Drüsen: Aufbau, Sekretion und Hormone im Überblick

Konzept der Sekretion

Sekretion ist die Abgabe spezifischer Stoffe, die anschließend extrazelluläre oder intrazelluläre Wirkungen entfalten, um Funktionen im Körper auszuführen. Die Sekretion ist ein Vorgang, der von Drüsenzellen geleistet wird. Es gibt Epithelzellen, die Drüsen bilden, sowie Zellen, die keine Epithelzellen sind und Substanzen an die extrazelluläre Matrix abgeben, beispielsweise Histamin oder Antikörper. Andere Zellen arbeiten für den eigenen Gebrauch. Sekretorische Zellen finden sich auch in Organen wie den Keimdrüsen, der Leber und dem Knochenmark sowie in lymphoiden Organen, deren eigene Zellen Sekrete produzieren.

Allgemeiner Aufbau sekretorischer Zellen

Je nach Zeitpunkt variiert die Struktur der funktionellen Zelle. Häufig zeigen sie eine polygonale Morphologie mit Differenzierungen der Membran, etwa Strukturen für Ein- und Ausschleusung sowie Evaginationen und Invaginationen, die den Ein- und Austritt von Stoffen ermöglichen. Diese Zellen gruppieren sich zu Drüsen.

Sekretorischer Zyklus

Der sekretorische Zyklus umfasst die Phasen: funktionelle Inkorporation der Vorläufer, Synthese, Speicherung und Eliminierung.

Mechanismen der Sekretion

• Merokrin: Das Produkt wird durch Exozytose über die Plasmamembran freigesetzt.
• Apokrin: Die Sekretion erfolgt zusammen mit einem Teil des Zytoplasmas, etwa wenn die Zelle eine Dekapitation erleidet.
• Holokrin: Die Zelle wird vollständig eliminiert; meist zerfällt sie und setzt ihren Inhalt nach außen frei.

Sekretorische Zellen: Arten

1. Nach Art des Produkts

1a) Proteinsekretierende Zellen: Das raue endoplasmatische Retikulum ist stark entwickelt, polyribosomal und frei, der Golgi-Apparat liegt neben dem Zellkern. Es finden sich basophile Sekretgranula und elektronendichte Strukturen. Beispiele sind der exokrine Pankreas, endokrine Zellen, die Nebennierenmark- und Ganglienzellen sowie Zellen der Hypophyse.

1b) Glykoproteinsekretierende Zellen: Das raue endoplasmatische Retikulum ist schwach entwickelt, der Golgi-Apparat sehr ausgeprägt. Die Sekretion erfolgt über Granula, die PAS-positiv und elektronendicht sind. Beispiele sind becherförmige Zellen, Schleimdrüsenzellen, Speicheldrüsenzellen, Zellen der Oberflächenauskleidung des Endozervix und des Magens.

1c) Steroidsekretierende Zellen: Es gibt zahlreiche Mitochondrien, einige mit tubulären Cristae, ein sehr gut entwickeltes glattes endoplasmatisches Retikulum, Vesikel mit lipidartigem Aussehen sowie Ansammlungen von Lipofuszin. Zum Nachweis ihres Inhalts werden Kälte-Fixierung und spezielle Färbungen auf Lipide verwendet. Beispiele sind endokrine Zellen, die Nebennierenrinde sowie die Eierstöcke und Hoden.

1d) Sekretierende Zellen mit speziellen Produkten: Dazu gehören etwa Zellen, die Schweiß, Talg, Cerumen oder Milch produzieren.

2. Nach dem Sekretionsziel

2a) Exokrine Drüsen: Sie leiten ihre Produkte an die Körperoberfläche oder an andere Stellen in natürliche Hohlräume.

2b) Endokrine Drüsen: Sie geben ihre Sekrete direkt ins Blut und gelegentlich in die Lymphe oder den Liquor ab. Ihre Zielzellen sind distant und werden durch Hormone im Blut signalisiert.

2c) Parakrine Drüsen: Sie geben ihre Produkte an die unmittelbare Umgebung ab, ohne Kanäle zu benötigen. Beispiele sind Zellen, die chemische Mediatoren, Wachstumsfaktoren oder Zytokine produzieren.

2d) Autokrine Drüsen: Die signalgebende Zelle ist gleichzeitig ihre eigene Zielzelle und stimuliert sich selbst. Beispiel: Tumorzellen.

Biogenese und allgemeine Organisation exokriner und endokriner Drüsen

Sekretorische Epithelzellen bilden Drüsen, die uni- oder pluricellulär sein können und an der Oberfläche oder in der Tiefe angeordnet sind. Sie bilden entweder ein vollständiges Organ oder einen Teil eines Organsystems. Drüsen entstehen aus Epithelien des embryonalen Gewebes auf verschiedene Weise: Die Zellen differenzieren sich zu sekretorischen Zellen an der Oberfläche der Innenauskleidung oder sind verstreut angeordnet. Die Drüse entsteht als epitheliale Wucherung, die in das darunterliegende Gewebe einwächst. Dabei kann die Verbindung zur Oberfläche erhalten bleiben oder verschwinden.

Exokrine Drüsen

1. Gruppierte und an der Oberfläche angeordnete Zellen: Sie erfüllen Funktionen der Auskleidung und Sekretion. Beispiel: Oberflächenepithel des Magens und des Endozervix.

2. Verstreute und an der Oberfläche angeordnete Zellen: Es handelt sich um unizelluläre Drüsen. Beispiele: Becherzellen und Typ-2-Zellen.

3. Gruppierte und in der Tiefe angeordnete Zellen: Der sekretorische Anteil wird als Acinus oder Adenomer bezeichnet; er ist röhrenförmig oder alveolär. Der Acinus besteht aus einer Gruppe exokriner Zellen, deren Sekrete über zentrale Lumina abgegeben werden. Je nach Art des Acinus entstehen seröse, muköse oder gemischte Produkte. Der exkretorische Anteil ist ein einfaches, verzweigtes oder gewundenes Kanalsystem. Das Bindegewebe-Stroma umhüllt die Drüse in Form von Kapseln und Septen, die die Lobuli abgrenzen.

Endokrine Drüsen

Strukturelle Grundlagen: Die Zellen sind polygonal und epithelartig und bilden zusammen Stränge, zwischen denen zahlreiche Kapillaren verlaufen. Die Schilddrüse besteht aus Follikeln, deren Wand aus kubischen Zellen gebildet wird, die in einer einzigen Schicht angeordnet sind. Im Lumen speichern sie Kolloid, in dem die Tyrozyten die Hormone herstellen. Die Organe verfügen über eine funktionelle Zusammensetzung aus den Hormone produzierenden endokrinen Zellen. Die Kapillaren besitzen ein fenestriertes Endothel.

Sortierung:

1. Zusammengefasste Zellen: Hierzu zählen die Hypophyse, Schilddrüse, Nebenschilddrüse, Nebennieren und die Epiphyse. Sie sind in anderen Organsystemen enthalten, etwa in den Nuclei des Hypothalamus, den Langerhans-Inseln des Pankreas, den Leydig-Zellen des Hodens, den steroidproduzierenden Zellen der Eierstöcke, den juxtaglomerulären Zellen der Niere und den Ganglien.

2. Verstreute Zellen: Sie bilden das diffuse endokrine System.

Konzept der Hormone

Hormone sind organische Stoffe, die von sekretorischen Epithelzellen hergestellt werden. Sie werden über das Blut zu anderen Geweben transportiert, wo sie ihre Wirkung auf bestimmte Zellen entfalten. Die Rezeptoren erkennen das jeweilige Hormon und regulieren so die metabolischen Prozesse. Dies bedeutet Stimulation, Hemmung oder Modulation. Das Hormonsystem wird auch als innere Sekretion bezeichnet. Vitamine sind keine Hormone, da sie von außen aufgenommen werden. Neurotransmitter, chemische Mediatoren, Enzyme und Wachstumsfaktoren besitzen ebenfalls eine parakrine oder autokrine Sekretion. In diesen Fällen fallen sie nicht unter die Hormone, sondern Noradrenalin sowie einige Vitamin-D-Formen werden dem diffusen endokrinen System zugeordnet.

Chemische Zusammensetzung der Hormone

• Steroide: Lipide mit einem Grundgerüst aus Cholesterin, Beispiele sind die Sexualhormone.
• Proteine: Aminosäuren, verbunden durch Peptidbindungen. Beispiele sind hypophysäre Hormone und Calcitonin.
• Biogene Amine: Aminosäuren ohne Peptidbindungen, die eine NH2-Gruppe enthalten. Beispiele sind T3, T4 und Katecholamine.
• Glykoproteine: Proteine, die mit Glucose verbunden sind. Beispiel: hypophysäre Hormone.

Wirkmechanismen der Hormone

Steroid- und Schilddrüsenhormone aktivieren Gene, die spezifische zelluläre Funktionen steuern. Hydrosolubele Hormone aktivieren über das cAMP-System oder andere sekundäre Botenstoffe die Enzyme der Zelle.

Regulation der Sekretion

Die Sekretion wird durch genetische, nervöse und humorale Faktoren gesteuert. Beispielsweise stimuliert ein hoher Blutzuckerspiegel die Insulinsekretion und hemmt die Glukagonsekretion. Ein erhöhter Calciumspiegel hemmt die Parathormonfreisetzung und regt die Calcitoninsekretion an.