Autokrine Sekretion

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 15. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Bei der autokrinen Sekretion geben Drüsen Botenstoffe an die Umgebung ab und nehmen sie durch Rezeptoren selbst wieder auf. Dieser Prozess spielt sowohl für Immunreaktionen, als auch für Zellwachstum, Differenzierung und Regenerierung eine Rolle. Mittlerweile wird Krebs mit Fehlregulationen bei der autokrinen Sekretion assoziiert.

Was ist die autokrine Sekretion?

Bei der autokrinen Sekretion geben Drüsen Botenstoffe an die Umgebung ab und nehmen sie durch Rezeptoren selbst wieder auf. Abbildung zeigt die Bauchspeicheldrüse bei Insulinabgabe.

Die autokrine Sekretion ist einer von zahlreichen Sekretionsmechanismen im menschlichen Körper. Ein Sekret ist das Produkt einer Drüse oder drüsenähnlichen Zelle und kann verschiedene Aufgaben erfüllen. Bei der autokrinen Sekretion geben die Drüsen oder drüsenähnliche Zellen Hormone oder hormonähnliche Substanzen in die Umgebung ab, die sie selbst wieder aufnehmen.

Dieser Prozess spielt zum Beispiel für die Sekretion von Wachstumsfaktoren eine Rolle. Diese Wachstumsfaktoren sind Proteine, die die Zellentwicklung beeinflussen und wirken im menschlichen Organismus besonders oft auf die absondernden Drüsenzellen selbst.

Jede Sekretion ist entweder endokrin oder exokrin. Endokrine Sekrete werden über das Blut zu den Zielzellen transportiert. Anders als bei der endokrinen Sekretion dient das Blut bei der autokrinen Sekretion nicht als Transportmedium für die produzierten Stoffe. Die Wirkung autokriner Sekrete bleibt vielmehr auf die unmittelbare Umgebung beschränkt, wie es auch bei der parakrinen Sekretion der Fall ist. Damit ist die autokrine Sekretion als Sonderfall der parakrinen Sekretion zu interpretieren und ist dabei vor allem für Wachstumsfaktoren relevant.

Funktion & Aufgabe

Beim Sekretionsmodus der autokrinen Sekretion geben drüsenähnliche Zellen oder Drüsen ihr Sekret in die Zwischenräume zwischen Organen oder Geweben der unmittelbaren Umgebung ab. Autokrine Drüsen sind mit spezifischen Rezeptoren ausgestattet, an die ihre eigenen Sekrete binden. Auf diese Weise wirken die abgegebenen Substanzen auf die Drüsenzellen selbst.

Als regulatorischer Mechanismus steht damit der sogenannte Ultrashort-Feedback-Mechanismus im Zusammenhang. Das abgegebene Hormon kann durch die Bindung an die Drüsenrezeptoren so zum Beispiel seine eigene Ausschüttung hemmen. Dieser Mechanismus entspricht einem Regelkreis.

Autokrine Wirkung zeigen zahlreiche Zytokine und Gewebshormone des Menschen. Unter den Zytokinen versteht die Medizin regulatorische Eiweiße, die beispielsweise bei der Steuerung von Immunantworten eine Rolle spielen. Generell sind alle Hormone und Zytokine extrazelluläre Botenstoffe und so auf die Wirkung außerhalb der abgebenden Zelle ausgelegt.

Eine intrazelluläre Antwort wie bei der autokrinen Sekretion kann nur dann ausgelöst werden, wenn zelluläre Proteine als Rezeptoren in der Membran der produzierenden Zellen angelegt sind. Diese Rezeptorproteine treten in Wechselwirkung mit dem Botenstoff. Sie werden auch integrale Membranproteine, zytoplasmatische Proteine oder Kernproteine genannt. Der interaktionsbedingte Hormon-Rezeptorkomplex stimuliert durch eine Signaltransduktion die Produktion eines intrazellulären Signalmoleküls. Da die Signaltransduktion in mehrstufigen Prozessen erfolgt, ist in diesem Zusammenhang auch von einer Signalkaskade die Rede.

Die Beendigunng der jeweiligen Zellantwort auf einen hormonellen Reiz wird durch die Inaktivierung der intrazellulär produzierten Signalmoleküle realisiert. Bei diesem Prozess ist auch von der Signallöschung die Rede. Hormone wie Insulin wirken auf diese Weise zum Beispiel als autokrine Sekrete und zeigen dabei Regulationsmuster des Ultrashort-Feedbacks.

Der Mechanismus der autokrinen Sekretion reguliert damit im weitesten Sinne den Hormonhaushalt. Hormone sind Signalsubstanzen, die eine biologisch spezifische Antwort in den Zellen auslösen. Damit dienen sie der Informationsübertragung und erfüllen zum Beispiel bei der immunologischen Informationsübertragung unersetzlich wichtige Aufgaben. Die autokrinen Drüsenzellen organisieren dabei sozusagen die Übertragung der Informationen. Sie besitzen neben Rezeptoren ein eigenes nachgeschaltetes Signalübertragungssystem, das eine signalspezifische und zellinterne Antwort auslöst. Entweder entspricht diese Antwort einer positiven oder einer negativen Antwort. In Einzelfällen wird so zum Beispiel die Empfänglichkeit der beteiligten Zellen für andere Signale gesteigert.

Die autokrine Sekretion steuert außerdem die Differenzierungsvorgänge vieler Gewebe und Zellarten. Sie kontrolliert Wachstumsprozesse und spielt sowohl bei der Embryogenese, als auch bei der Regeneration von Geweben eine Rolle.

Krankheiten & Beschwerden

Erkrankungen wie gutartige und bösartige Prostataveränderungen können mit Fehlregulationen der autokrinen Sekretion zusammenhängen. Die Steuerung des Epithelzellwachstums erfolgt über autokrine Sekrete als Regulationsmechanismen. So werden die Prostatazellen zum Beispiel durch den Fibroblast Growth Factor sowie den Transforming Growth Factor autostimuliert.

Beide Wachstumsfaktoren werden unmittelbar in den Zellen der Prostata produziert und beeinflussen das Wachstum auf Basis des Androgenspiegels auf verschiedene Art und Weise. So löst das autokrine Sekret zum Beispiel Wachstumsstillstand oder Zelltod aus. Bei überschießenden Wachstumsprozessen der Prostata ist dieser regulatorische Prozess gestört oder fehlgeleitet.

Aufgrund dieser Zusammenhänge nimmt die autokrine Sekretion einen besonderen Stellenwert in der Krebsforschung ein. Durch die Wachstumskontrolle autokriner Sekrete ist das Wachstum eines Tumors von äußeren Faktoren weitestgehend unabhängig. Um das Wachstum des Tumors also erfolgreich einzudämmen, würde sich daher die Herangehensweise von innen empfehlen. Diese Herangehensweise von innen entspricht einer Hemmung der autokrinen Wachstumsfaktoren, die das Wachstum des Tumors erst stimulieren. Die Hemmung autokriner Wachstumsfaktoren kann durch die Gabe monoklonaler Antikörper erreicht werden. Dieser Therapieweg wird in der modernen Forschung als vielversprechende Behandlungsoption bei Krebserkrankungen diskutiert.

Fehler in der Signalkaskade autokriner Sekrete werden mittlerweile als wichtiger Ursachenfaktor für sämtliche Krebserkrankungen vermutet. Was solche Fehler verursacht, ist bisher nicht abschließend geklärt. Sowohl genetische Dispositionen als auch Umweltgifte können für die Fehlregulationen eine gesteigerte Rolle spielen.

Quellen

Kleine, B., Rossmanith, W.G.: Hormone und Hormonsystem. Springer Verlag, Berlin 2010
Königshoff, M. et al.: Kurzlehrbuch Biochemie. Thieme, Stuttgart 2012
Piper, W.: Innere Medizin. Springer, Berlin 2013

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