Historisch bestrachtet: Gastrointestinale Hormone von besonderer Bedeutung

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Hormone sind biochemische Botenstoffe, die von Zellen produziert und abgegeben werden. Dabei entdeckte man gastrointestinale Hormone als erstes.

Zu Beginn des letzten Jahrhunderts erkannte man erstmals die Existenz spezifischer Botenstoffe, der Hormone. Diese zirkulierten im Blutkreislauf und regulieren die Organfunktionen und die physiologischen Mechanismen. Diese Erkenntnisse führte zum Konzept der Endokrinologie. Dabei entdeckten Forscher erst vor kurzem auch die klinische Bedeutung des Darms als größtes endokrines Organ des Körpers. Denn dort werden eine Vielzahl von Hormonen produziert. Im Grunde genommen sind Gastrointestinale Hormone wesentliche Regulatoren des Stoffwechsels, des Wachstums, der gesamten Entwicklung sowie unseres Verhaltens. Deswegen stehen sie auch im Mittelpunkt der pädiatrischen Endokrinologen.

 

Gastrointestinale Hormone und ihre Geschichte

Unter dem Strich begann die Endokrinologie der neueren Zeit in der Gastroenterologie. Und zwar mit der Beobachtung im Jahre 1902, dass ­Duodenalschleimhautextrakte nach intravenöser Injektion beim Hund die Bauchspeicheldrüse zur Saftproduktion anregen. Die britischen Physiologen William Maddock Bayliss und Ernest Henry Starling entdeckten damals ein humoralen Stoff, den sie Sekretin benannten. Für diesen wurde erstmals der Ausdruck Hormon geprägt. Das kommt aus dem Griechischen und bedeutet »zur Erregung bringen«.

Bald folgte die Entdeckung anderer Hormone wie gastrointestinale Hormone. Darunter 1905 das Gastrin und 1921 das Insulin. Der Verdauungstrakt hat die größte Zahl von endokrinen Zellen, doch sind diese zumeist diffus in der Schleimhaut verstreut. Der Grazer Pathologe Friedrich Feyrter hat zu dieser Thematik wesentliche Beiträge verfasst (Beschreibung der »hellen Zellen« in den Dünndarmkrypten und des diffusen neuroendokrinen Systems).

Leichte Störungen von regulatorischen Peptiden, Hormonen oder Neurotransmittersubstanzen finden sich bei vielen Erkrankungen, so ist z.B. beschrieben dass bei Infektion der Magenschleimhaut mit Helicobacter pylori die parakrinen Somatostatin-Zellen der Antrummucosa das hemmenden Somatostatin vermindert ausschütten, wohingegen mehr ­Gastrin freigesetzt wird (Hyper­gastrinämie, Neigung zu höheren Magensäuresekretion).

 

Gastrointestinale Hormone und endokrine Tumore

Von ganz besonderer Bedeutung sind die gastrointestinalen Hormone jedoch dann, wenn sie in großem Überschuss in der Zirkulation auftauchen. Denn dann liegt fast immer einen endokriner Tumor ­vor.

Dabei sind Gastrointestinale ­endokrine Tumoren selten aber von großem pathophysiologischen Interesse. Sie kommen etwa zweimal pro 100.000 Einwohner/Jahr vor. Übrigens hat der Grazer Pharmakologe Fred Lembeck in ihnen die maßgebliche Substanz Serotonin entdeckt. Die häufigsten endokrine Tumoren sind die Karzinoide und die seltensten Tumoren sind Somatostatinome.

 

Übergewicht und Adipositas

Die große Herausforderung für die Medizin des 21. Jahrhunderts stellt Übergewicht und Adipositas (Fettsucht) dar. Während man Übergewicht früher oft als Verhaltensstörung ansah, gab die Entdeckung des Hormons Leptin 1994 der Adipositas-Forschung große Impulse.

Sobald Fett angelagert wird, scheint es, dass ein kompliziertes System von neuroendokrinen Mechanismen, unter Beteiligung von Leptin, die Abnahme verhindern. Dies ist ein Schutz gegen Hungersnot und, aus welchen Gründen auch immer, fehlende Nährstoffzufuhr.

Eine willentliche Gewichtsabnahme ist dadurch überaus schwierig. Der Verdauungstrakt signalisiert dem Gehirn, ebenso wie das Leptin vom Fettgewebe, wie es um die Energiebilanz steht. Insulin dient nicht nur der Blutzuckerhomeostase, sondern wirkt im Gehirn ähnlich dem Leptin (Verringerung der Nahrungsaufnahme).

Das Hormon Ghrelin, das erst seit wenigen Jahren bekannt ist, stammt aus dem Magen und Dünndarm und erhöht den Appetit. Intravenös verabreichtes Ghrelin führt bei Versuchspersonen zu Hunger und Nahrungsmittelaufnahme. Vor Mahlzeiten steigt normalerweise der Ghrelinspiegel im Blut, danach fällt er ab – Ghrelin bringt uns also zum Essen.

 

Einfluss auf den Zuckerstoffwechsel

Von ganz besonderer Bedeutung sind die gastrointestinalen Hormone beim Zuckerstoffwechsel. Menschen mit Typ-2-Diabetes sind nicht in der Lage, auf eine erhöhte Zucker­belastung rasch zu reagieren. Bei ihnen fehlt der beschleunigte Anstieg des Stoffwechselhormons Insulin direkt nach einer Mahlzeit.

Die neueren Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass die Insulinausschüttung selbst in großem Maße von anderen Hormonen abhängt. Das so genannte Inkretinhormon GLP-1 (glucagon-like peptide) wird bei Nahrungsaufnahme in den Blutkreislauf freigesetzt. Das körpereigene Enzym Dipeptidyl-Peptidase IV (DPP IV) baut es dann innerhalb von Minuten ab. Deswegen muss es der Körper also ständig neu produzieren.

Der völlig neue Therapieansatz besteht nun darin, dem Körper wieder ausreichend des GPL-Hormons zur Verfügung zu stellen. Dadurch kann er wieder besser mit einer schnellen Insulinantwort auf ­eine Zuckerbelastung reagieren. Dazu muss man entweder ein Inkretin-Mimetikum verabreichen oder das Enzym DPP-IV in der Aktivität hemmen.

Literatur:

Wabitsch et al. Gastrointestinal Hormones Induced the Birth of Endocrinology. Endocr Dev. 2017;32:1-7. doi: 10.1159/000475726. Epub 2017 Aug 15.


Quelle: Die Hormone des Verdauungstraktes. o. Univ.-Prof. Dr. Günter J. Krejs, MEDMIX 5/2007.

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Rainer Muller

MEDMIX-Redaktion, Projektleiter, AFCOM Digital Publishing Team

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