Wachstumsfaktoren lösen Eisprung aus

Nicht das luteinisierende Hormon selbst bewirkt die Reifung des Follikels und den anschließenden Eisprung, sondern eine vom ihm gesteuerte Gruppe von Wachstumsfaktoren.

Jeden Monat reifen in den weiblichen Eierstöcken eine Vielzahl von Primärfollikeln heran, die rasch weniger werden, bis sich in dem Selektionsprozess ein einziger Follikel durchsetzt und sich zum so genannten Graafschen Follikel entwickelt. In diesem liegt die Eizelle umgeben von einer Zellansammlung (Kumuluszellen), die zum umgebenden Follikelepithel (Granulosazellen) gehört. Die Follikelphase endet mit der Ovulation, in der der Follikel und die benachbarte Wand des Ovars reißen und die Eizelle mit dem Eisprung in den Eileiter entlassen wird. Entscheidenden Anteil an diesen Vorgängen hat das in der Hirnanhangsdrüse gebildete luteinisierende Hormon (LH), das in der Mitte des Monatszyklus verstärkt ausgeschüttet wird.

Bislang war allerdings unklar, wie das luteinisierende Hormon (LH) auf Eizellen und die sie umgebenden und nährenden Kumuluszellen wirkt. Denn diese beiden Zelltypen weisen nur wenige oder gar keine Rezeptoren für das Hormon auf. Japanische Wissenschaftler der Stanford University in Kalifornien konnten diesen Widerspruch nun auflösen. Statt selbst an Ei- und Kumuluszelle anzudocken und die Reifungsprozesse in Gang zu setzen, regt LH eine Gruppe von Botenstoffen an, die diese Arbeit übernehmen (Science, Online-Vorabveröffentlichung vom 15. Januar 2004).

Mit Blick auf ihre schon bekannte Funktion als kurzlebige Vermittlermoleküle bei Gewebeveränderungen und Zellwachstum wandten sich Jy-Young Park und seine Kollegen den epidermalen Wachstumsfaktoren (EGF) als potenzielle Kandidaten zu. Sie konzentrierten sich auf drei der Mediatoren: Amphiregulin (AR), Epiregulin (EPI) und Betacellulin (BTC).

Zuerst testeten die Forscher, ob das luteinisierende Hormon die Produktion der drei EGFs beeinflusst. Und tatsächlich kurbelte LH die Expression ihrer Gene an. Ein bis drei Stunden nach Injektion stieg die Konzentration der messenger-RNA - die als Blaupause zur Bildung des zugehörigen Proteins dient - an. Dementsprechend wurde vermehrt Amphiregulin und Epiregulin gebildet, später Betacellulin. Während die Konzentrationen von AR und BTC nur kurze Zeit erhöht waren, blieb der EPI-Wert bis zwölf Stunden nach Stimulation auf einem hohen Niveau. Wie die Forscher entdeckten, beschränkt sich die Expression der Gene auf die Granulosazellen der Follikelwand. Diese Zellen, die zusammen mit den Kumuluszellen die Eizelle ernähren, tragen im Gegensatz zu diesen Rezeptoren für das luteinisierende Hormon.

Weiterhin untersuchten die Wissenschaftler anhand eines Zellkulturmodells, das die Reifung des Follikels nachahmt, inwiefern LH und die Wachstumsfaktoren diese Prozesse beeinflussen. Das Hormon förderte die Wiederaufnahme der Meiose der Eizelle. Die epidermalen Wachstumsfaktoren zeigten unterschiedliche Effekte: Während BTC nur teilweise wirksam war, regten sowohl AR als auch EPI ebenfalls die meiotische Teilung an, allerdings deutlich schneller als das luteinisierende Hormon: Während die durch LH induzierte Reifung nach vier Stunden abgeschlossen war, brauchte die durch EPI und AR vermittelte Reifung nur zwei bis drei Stunden. Diese Ergebnisse unterstreichen die Hypothese, dass EPI und AR in der Kaskade dem luteinisierenden Hormon nachgeschaltet sind, also erst durch LH induziert werden. Der Zeitunterschied von mehr als einer Stunde ist die Zeit, die das Hormon benötigt, die Produktion der Wachstumsfaktoren anzukurbeln.

Um sich zu versichern, dass tatsächlich die epidermalen Wachstumsfaktoren als Vermittler zwischen LH und Eisprung geschaltet sind, blockierten die Forscher in einem weiteren Versuch die Rezeptoren der EGFs. Als Resultat trat keiner der zuvor beobachteten Effekte wie Eireifung und Wiederaufnahme der Meiose mehr auf.

Die neuen Erkenntnisse könnten weit reichende Konsequenzen haben und zum Beispiel zur Entwicklung zielgenau wirksamer Verhütungsmittel führen, die in diesen Mechanismus eingreifen, hoffen die Forscher. Bei der künstlichen Befruchtung wiederum könnten Mediziner die Reifung der Eizelle besser kontrollieren und beeinflussen. Nicht zuletzt unfruchtbaren Frauen, bei denen die LH-Produktion gestört ist, könnten die Erkenntnisse helfen. Nun könnte direkt auf Ebene der Mediatoren therapeutisch eingegriffen werden – und nicht auf Umwegen über das Hormon.

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