4. Das Hormonsystem

4.1 Überblick über das Hormonsystem des Menschen
 4.1.1
 4.1.2
 4.1.2
 4.1.2.2
 4.1.2.3
 
Einführung und Vergleich Hormonsystem-Nervensystem
Hormondrüsen, Stoffgruppen und Wirkung von Hormonen
Hierarchie der Hormondrüsen Bedeutung der Hypophyse
Hormondrüsen ohne Steuerung durch die Hypophyse
Hormone im menschlichen Körper
Grundprinzipien der hormonellen Informationsübertragung
4.2 Schilddrüse
 4.2.1
 4.2.2
Anatomie, Normal-Fehlfunktion
Ursachen von Funktionsstörungen, Regelkreisschema,
4.3 Pankreas als endokrine Drüse; Blutzuckerregulation
 4.3.1 Anatomie und Funktion; Insulin/Glucagon; Regelkreisschema, Diabetes;
4.4 Nebenniere; Streß
 4.4.1 Flight-and-Fight-Syndrom , Allg. Anpassungssyndrom, Stressoren
4.5 Ovarialzyklus
 4.5.1 weibliche Sexualorgane, Hormonelle Regulation, hormonelle Empfängnisverhütung
4.6 Pflanzenhormone
 4.6.1 Auxine, Gibberelline, Abscisinsäure, Cytokinine, Ethylen u.a.

4.7

Glossar Hormone

t Biomoleküle in

 

 

4.1 Überblick über das Hormonsystem des Menschen
4.1.1 Einführung und Vergleich Hormonsystem-Nervensystem

 

Neben dem Nervensystem, das für schnelle und zielgerichtete Steuerung der Körperstrukturen ausgelegt ist, besitzen die Organismen (Tiere und Pflanzen) noch ein weiteres System zur Informationsübertragung, das langsamer wirkt, dessen Wirkung aber länger andauert: das Hormonsystem.

Über das Hormonsystem werden insbesonders Reproduktion, Wachstum und Entwicklung, Mobilisierung von Abwehrkräften gegen Stressoren, Aufrechterhaltung des Elektrolyt-Wasser- und Nährstoffgleichgewichts des Bluts, der Zellstoffwechsel und das Energiegleichgewicht reguliert.

Damit hat der Körper eine weitere Möglichkeit, Körperfunktionen innerhalb sehr enger Grenzen konstant zu halten und etwaige Veränderungen sofort wieder auszugleichen. Dieses Verhalten wird als Homöostase bezeichnet.

Das Nervensystem benutzt zur Informationsübertragung spezielle Leitungen und elektrische Impulse, das Hormonsystem das Blut und spezielle chemische Stoffe, die Hormone. (griech. hormao = antreiben)

Hormone sind Botenstoffe, die in Drüsen oder Geweben gebildet werden, ins Blut ausgeschüttet werden und in kleinen Mengen an Zielzellen im Körper wirken.

Man nennt das Hormonsystem auch endokrines System. Der Begriff endokrin kommt aus dem griechischen: endo=innen + krinein=absondern. Ebenfalls spricht man bei den Hormondrüsen von endokrinen Drüsen im Gegensatz zu exokrinen Drüsen wie z. B. die Schweißdrüsen, die ihr Sekret nach außen absondern.

Drüsen sind mehrzellige Organe (oder Zellen), die allgemein aus einem Drüsenkörper und meist einem Ausführungsgang bestehen wodurch ein Sekret abgesondert wird. Hormondrüsen sondern dieses innerhalb des Körpers ab, exokrine Drüsen nach außerhalb.

Pheromone

Pheromone sind ebenfalls chemische Stoffe die der Informationsübertragung dienen, werden jedoch benutzt, um Informationen an andere Individuen zu senden. Man findet sie von den einfachsten Wirbellosen bis zum Mensch. Bienenköniginnen, Ameisen und z. B. Ratten kontrollieren ihre Kolonien mit Pheromonen. Phermonone dienen auch bei allen Tieren und dem Menschen als Sexuallockstoffe. Dies wird in der biologischen Schädlingsbekämpfung ausgenützt.

Pheromone im männlichen Schweiß beim Menschen können z. B. den weiblichen Zyklus beeinflussen.

4.1.2 Hormondrüsen, Stoffgruppen und Wirkung von Hormonen

Die Lage und Namen der Hormondrüsen des Menschen kann man nebenstehender Abbildung entnehmen. Daneben sind noch verschiedene Gewebe in der Lage, Hormone zu bilden. Deshalb unterscheidet man auch:

je nach ihrem Bildungsort. Gewebe sind Verbände gleichartiger Zellen mit gemeinsamer Funktion. Hormonell aktiv sind viele Gewebe z.B die Nieren, die Plazenta oder die Dünndarmschleimhaut und Lunge, Haut und der Magen-Darm-Trakt.

Endokrine Drüsen sind:

Hypophyse, Schilddrüse, Nebenschilddrüse, Nebenniere, Epiphyse

Organe, die endokrines Gewebe enthalten sind:

Bauchspeicheldrüse, die Geschlechtsorgane Ovar und Hoden und Leber, Niere und die Verdauungsorgane.

Die Thymusdrüse produziert verschiedene Peptide die lokal, hormonähnlich die Reifung bestimmter weißer Blutkörperchen fördern und ist deshalb keine Hormondrüse im eigentlichen Sinn.

Alle endokrinen Drüsen und Gewebe haben die folgenden allgemeinen Eigenschaften:

  • Sie setzen ihre Hormonprodukte ohne Ausfuhrgang ins Blut frei.
  • Sie besitzen eine ausgiebige Blutversorgung.
  • Die Zellen jeder Drüse sind um Kapillaren angeordnet, z. B. als Glomeruli.
  • Jede Drüse enthält mehr als einen Zelltyp und produziert mehr als 1 Hormon
  • Die Drüsen werden durch das autonome NS innerviert oder stehen unter direkter Kontrolle durch den Hypothalamus
Hormone sind eine stofflich uneinheitliche Gruppe. Man kann sie in 2 Gruppen einteilen:
  • Steroidhormone ca. 15% (Derivate des Cholesterins) in Nebennierenrinde, Hoden, Ovar und Plazenta
  • Nichtsteroide ca. 85% in Hypophyse, Pankreas, Schilddrüse, Nebennierenmark, usw.
    Aminosäurederivathormone
    Peptid-/Proteinhormone
    Fettsäurenderivate (Prostaglandine aus Arachidonsäure)

Steroidhormone werden alle aus Cholesterin gebildet. Die weithin negative Meinung über Cholesterin führt oft zu einer Cholesterinmangel-Ernährung. Dies kann fatale Folgen für den Gesamtstoffwechsel haben, wenn die körpereigenen Cholesterinmengen nicht ausreichend durch die Nahrung ergänzt werden. Die Sexualhormone unterscheiden sich nur durch bestimmte funktionelle Gruppen.

Aminosäurenderivathormone sind z. B. das Schilddrüsenhormon Thyroxin, das aus Tyrosin gebildet wird genauso wie Adrenalin vom dem Nebennierenmark ausgeschüttet wird. Bei den Peptidhormonen findet man unterschiedlichste Konformationen, von Oxytocin (Hypophyse), einem Nonapeptid bis zu Insulin (Pankreas), einem globulären Peptid mit Quartärstruktur ( 2 Ketten, 51 Aminosäuren).

Prostaglandine und Leukotriene sind hormonähnliche Substanzen, die vom Körper kontinuierlich in allen Organen aus der essentiellen Fettsäure Arachidonsäure (cis-5,8,11,14-Eicosatetraensäure), die ihrerseites aus Zellmembran-Phospholipiden (durch Phospholipase A2 ) entsteht, synthetisiert werden. Sie steuern z.B.

  • Schmerz- und Entzündungsgeschehen
  • die Magensaftabsonderungen das Thrombosegeschehen.

Mit Histamin, Bradykinin, Angiotensin, VIP (vasoactive intestinal peptide), Interleukin, Interferon zählen sie zu den Entzündungsmediatoren, die von verletzten Zellen produziert werden und im benachbarten Gewebe kurzzeitig wirken. Ziel ist es, selbstheilende Prozesse in Gang zu bringen.

Hormonkonzentration und Halbwertszeit

Im Blut sind Hormone normalerweise in Konzentrationen von 10-7M/Liter bis 10-10M/Liter vorhanden und werden sobald sie ausgeschüttet sind meist an Trägerproteine gebunden um ihre Zerstörung oder ihre Ausscheidung durch die Niere zu verhindern oder, da sie hydrophob sind die Wasserlöslichkeit zu gewährleisten.Die Halbwertszeit bei Peptidhormonen ist einige Minuten, die der Steroidhormone einige Stunden.

4.1.2.1 Hierarchie der Hormondrüsen

Das Hormonsystem ist hierarchisch ausgelegt und wird durch den Hypothalamus als oberste Instanz gesteuert. Dieser hat sozusagen den Gesamtüberblick über die Hormone im Körper. Auf eintretende Veränderungen reagiert der Hypothalamus mit entsprechenden Befehlen an die Hypophyse. Der Hypothalamus hat engen Kontakt zur nahegelegenen Großhirnrinde und verarbeitet alle von dort kommenden Reize, z. B. Wärme, Kälte, Sinneseindrücke, optische und akustische Wahrnehmungen. Auch unsere Gefühle und Gedanken, die im limbischen System erfaßt werden, haben Einfluß auf das Hormonsystem, da der Hypothalamus dieses System steuert.

Im Hypothalamus treffen die Verbindungen des vegetativen Nervensystems zusammen. Dieses System koordiniert alle wichtigen Lebensvorgänge des menschlichen Körpers z. B. Wärmeregulation, Wasserhaushalt, Schlafen, Atmung, Hunger, Sexualfunktion u.a. Alle diese Funktionen werden maßgeblich durch Hormone beeinflußt.

Die Hypophyse wird als die wichtigste Hormondrüse des Organismus angesehen. Sie steuert die Tätigkeit der anderen Hormondrüsen des menschlichen Körpers. Die Hypophyse besteht aus einem Vorderlappen und einem Hinterlappen. Links ist die Zusammenarbeit von Hypothalamus und Hypophyse dargestellt.

Die Hypophyse hat zwei Aufgaben:

  1. Sie kann den Befehle zur Produktion von Hormonen an andere hormonelle Drüsen weiterleiten. Das geschieht, indem sie sogenannte trope Hormone produziert. Diese werden über die Blutbahn an die entsprechenden Organe weitergeleitet und übergeben dort den Befehl zur Produktion des eigentlich vom Organismus benötigten Hormons. Beispiele dafür sind die Gonadotropine, die Vorgänge in den Eierstöcken und Hoden anregen, das Corticotropin ACTH beeinflußt die Nebenniere und das Thyreotropin TSH die Schilddrüse.
  2. Sie kann selbst Hormone produzieren, die direkt ihre regulierende Wirkung ausüben, z.B. das Wachstumshormon Somatotropin STH und das Vasopression (ADH = Antidiuretisches Hormon), das zur Regulierung des Wasserhaushalts in der Niere notwendig ist.

Die endokrinen Drüsen, die auf Befehl der Hypophyse ihre Hormone produzieren, sind insbesondere die Schilddrüse (Thyreoidea), die Nebennieren und die Keimdrüsen von Mann und Frau, die Hoden (Testis) und die Eierstöcke (Ovar).

Eine Aufstellung aller Hormondrüsen und ihre Wirkung findet man weiter unten.

4.1.2.2 Hormondrüsen ohne Steuerung durch die Hypophyse

Neben den Hormondrüsen, die direkte Steuerbefehle von der Hypophyse erhalten, existieren in Organen, die vorwiegend andere Aufgaben zu erfüllen haben, hormonproduzierende Zellen, die nicht durch die Hypophyse gesteuert werden.

Dazu gehört die Bauchspeicheldrüse. Hier werden über eigene Regelkreise die Reaktion auf die Inhaltsstoffe der Nahrung und der Blutzuckerspiegel kontrolliert. Dies geschieht mit Hilfe der Hormone Insulin und Glukagon. Weiterhin ist die Zirbeldrüse (Epiphyse) zu nennen, die das Hormon Melatonin produziert. Es hat Einfluß auf die "innere Uhr" des Menschen, auf den Alterungsprozeß und den Schlaf.

Im Nebennierenmark werden die Hormone Adrenalin und Noradrenalin produziert. Die Produktion diese Stoffe wird in Gefahren- und Streßsituationen direkt über autonome Nervenimpulse gesteuert.

4.1.2.3 Hormone im menschlichen Körper

Name Produktionsort Eigenschaften - Wirkung

Kortikotropin-RH
FSH/LH-RH
Melanotropin-RH
Prolactin-RH+IH
STH-RH+IH
TRH-RH;

(alle Peptide)

Hypothalamus

RH = freisetzende Hormone oder Releasing-Hormone

IH = Inhibierende Hormone

Hinterlappen:
Oxytocin,
ADH = Vasopressin,

Vorderlappen:
MSH = Melanotropin ACTH = Adrenocorticotropes Hormon
LPH = Lipotropin
TSH = Thyreotropin
PRL = Prolactin
LH = Lutropin
FSH = Follitropin
STH = Somatotropin

(Alles Peptide; PRL, LH, GH, TSH, FSH = Proteine)

Hypophyse

 

Oxytocin =stimuliert Uterus-Kontraktion, Milchausfluß beim Stillen
ADH = H20-Rückresorptiion im distalen Tubulus (Niere)
MSH = stimuliert Melaninproduktion
ACTH = stimuliert die Steroidproduktion und Abgabe in der Nebenniere
LPH = erhöht Fettsäurefreisetzung aus den Fettzellen
TSH = stimuliert Freisetzung der Schilddrüsenhormone (Thyroxin = T4 ) und Trijodthyronin = T3)
STH = allgemeines anabolisches Stimulanz; Zellwachstum
PRL = regt Milchsynthese und Differenzierung der sekretorischen Zellen in der Milchdrüse an
LH = erhöht Progesteronsynthese des Ovars und Testosteronsynthese der Hoden
FSH = stimuliert Follikelentwicklung, Ovulation und Östrogensynthese, erhöht Spermienbildung

b-Zellen 
Insulin
a-Zellen
Glucagon
Somatostatin
Pankreas Polypeptid
(alles Peptide)

Pankreas

Insulin = erhöht die Glucoseaufnahme aus dem Blut und die Lipogenese
Glucagon = erhöht den Blutzuckerspiegel durch Förderung des Glykogenabbaus; stimuliert Fettabbau
Somatostatin = hemmt Glucagon und setzt Somatotropin frei
Pankreas Polypeptid = erhöht Glycogenabbau und reguliert Verdauungstätigkeit

Nebennierenrinde:

Corticoide:
ca. 40 Steroide;

Glucocorticoide:
Cortisol, Cortison,
Mineralcorticoide:
Aldosteron,

daneben DHEA, Sexualhormone

Nebennierenmark:
Adrenalin und Noradrenalin 
beides Tyrosinderivate

Nebenniere

Die Nebennieren sind dreieckige, orangefarbene Drüsen, als Haube auf den Nieren gelagert. Wie oben abgebildet bestehen sie aus Rinde und Mark. Adrenalin wird auf nervösen Befehl hin zur schnellen Erhöhung des Blutzuckerspiegels durch Glycogenabbau abgesondert und regt den Herzschlag an, Noradrenalin sorgt für Kontraktion der Arterien. Aldosteron wirkt auf die Nierenkanälchen und fördert die Na+-Rückresorption. Cortisol wird bei mehrminütigem Stress ausgeschüttet. Cortison wirkt entzündungshemmend. Geringe Mengen an Sexualhormonen werden in der Nebenniere gebildet.

Parathormon (PTH)
(Peptid)

Nebenschild-drüse 

Die Nebenschilddrüsen sind 4 erbsengroße, senffarbige Drüsen hinter der Schilddrüse. Sie kontrollieren durch Enterorezeptoren den Ca2+-Spiegel im durchströmenden Blut. Ist der Ca2+-Spiegel zu niedrig, schütten sie PTH aus, was den Ca2+-Spiegel erhöht, indem es z. B.die Abbau von Kalzium aus dem Knochen und die Resorption im Darm und Rückresorption in der Niere fördert. Bei zu viel Ca2+ ( > 2,55 mmol / l) wird weniger oder gar kein PTH mehr produziert. Bei andauernd zu veil PTH (> 65 pg / ml ) geben die Knochen zu viel Ca2+ ans Blut ab, was zu Osteoporose führt.

Thyroxin (T4)
Trijodthyronin (T3)
(Thyrosinderivate)

Calzitonin (Peptid)

Schilddrüse

Thyroxin (T4) = erhöht Grundumsatz durch Stimulierung der ATPase- Produktion .

Trijodthyronin (T3) wie T4

Calzitonin = senkt Ca2+-Spiegel im Blut durch Förderung der Ausscheidung in der Niere

Östrogene
Progesteron
Testosteron
Relaxin
(alles Steroide)

Hoden, Ovar

Östrogene = es gibt über 30 verschiedene Hormone, sie bewirken Reifung und Funktion der weiblichen Geschlechtsorgane, wirken stärkend auf Knochen und Herz und stabilisieren das seelische Gleichgewicht. Außerdem sorgen sie für das typische weibliche Erscheinungsbild in Figur, Haut und Behaarung.
Progesteron = fördert Einnistung der befruchteten Eizelle in die Uterusschleimhaut und Aufrechterhaltung der Schwangerschaft
Testosteron = bewirkt Reifung und Funktion der männlichen Geschlechtsorgane
Relaxin = hemmt Muskelkontraktion

Gastrin
Sekretin
Cholecystokinin
Motilin
Somatostatin

(alles Peptide)

Verdauungs-trakt

Gastrin (Magen) = stimuliert HCl und Pepsinbildung
Sekretin (Duodenum) = stimuliert Pankreas HCO3- und H20 zu produzieren
Cholecystokinin = stimuliert Gallenblasenkontraktion und Produktion der Pankreasenzyme
Motilin = kontrolliert die Peristaltik von Magen und Darm
Somatostatin = hemmt die Gastrin und Glucagonsekretion

Melatonin (Amin)

Epiphyse (Zirbeldrüse)

regelt Tag/Nachtrhythmus, Alterungsprozesse, Immunreaktionen

Angiotensin
(Peptid)

Leber

Angiotensin = stimuliert Freisetzung von Adrenalin aus den Nebennieren

D-Hormon (Steroid)
Renin (Peptid)

Niere

D-Hormon = erhöht Ca2+-Spiegel im Blut durch Ca2+-Abgabe des Knochens
Renin = wirkt bei der Angiotensinbildung mit

Die Thymusdrüse produziert hormonähnliche Substanzen:

Thymuspeptide:

Thymosin, Thymopoietin, Thymulin

Thymusdrüse

"Trainingszentrum für T-Lymphozyten" unter der Wirkung verschiedener Peptide

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 1

Hormondrüsen des Körpers

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 2

Hormondrüse

 

 

 

Abb. 3

Steroidhormone


Aldosteron, ein Mineralcorticoid

 

 

 

Abb. 4

Prostaglandine

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 5

Anti-Schmerzmittel


Das bekannte Aspirin (Wirkstoff: Acetylsalicylsäure) oder Medikamente, die Ibuprofen enthalten hemmen die Prostaglandin- und Leukotriensynthese und mildern so Schmerzen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 6

Hierarchie der Hormondrüsen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 6

Hypophyse

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 7

Hormondrüsen ohne Steuerung durch die Hypophyse

Bauchspeicheldrüse

Epiphyse

Nebenniere

 

Abb. 8

Hormondrüsen


Hypothalamus

Hypophyse

Pankreas
(Bauchspeicheldrüse)

Nebennieren

Hoden

Ovar, Plazenta

 

Leber


Weiterführende Quellen:

Hormone

http://web.indstate.edu/thcme/mwking/hormone-table.html
http://www.innerbody.com/image/endoov.html
http://www.endocrineweb.com/
http://www.univ-st-etienne.fr/lbti/Mednucl/AtlasEnd/aindex.htm

Prostaglandine, Leukotriene

http://micro.magnet.fsu.edu/micro/gallery/prostaglandin/prostaglandin.html
http://bio.chem.niu.edu/Resources/fall2000/Templates/Phospholipases/background.htm

Pheromone
Vomeronasalorgan

http://www.hhmi.org/senses/d230.html
http://neuro.fsu.edu/research/vomer.htm

Hormonsystem

http://www.medizinfo.com/annasusanna/hormsyst.htm