Schilddrüse: Funktion und Regulation

Die Schilddrüse ist ein unscheinbares Organ im Halsbereich. Dennoch ist sie von entscheidender Bedeutung, da sie auf fast alle Organe einen mehr oder weniger großen Einfluss hat. Um zu verstehen, wie sich Schilddrüsenerkrankungen auswirken, ist es daher wichtig, sich zunächst mit der Funktion der Schilddrüse zu befassen.
Die Schilddrüse produziert Hormone. Diese Schilddrüsenhormone erfüllen im Körper verschiedene Aufgaben. Üblicherweise bezeichnet man lediglich die Hormone T3 und T4 als Schilddrüsenhormone. Diese werden in speziellen Zellkomplexen der Schilddrüse, den sog. Follikeln, aus Aminosäuren (Eiweißen) und Jod gebildet. Daher ist Jod für die Schilddrüsenfunktion von entscheidender Bedeutung.
Die Schilddrüsenhormone haben wichtige stoffwechselaktivierende Funktionen, spielen jedoch auch in anderen Stoffwechselkreisläufen eine wichtige Rolle. Vermutlich sind T4 und T3 die einzigen Hormone, die auf alle Körpergewebe wirken und daher die größte hormonelle Auswirkung haben. T3 hat dabei eine höhere biologische Wirksamkeit als T4.
Von der in der Schilddrüse gebildeten und ausgeschiedenen Hormonmenge entfallen rund 80 % auf das Thyroxin (= T4). T3 (Trijodthyronin oder Thyronin) ist ein sehr instabiles Hormon, das schnell abgebaut wird. Deshalb wird der weitaus größte Teil (ca. 80 %) nicht in der Schilddrüse produziert und in den Blutkreislauf abgegeben, sondern direkt im Zielorgan (extrathyreoidal) aus T4 gebildet. Dies ermöglicht eine genaue, schnelle und schilddrüsenunabhängige Dosierung des Hormons „vor Ort“ im Zielorgan. Die T3- Konzentration im Blut ist entsprechend gering.

1.1 Funktion der Schilddrüsenhormone
Die Schilddrüsenhormone wirken in allen Körpergeweben. Ihre Hauptaufgabe ist im sich entwickelnden Körper die Wachstumssteuerung, im ausgewachsenen Körper die Regulation des Stoffwechsels. Nachfolgend sind die wichtigsten Aufgaben der Schilddrüsenhormone aufgeführt:
● Wachstum und Entwicklung: Wachstumshormone können nur im Zusammenspiel mit den Schilddrüsenhormonen wirksam werden und z. B. Einfluss auf die Proteinsynthese ausüben. Im wachsenden Körper ist daher die Konzentration der Schilddrüsenhormone 2–5-fach höher als im ausgewachsenen Körper. V.a. für die Entwicklung und Ausreifung des Gehirns spielen die Schilddrüsenhormone eine wichtige Rolle.
● Haut und Fell: Schilddrüsenhormone regulieren den Haarfollikelzyklus (und damit das Haarwachstum), die Talgdrüsenproduktion und die Keratinisation (Verhornung).
● Wärmeregulierung: Schilddrüsenhormone führen zu einer Erhöhung des Grundumsatzes der Zellen, dadurch wird vermehrt Wärme erzeugt.
● Verdauungstrakt: Sie steigern den Fettstoffwechsel sowie die Enzymproduktion in der Leber und beschleunigen den Nahrungstransport. Ebenso beeinflussen die Schilddrüsenhormone den Stoffwechsel verschiedener Substrate, Vitamine und Mineralien.
● Schilddrüsenhormone nehmen Einfluss auf die Herzfrequenz und Schlagkraft des Herzens.
● Sie stimulieren die Produktion von Erythrozyten,
● steigern die humorale und zelluläre Immunität und
● haben Einfluss auf den Kalziumstoffwechsel

1.2 Regulation der Schilddrüse
Die Produktion und Abgabe der Schilddrüsenhormone wird durch einen Regelkreis abgestimmt. Es erfolgt ständig ein Abgleich zwischen dem Bedarf und den verfügbaren Hormonen. Innerhalb bestimmter Grenzen kann so die Hormonproduktion und -abgabe bedarfsgerecht erfolgen. Erst wenn die Grenzen der Regulation überschritten sind oder einzelne Komponenten des Regelkreises fehlen (z. B. bei Jodmangel) oder die relevanten Organe krank oder beschädigt sind (z. B. die Schilddrüse), ist eine bedarfsgerechte Regulation nicht mehr möglich.
Die Regulierung der Schilddrüse erfolgt vorrangig in einem hierarchischen System – der Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse. Das im Zwischenhirn (Hypothalamus) gebildete Hormon TRH wirkt auf die Hirnanhangsdrüse (Hypophyse). Diese schüttet daraufhin das Hormon TSH aus, welches auf die Schilddrüse wirkt. TSH regt in der Schilddrüse die Bildung von T4 und T3 an. Diese werden mit einer zeitlichen Verzögerung von 5–6 Stunden ausgeschüttet. T4 und T3 werden mit dem Blutkreislauf an ihre Zielzellen gebracht. Sie sind zum größten Teil an Trägerproteine gebunden, nur ein sehr geringer Teil der Hormone (0,5%) liegt im Blutplasma frei vor (fT3 und fT4).
In diesem System gibt es zahlreiche Rückkopplungen, mittels derer die bestehende Schilddrüsenhormonkonzentration im Blut entweder direkt die Produktion der Schilddrüsenhormone beeinflusst (Short-Loop) oder die übergeordneten Hormonsysteme, also TSH und TRH, beeinflusst werden (Long-Loop bzw. Extra-long-Loop).

Im sog. Long-Loop-Feedback wird die TSH-Ausschüttung durch die freie Schilddrüsenhormonkonzentration, insbesondere fT3, beeinflusst. Anscheinend ist diese Rückkopplung für die TSH-Produktion von größerer Bedeutung als die Regulierung durch TRH.
Niedrige fT3- und fT4-Konzentrationen im Körper führen zu einer Erhöhung der TSH-Ausschüttung der Hypophyse. Ein hoher fT3- und fT4-Spiegel hemmt dagegen die TSH-Ausschüttung. Die hemmende Wirkung von fT3 ist stärker als die von fT4. Dennoch ist die Einwirkung beider freier Hormone für die negative Rückkopplung relevant. Ebenso haben die ungebundenen Schilddrüsenhormone fT4 und fT3 mittels negativer Rückkopplung Einfluss auf die TRH-Ausschüttung (Extra-long-Loop-Feedback). Auch hier ist fT3 von besonderer Bedeutung.
Eine negative Rückwirkung von TSH auf die TRH-Freisetzung konnte bisher nicht mit Sicherheit nachgewiesen werden. Neben dieser Regelung über die Rückkopplung findet auch eine direkte nervale Steuerung über den Hypothalamus statt.

Quelle: Zimmermann B. Dr. Jekyll & Mr. Hund. Stuttgart: Thieme; 2018. Zeichnung: Christine Lackner, Ittlingen.