Cortisolstoffwechsel – Funktion, Störungen & Diagnose

Was ist der Cortisolstoffwechsel?

Der Cortisolstoffwechsel umfasst alle biochemischen Prozesse, die mit der Produktion, dem Transport, der Wirkung und dem Abbau von Cortisol im menschlichen Körper zusammenhängen. Cortisol ist ein Glukokortikoid – ein Steroidhormon, das in der Nebennierenrinde gebildet wird und eine Schlüsselrolle bei der Stressreaktion, der Regulation des Blutzuckerspiegels, der Immunabwehr und dem Entzündungsgeschehen spielt.

Bildung von Cortisol

Die Produktion von Cortisol unterliegt einer streng regulierten hormonellen Kaskade, der sogenannten Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse):

• Der Hypothalamus schüttet das Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) aus.
• CRH stimuliert die Hypophyse (Hirnanhangsdrüse) zur Freisetzung von ACTH (Adrenocorticotropes Hormon).
• ACTH gelangt über die Blutbahn zur Nebennierenrinde und regt dort die Cortisol-Synthese aus Cholesterin an.

Die Cortisol-Ausschüttung folgt einem zirkadianen Rhythmus: Die höchsten Spiegel werden morgens kurz nach dem Aufwachen erreicht, die niedrigsten in der Nacht. Stress, Schlafentzug und Krankheit können diesen Rhythmus erheblich stören.

Transport im Blut

Im Blut wird Cortisol zu einem großen Teil (ca. 90 %) an Transportproteine gebunden, vor allem an das Corticosteroid-bindende Globulin (CBG, Transcortin) und an Albumin. Nur der freie, ungebundene Anteil ist biologisch aktiv und kann in Zellen eindringen, um seine Wirkung zu entfalten.

Wirkungsweise von Cortisol

Cortisol wirkt, indem es in die Zielzelle eindringt und an den intrazellulären Glukokortikoidrezeptor (GR) bindet. Der entstandene Hormon-Rezeptor-Komplex wandert in den Zellkern und reguliert dort die Genexpression. Auf diese Weise beeinflusst Cortisol zahlreiche Körperfunktionen:

• Stoffwechsel: Erhöhung des Blutzuckerspiegels durch Förderung der Glukoneogenese (Neubildung von Zucker aus Nicht-Kohlenhydraten) in der Leber sowie Abbau von Fett- und Muskelgewebe.
• Immunsystem: Hemmung von Entzündungsreaktionen und Unterdrückung überschießender Immunantworten.
• Herz-Kreislauf-System: Steigerung des Blutdrucks und der Herzleistung unter Stressbedingungen.
• Zentrales Nervensystem: Beeinflussung von Stimmung, Gedächtnis und Wachheit.
• Knochen und Muskeln: Bei chronisch erhöhten Spiegeln Abbau von Knochensubstanz (Osteoporose) und Muskelmasse.

Abbau und Ausscheidung

Cortisol wird hauptsächlich in der Leber abgebaut. Dort wird es durch Enzyme (insbesondere 11β-Hydroxysteroid-Dehydrogenasen, 11β-HSD) inaktiviert und in wasserlösliche Metaboliten umgewandelt, die über die Nieren mit dem Urin ausgeschieden werden. Das Enzym 11β-HSD1 kann in bestimmten Geweben (z. B. Fettgewebe, Leber) inaktives Cortison wieder in aktives Cortisol umwandeln – dies ist von großer Bedeutung für lokale Entzündungsreaktionen und den Fettstoffwechsel.

Störungen des Cortisolstoffwechsels

Abweichungen im Cortisolstoffwechsel können zu schwerwiegenden Erkrankungen führen:

• Cushing-Syndrom: Chronisch erhöhte Cortisolspiegel, die durch einen cortisolproduzierenden Tumor oder durch langfristige Einnahme von Kortikosteroiden entstehen können. Typische Zeichen sind Gewichtszunahme (besonders am Bauch), Mondgesicht, Bluthochdruck und Hautveränderungen.
• Morbus Addison (Nebennierenrindeninsuffizienz): Zu geringe Cortisolproduktion durch Schädigung der Nebennierenrinde. Symptome sind Erschöpfung, Gewichtsverlust, niedriger Blutdruck und eine Bräunung der Haut.
• Chronischer Stress und Burnout: Anhaltend erhöhte Cortisolspiegel durch Dauerstress können das Immunsystem schwächen, den Schlaf stören und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen.
• Metabolisches Syndrom: Störungen im lokalen Cortisolstoffwechsel (z. B. durch überaktives 11β-HSD1 im Fettgewebe) werden mit der Entstehung von Übergewicht, Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes in Verbindung gebracht.

Diagnose von Cortisolstoffwechselstörungen

Zur Beurteilung des Cortisolstoffwechsels stehen verschiedene diagnostische Verfahren zur Verfügung:

• Serumcortisol: Blutentnahme zu definierten Tageszeiten (meist morgens), um den Tagesrhythmus zu erfassen.
• 24-Stunden-Urin-Cortisol: Messung der Cortisol-Gesamtausscheidung über einen Tag.
• Speichelcortisol: Nicht-invasive Messung des freien Cortisols zu verschiedenen Tageszeitpunkten, geeignet zur Beurteilung des zirkadianen Rhythmus.
• Dexamethason-Hemmtest: Gabe eines synthetischen Kortikoids (Dexamethason) zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der HPA-Achse.
• CRH-Stimulationstest und ACTH-Test: Zur weiteren Abklärung von Über- oder Unterfunktionen.

Behandlung von Cortisolstoffwechselstörungen

Die Therapie richtet sich nach der zugrundeliegenden Ursache:

• Beim Cushing-Syndrom kommen operative Entfernung des verursachenden Tumors, Medikamente zur Hemmung der Cortisol-Synthese (z. B. Metyrapon, Ketoconazol) oder Bestrahlung zum Einsatz.
• Beim Morbus Addison erfolgt eine lebenslange Hormonersatztherapie mit Hydrokortison (bioidentisches Cortisol) und ggf. Fludrokortison.
• Bei stressbedingten Störungen spielen Stressmanagement, ausreichend Schlaf, regelmäßige körperliche Aktivität und eine ausgewogene Ernährung eine wichtige Rolle.

Quellen

1. Chrousos, G. P. (2009): Stress and disorders of the stress system. Nature Reviews Endocrinology, 5(7), 374–381. PubMed PMID: 19488073.
2. Stewart, P. M. & Krozowski, Z. S. (1999): 11β-Hydroxysteroid dehydrogenase. Vitamins and Hormones, 57, 249–324. PubMed PMID: 10232054.
3. Nieman, L. K. (2018): Cushing syndrome: Update on signs, symptoms and biochemical screening. European Journal of Endocrinology, 173(4), M33–M38. PubMed PMID: 25005935.