Vergleichende Untersuchungen der hormonellen Regulation des Knorpelwachstums bei Amphibien

Die Entwicklung und das Wachstum eines Organismus gehören zu den faszinierendsten und komplexesten Bereichen der belegten Natur. Die vorliegende Arbeit beleuchtet einen schmalen Ausschnitt dieses großen Themas, die hormonelle Regulation des Skelettwachstums bei zwei Amphibienarten. Als Versuchstiere dienen dabei der Anur Xenopus laevis (südafrikanischer Krallenfrosch) und der Urodel Ambystoma mexicanum (Axolotl). In umfangreichen in vitro Untersuchungen wird der Einfluss verschiedener Hormone und Wachstumsfaktoren auf den Sulfateinbau in Knorpelgewebe dargestellt. Es kann erstmals nachgewiesen werden, dass durch die zwei Insulin-ähnlichen Wachstumsfaktoren (Insulin-likegrowth factor, IGF-I und IGF-II) bei beiden Amphibienarten das Skelettwachstum direkt gefördert wird. Auch das strukturell verwandte Pankreashormon Insulin zeigt eine steigernde Wirkung. Dagegen kann für die Schilddrüsenhormone (Thyroxin und Triiodothyronin) und für die Hypophysenhormone Prolaktin und das Wachstumshormon beim Krallenfrosch kein direkter Effekt nachgewiesen werden. Das Knorpelwachstum des Axolotl wird allerdings durch Triiodothyronin und Prolaktin stimuliert. Der Einfluss unterschiedlicher in vivo Vorbehandlungen auf die Reaktionsfähigkeit des Knorpels gegenüber IGF-I und -II wird am Beispiel des Krallenfrosches ebenfalls untersucht. Es zeigt sich, dass durch vorherige Behandlung mit Wachstumshormon die Wirkung der zwei Wachstumsfaktoren verstärkt werden kann. Mehrtägiges Hungern hat dagegen keinen Einfluss auf die IGF-Wirkung. Neben der physiologischen Wirkung der zwei Insulin-ähnlichen Wachstumsfaktoren werden auch ihre Bindungsstellen untersucht. Zu diesem Zweck wird mit verschiedenen Geweben der beiden Amphibienarten eine quantitative in vitro Autoradiographi durchgeführt. Anhand der zahlreichen histologischen Abbildungen ist die Lokalisierung der Bindungsstellen für IGF-I und IGF-II möglich. Zusätzlich erfolgt eine Charakterisierung der Bindungseigenschaften. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass sich der IGF-Rezeptor bei Amphibien von den zwei bei Säugern bekannten Rezeptortypen unterscheidet.