Wirkungsort

GnRH stimuliert die Synthese und die Freisetzung von Gonadotropinen aus dem Hypophysenvorderlappen (Adenohypophyse) (Mol 1997a; Schmidt 1996a).
 

Wirkungsmechanismus

Peptidhormone, wie das GnRH, sind hydrophil und deshalb nicht in der Lage, die Zellmembran zu passieren. Deshalb muss das Signal über Rezeptoren in der Zellmembran vermittelt werden (Neumann 1992a). GnRH stimuliert die Synthese und die Ausschüttung von LH (Luteinisierungshormon) und FSH (Follikelstimulierendes Hormon) aus der Adenohypophyse (Neumann 1992a; Mol 1997a). GnRH wird physiologischerweise pulsatil (stossweise) vom Hypothalamus freigesetzt. Entsprechend werden die Gonadotropine ebenfalls pulsatil aus dem Hypophysenvorderlappen abgegeben (Mol 1997a). Die Ansprechbarkeit der Adenohypophyse auf GnRH ist zyklusabhängig, wobei sie durch den Oestradiolanstieg unmittelbar vor der präovulatorischen Gonadotropinausschüttung am höchsten ist. Eine Erstinjektion von GnRH sensibilisiert die Hypophyse innerhalb von 30 - 90 Minuten so stark, dass eine Zweitinjektion zu einem stärkeren LH-Anstieg führt (sog. priming effect). Zweitinjektionen nach mehreren Stunden führen nicht zu diesem Effekt. Nach multiplen GnRH-Injektionen tritt eine Desensibilisierung der Hypophyse (sog. receptor down regulation) ein, die über 24 Stunden anhalten kann (Cain 1992a; Kroker 1997a).
 

Weiblicher Organismus

Beim weiblichen Tier wirkt LH auf die Thekazellen der Ovarien, die aus Cholesterin Androgene synthetisieren. Die Granulosazellen verwenden die Androgene, um unter dem FSH-Einfluss Oestrogene zu bilden. Einem Anstieg der Gonadotropinkonzentration im Plasma folgt deshalb eine Erhöhung des Oestrogenspiegels (Allen 1996b; Mol 1997a).
 

Männlicher Organismus

Beim männlichen Organismus stimuliert LH, auch als ICSH (interstitial cell stimulating hormone) bezeichnet, die Synthese und Freisetzung von Testosteron und Dihydrotestosteron in den Leydigschen Zwischenzellen des Hodens. Das FSH wirkt zusammen mit dem Testosteron auf die Hodenkanälchen und fördert dort die Spermatogenese: Indem es die Funktion der Sertolizellen stimuliert, übt es einen wichtigen Einfluss auf die Reifung der Spermatiden aus. Testosteron hemmt über eine negative Rückkopplung (negativen feedback) vor allem die LH-Sekretion. Die FSH-Sekretion wird in erster Linie über ein als Inhibin bezeichnetes Proteohormon kontrolliert, welches in den Sertolizellen gebildet wird (Allen 1996a).
 

Regulation

Bei der Achse Hypothalamus-Hypophyse-Gonaden spielt die Rückkopplung mit negativer Wirkung (negative feedback) eine übergeordnete Rolle. Oestrogene, Androgene und Gestagene haben vor allem einen hemmenden Effekt auf die Freisetzung von GnRH (Neumann 1992a). Progesteron setzt auch die Sensitivität der Stimulierbarkeit der Gonatropinfreisetzung durch GnRH herab (Mol 1997a). Eine Rückkopplung mit positiver Wirkung (positive feedback) spielt bei der Ovulationsauslösung eine wichtige Rolle (Neumann 1992a). Überschreitet die Oestrogenkonzentration im Blut einen artspezifischen Schwellenwert, wird der Mechanismus des positiven Oestrogen-Feedback ausgelöst, bei dem der hohe Oestrogenspiegel über einen zentralnervösen und hypophysären Angriff eine plötzliche starke LH-Ausschüttung (sog. LH-surge oder LH-Gipfel) hervorruft. Dieser LH-Gipfel induziert seinerseits die beginnende Luteinisierung und Progesteronproduktion der Granulosazellen sowie die vollständige Ausreifung und Freisetzung der Eizelle (Ovulation). In den Follikelhöhlen entwickeln sich die Corpora lutea (Gelbkörper), die unter der Einwirkung des LH fortfahren, Progesteron zu sezernieren (Allen 1996b; Mol 1997a).
 

Katze

Katzen haben eine induzierte Ovulation; für deren Auslösung sind mehrere Paarungen erforderlich. In der Vagina des weiblichen Tieres lokalisierte Rezeptoren werden bei der Kopulation stimuliert und induzieren die Freisetzung des GnRH, das seinerseits die Ausschüttung von LH bewirkt. Bei jedem Deckakt wird LH freigesetzt und erreicht über einen kummulativen Konzentrationsanstieg im Blut den kritischen Spiegel, welcher schliesslich die Ovulation auslöst. Es sind somit mehrere Deckakte innerhalb von kurzer Zeit für die erfolgreiche Belegung notwendig (Gruffydd-Jones 1996a; Feldmann 1987a).
 

Rind

Es wird berichtet, dass die Wirkung des GnRH rasseabhängig sein kann (Grunert 1995a). In einer indischen Studie stellte man dieses Phänomen ebenfalls fest (Narasimha Rao 1991a). Restriktiv gefütterte Tiere reagieren mit einer stärkeren LH-Ausschüttung (Grunert 1995a).
 

Produkte

Es gibt verschiedene Produkte mit GnRH-Aktivität: synthetisch hergestelltes Säugetier-GnRH sowie die GnRH-Agonisten Fertirelin und Buserelin. Die biologische Aktivität der drei Wirkstoffe ist unterschiedlich. Fertirelin ist ca. 2,5 bis 10 mal potenter als GnRH und Buserelin ist ca. 10 bis 20 mal potenter als Fertirelin (Thompson 1995a).