blut ausgeschieden, bevor sie zu ihren Zielgeweben gelangen. Das so genannte negative Feedback reguliert die verfügbaren Hormonmengen, indem es erkennt, wenn der Blutspiegel über eine Schwelle steigt, und die Hormonproduktion hemmt. Dies verhindert, dass der Hormonspiegel im Blut weiter ansteigt, was zu einer Krankheit führen kann.
Obwohl positive Rückkopplungen auftreten, sind negative Rückkopplungen im endokrinen System weitaus häufiger. Der negative Rückkopplungsprozess wird manchmal mit einem Hausheizungssystem verglichen, bei dem Temperaturen über einem bestimmten Niveau von einem Thermostat erfasst werden. Dadurch wird die Heizung ausgeschaltet, bis die Temperatur eine Mindestschwelle unterschreitet, wenn die Heizung wieder eingeschaltet wird. Negatives Feedback führt zum Ein- und Ausschalten der Hormonproduktion, wodurch Impulse für die Hormonausschüttung erzeugt werden. Dies bedeutet, dass der Bluthormonspiegel in einem relativ engen Normalbereich zyklisch steigt und fällt.
Ein Beispiel für eine negative Rückkopplung im endokrinen System ist die Regulation der Schilddrüsenhormone. Es beginnt mit dem Hypothalamus des Gehirns, der das Schilddrüsen-Releasing-Hormon (TRH) produziert. Dieses Hormon wandert in die nahe gelegene Hypophyse und produziert dort das Schilddrüsen-stimulierende Hormon (TSH), das dann in die Blutbahn abgegeben wird. Bei Erreichen der Schilddrüse stimuliert TSH die Zellen dort, um nun Schilddrüsenhormone abzuscheiden. Dies sind wichtige Hormone, die die Physiologie praktisch aller Körperzellen beeinflussen.
Wenn der Schilddrüsenhormonspiegel im Blut eine obere Schwelle erreicht, sind die Zellen im Hypothalamus, die TRH bilden und ausscheiden, betroffen. Das Ergebnis ist, dass der TRH-, dann der TSH- und schließlich der Schilddrüsenhormonspiegel sinken. Sobald der Schilddrüsenhormonspiegel im Blut einen unteren Schwellenwert unterschreitet, endet die negative Rückkopplung. Dies bedeutet, dass TRH wieder vom Hypothalamus produziert wird, was zu einer erneuten TSH-Sekretion sowie zur Synthese und Freisetzung von Schilddrüsenhormonen führt.
Die Hormonproduktion vieler endokriner Drüsen ist mit der Kontrolle durch negatives Feedback verbunden. Zusätzlich zu den Rückkopplungsschleifen können andere Faktoren die Hormonsekretion beeinflussen. Ein Beispiel hierfür ist der Anstieg der TRH-Sekretion bei einem kleinen Kind in einer kalten Umgebung. Es wird angenommen, dass dieser Mechanismus aus der Fähigkeit der Schilddrüsenhormone resultiert, die Körpertemperatur zu regulieren.