Aufgaben 40 Die Schilddrüse reguliert Entwicklung, Stoffwechsel und Kalzium-Haushalt Sportlerinnen und Sportler verwenden bei Wettkämpfen oft Getränke mit Magnesium und Kalzium, um Muskelkrämpfen entgegenzuwirken. Gerade Kalzium (auch: Calcium, Ca) ist ein Element, dessen Spiegel im Blut sehr präzise reguliert werden muss. Diese Regulation erfolgt in der Schilddrüse (Glandula thyroidea), gemeinsam mit vier Nebenschilddrüsen. Die Schilddrüse ist die größte Hormondrüse des Menschen, sie liegt unterhalb des Schildknorpels des Kehlkopfs auf der Luftröhre. Zu viel Kalzium dämpft das Nervensystem und schwächt Muskulatur und Herz, zu wenig Kalzium führt zu einer Übererregbarkeit des Nervensystems, was ua. Muskelkrämpfe auslösen kann. Die Regulation des Kalziumspiegels im Blut ist deshalb schwierig, weil nur ein sehr geringer Kalzium-Anteil im Blut gelöst vorkommt. Viel mehr gelöstes Kalzium ist in den Zellen, und die Knochen enthalten mehr als die tausendfache Menge. Wie in Abbildung 7 dargestellt ist, kann die Schilddrüse durch die Freisetzung des Hormons Kalzitonin den Kalziumspiegel im Blut senken. Kalzitonin fördert den Knochenaufbau (durch Osteoblasten) und hemmt den Knochenabbau (durch Osteoklasten). Das Nebenschilddrüsenhormon Parathormon (Parathyrin) wirkt als Gegenspieler. Es fördert die Aktivität der Osteoklasten und senkt die Kalzium- Ausscheidung in den Nieren. Der Kalzium- Stoffwechsel wird außerdem durch Vitamin D beeinflusst, das bei UV-Einstrahlung in der Haut gebildet wird und in den Nieren – unter Einfluss von Parathyrin – in eine aktive Form übergeführt wird. Dieses erhöht die Kalzium-Resorption aus der Nahrung im Darm. Neben der Bedeutung im Kalzium-Stoffwechsel kontrolliert die Schilddrüse auch den Zellstoffwechsel des ganzen Körpers: Die Hormone Thyroxin und Thyronin können in fast allen Zelltypen unseres Körpers für die verstärkte Bildung von Energiestoffwechsel-Enzymen sorgen. Auch eine nur geringe Unterfunktion der Schilddrüse führt daher schon zu Konzentrationsstörungen. Eine Unterfunktion der Schilddrüse im Kindesalter führt zu Kretinismus (siehe S. 35). Die Schilddrüse und die Nebenschilddrüsen regulieren Stoffwechsel, körperliche Entwicklung und – als Gegenspieler – den Ca-Haushalt im Blut Steuerung und Regelung Das Prinzip von Gegenspielern (Antagonisten) ist weit verbreitet. So wie Kalzitonin und Parathyrin gegensätzliche Wirkungen haben, erfolgt das auch bei Insulin und Glukagon (S. 42) und vielen anderen Hormonen. Abb. 7: Die Schilddrüse und die Nebenschilddrüsen regulieren ua. den Kalziumspiegel (Ca2+) im Blut und damit zusammenhängend den Knochenauf- und Knochenabbau über die Zelltypen Osteoblasten und Osteoklasten. Kalziumspiegel im Blut Osteoklastenbauen Knochensubstanz ab. Ein hoher Ca2+-Spiegel unterdrückt die Parathyrinbildung. Osteoblastenbauen Knochensubstanz auf. Kalzitonin lässt Osteoblasten neuen Knochen aufbauen. Freies Ca2+ wird dadurch gebunden. Kalzitonin Parathyrin Die Haut bildet Vitamin D. UV-Licht Schildknorpel Luftröhre Schilddrüse (Hinteransicht) Nebenschilddrüsen Schilddrüse Parathyrin lässt Osteoklasten alten Knochen abbauen. Ca2+ wird dadurch frei. Parathyrin lässt die Nieren weniger Ca2+ mit dem Harn ausscheiden. Parathyrin lässt die Nieren Vitamin D aktivieren. Aktiviertes Vitamin D lässt den Darm die Ca2+-Resorption aus der Nahrung erhöhen. Kalzitonin dämpft Osteoklasten. Es wird weniger Ca2+ frei. 1 W Sucht in Gruppen nach Erkrankungen der Schilddrüse. Jede Gruppe recherchiert eine Erkrankung und stellt diese im Kurzreferat vor. Dabei sollen Symptome, Ursachen und Behandlungsmöglichkeiten präsentiert werden. 2 W In Österreich und in vielen anderen Ländern wird Speisesalz iodiert. Recherchiere die Gründe dafür sowie die Bedeutung von Iod für den menschlichen Körper, und erläutere dann die möglichen Konsequenzen einer Ernährung mit uniodiertem Speisesalz. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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