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Ein '''Hormon''' ist ein , der von speziellen (in oder ) produziert und als körpereigener Wirkstoff in den Körperkreislauf abgegeben wird. Dieser Signalstoff setzt dann an bestimmten Zellen der e spezifische Wirkungen oder Regulationsfunktionen in Gang, vor allem bei bestimmten vorgängen. Der dadurch ausgelöste biologische Prozess stellt einen Spezialfall der dar. Chemisch sind Hormone en oder gelegentlich auch e (sogenannte ).

Die Wissenschaft zur Erforschung der Hormone bezeichnet man als . Entsprechend ist ein ein oder , der sich mit der Erforschung der Hormone, ihrer Wirkungsweisen und mit Erkrankungen des hormonalen Geschehens beschäftigt. Das 1906 für die Wirkstoffe innersekretorischer Drüsen benutzte Wort ''Hormon'' leitet sich ab von </ref>

Geschichte

Bereits in der ) entdeckt; es wurde 1904 erstmals synthetisiert.<ref name="Arzneimittelgeschichte"></ref>

Definition

Der Begriff ''Hormon'' (von ?in Bewegung setzen, antreiben, anregen?) wurde, einem 1905 gemachten Vorschlag eines ihrer Mitarbeiter folgend,<ref> an ihren Wirkort gelangen. Diese klassische Definition findet bis heute Anwendung, wurde aber vielfach modifiziert und erweitert.

So wurde der Hormonbegriff um aglanduläre Hormone erweitert, die wie klassische Hormone endokrin, aber nicht aus Drüsen freigesetzt werden. Beispiele hierfür sind , und das sowie Substanzen, die von Nervenzellen produziert und ins Blut abgegeben werden (e).<ref name="ISBN 0-07-034432-9"></ref> Auch körpereigene Stoffe aus spezialisierten Zellen, die nach Abgabe unter Umgehung des Blutwegs direkt im unmittelbar benachbarten Gewebe () ihre Wirkung erzielen () werden gelegentlich als Hormone bezeichnet.

Anhand ihrer Wirkungsschwerpunkte werden von den Hormonen die e abgegrenzt, die Wachstum, Proliferation und Differenzierung von Zellen regulieren. Zytokine werden aglandulär von Zellen sezerniert, deren Aufgabe nicht allein in der Sekretion dieses Stoffes besteht, und wirken typischerweise autokrin oder parakrin. Auch , die von n über den abgegeben werden um ebenfalls an Nervenzellen ihre Wirkung zu entfalten, werden in der Regel nicht als Hormone bezeichnet.<ref name="ISBN 3-13-357815-4"></ref>

Allgemeines

Hormone wurden in den frühen Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts entdeckt; der Begriff ''Hormon'' wurde 1905 von durch Diffusion durchdrungen haben. Ihre Rezeptoren liegen im Zytoplasma vor oder im Zellkern. Nach der Bindung von Hormon und Rezeptor aggregieren die Rezeptor/Hormon-Komplexe zu Rezeptordimeren, dringen in den Zellkern und steuern dort die Genaktivierung.

Hormonbildende Zellen

Hormone werden von speziellen hormonproduzierenden Zellen gebildet: Diese befinden sich in beim Mann.

Charakteristisch für die hormonproduzierenden Zellen sind Enzyme, die nur in diesen Zellen vorkommen. Die Freisetzung der Hormone ist individuell für jedes Hormon geregelt. Häufig werden Hormone in der Zelle gespeichert und nach Stimulation durch einen Freisetzungsstimulus freigesetzt. Die Freisetzungsstimuli können z. B. sein (Freisetzungshormone, auch Liberine genannt, siehe unten).

Hormon-Kaskaden

Häufig finden sich hormonelle Achsen:
  • die hypothalamisch-hypophysär-gonadotrope Achse: Das Gonadotropin-Releasing Hormon () aus Nervenzellen des Hypothalamus setzt in der Hypophyse die frei, die wiederum in den Geschlechtsorganen die Bildung von anregen.
  • die hypothalamisch-hypophysär-adrenotrophe Achse: Das Corticotropin-Releasing Hormon () aus Nervenzellen des Hypothalamus setzt in der Hypophyse das frei, das in der Nebenniere die Cortisol-Bildung anregt.
  • die hypothalamisch-hypophysär-thyreotrophe Achse: Thyreotropin-Releasing Hormon () aus Nervenzellen des Hypothalamus setzt in der Hypophyse das frei, das in der Schilddrüse die Freisetzung des und des anregt.

Hormonfreisetzung

Die Hormonfreisetzung (mit Ausnahme der parakrinen Stimulatoren) erfolgt in der Nähe von Blutgefäßen, die viele kleine Fenster haben, durch die Hormone direkt ins Blut übergehen können. Bei auf die Sekretion von Neuropeptiden spezialisierten Stellen spricht man von en. Durch die Bindung eines Stimulus für die Hormonfreisetzung kommt es häufig in der Zelle zu einem Anstieg der intrazellulären Calciumkonzentration. Dieser -Anstieg erlaubt die Fusion der Zellorganellen, in denen sich die vorgefertigten Hormone befinden, mit der Zellmembran. Sobald die Organellenmembran mit der Zellmembran fusioniert ist, haben die Hormone freien Zugang zum Raum außerhalb der Zelle und können in die dort benachbarten Blutgefäße durch die gefensterte Blutgefäßwand wandern.

Hormonähnliche Stoffe

Die bei vorkommenden Hormone werden als e bezeichnet. Sie teilen mit den tierischen Hormonen die Eigenschaft, Signalwirkung über eine größere Distanz zu entfalten und in geringen Konzentrationen wirksam zu sein.

Die bei Tieren vorkommenden e sind Botenstoffe zwischen Individuen. Sie sind nicht an den Organismus gebunden, in dem sie gebildet wurden und können über große Distanzen signalisieren.

Beispiele für hormonelle Regulation

  • (, ),
  • Aufrechterhaltung der
  • und
  • der Frau
  • , Anpassung an und
Hormone werden selber:
  1. durch e (, ''feedback system''; in der hypothalamisch-hypophysären-thyreotrophen Achse zum Beispiel unterdrückt das Endprodukt () die Bildung des im und des s aus der .),
  2. : Die Freisetzung der meisten Hormone wird durch negative Rückkopplungen gesteuert, wie beispielsweise die der der . Der Hypothalamus setzt das frei, das in der Hypophyse die Freisetzung des (ACTH) stimuliert (''blauer Pfeil +''). Dieses stimuliert in der Nebennierenrinde die Bildung und Freisetzung von Kortisol und anderen Glukokortikoiden (''blauer Pfeil +''). Über das Blut in das Gehirn und die Hypophyse gebracht unterdrückt Kortisol andererseits die Bildung und Freisetzung von CRH und ACTH (''rote Pfeile ?''), wodurch die Kortisolbildung wieder aussetzt.
  3. durch das sowie
  4. durch nichthormonelle chemische Botenstoffe wie zum Beispiel die Kalziumkonzentration oder die Glukosekonzentration im Blut reguliert.

Einteilung

Nach chemischer Klassifikation

  • Protein- und e mit charakteristischer
    • Neuropeptide des Hypothalamus:
      • für LH/FSH, TSH, ACTH, GH
      • (AgRP)
      • (NPY)
    • Glykoproteinhormone der :
      • (Follitropin, FSH)
      • (Luteotropin, LH)
      • (Thyreotropin, TSH)
      • (Adrenocorticotropin, ACTH)
    • weitere adenohypophysäre Hormone:
      • (GH)
      • (MSH)
    • Neuropeptide der :
      • (Adiuretin, Vasopressin, ADH)
    • Hormone der Schilddrüsen
    • Hormone der Nebenschilddrüsen
      • (PTH)
    • Hormon des Herzen
      • (ANP)
    • Hormone der :
      • (PP)
    • Peptidhormone des Magen- und Darmtraktes
      • (CCK)
      • (VIP)
      • (GIP)
      • (PYY)
    • Peptidhormon der Leber
      • (Somatomedine, IGF)
    • Proteinhormone der Gonaden
      • und
  • Protein/Peptid-Hormone bei Vertebraten, nicht beim Menschen gefunden
    • bei Lurchen
    • bei Fischen
      • ; jetzt auch beim Menschen (und weiteren ) zwei Stanniokalzine mit noch unbekannter Funktion gefunden

{| class="wikitable float-right" style="text-align:center"
|- style="background:#FFDEAD;"
! Katecholamine
|-
|
Adrenalin
|-
|
Noradrenalin
|-
|
Dopamin
|-
|}

  • derivate
    • (T4) und (T3)
  • derivate ? wie und bei en
  • e ? wie die n- und e
    • ? wie
    • ? wie
    • ? wie
    • ? wie
    • ? wie
    • (DHEA)
  • derivate ()
    • e
    • e

Nach Herkunft

Es gibt spezielle Hormondrüsen, in denen hormonbildende Zellen im engen Verbund zusammenhängen. Viele Hormone werden aber von Zellen gebildet, die nicht ausschließlich mit hormonbildenden Zellen im Verbund stehen. So liegen die ''G-Zellen'', die Gastrin bilden, vereinzelt im des Magens vor. Ähnlich ist es mit den Zellen für die Hormone Cholezystokinin, Sekretin oder Somatostatin in der Darmwand.

'''Entscheidend für die Hormonproduktion ist nicht die äußere Umgebung einer Zelle, sondern die Ausrüstung innerhalb mit den charakteristischen Enzymen.'''

  • Spezialisierte Hormondrüsen
    • Hypophyse
      • Hypophysen-Vorderlappen, die Adenohypophyse: Hier werden LH/FSH, ACTH, Prolaktin, GH und TSH gebildet.
      • Hypophysen-Hinterlappen, Neurohypophyse: Diese ist keine Hormondrüse im eigentlichen Sinne, da hier die Hormone Oxytozin und Vasopressin (Adiuretin) an Nervenenden ausgeschüttet werden, wobei die Nervenzellkerne sich im Hypothalamus befinden und deren Nervenbahnen durch den Hypophysenstiel laufen.
    • Zirbeldrüse: Bildung des Hormons Melatonin
    • : Bildung des Schilddrüsenhormons (T3, T4, Calzitonin)
      • (Parathyroidea): Bildung von Parathormon (Gegenspieler von Calzitonin)
    • : Bildung von Aldosteron (Mineralokortikoid), Androgenen (Androstendion) und Adrenalin (Epinephrin).
    • in der : Bildung von Insulin, Glukagon, Somatostatin und Pankreatischem Polypeptid
  • e, die von im ZNS produziert werden.
    • Hypothalamische Neuropeptide: Bildung von GnRH, CRH, TRH oder GHRH: Speicherung an den Nervenenden in der ''Eminentia mediana''; Bildung von Oxytozin und Vasopressin (Adiuretin), Speicherung an den Nervenenden in der Neurohypophyse; Bildung von NPY, GHrelin, Agouti-ähnlichem Peptid
  • Gewebe mit Hormonbildenden Zellen:
    • Haut: Bildung von durch Bestrahlung von 7-Dehydrocholesterin mit UV-Licht
    • Herz: Bildung des Atrial-Natriuretischen Peptides durch Muskelzellen (Myozyten) des rechten Herzvorhofes
    • Leber: Bildung des Angiotensinogen, des Vorläufers des Angiotensin, Bildung von Insulin-ähnlichen Wachstumsfaktoren (IGF)
    • Magen- und Darmtrakt: Bildung von , , , aus einzeln in die Magen- oder Darmwand verteilten endokrinen Zellen.
    • Gonaden
      • Hoden: Bildung von Testosteron (und ) durch die Leydig-Zellen, von Inhibin und Aktivin
      • Ovarien: Bildung von Testosteron durch Theka-Zellen und von Estradiol durch Granulosa-Zellen, Bildung von Inhibin und Aktivin
  • Weitere Organe mit Steuerungsfunktion bestimmter endokriner Regelkreise
    • Niere: Die Zellen des setzen bei erniedrigtem Blutdruck das Enzym frei, das das aus der Leber zum Angiotensin I spaltet.
    • Lunge: Hier wird das Angiotensin I durch das zum wirksamen Angiotensin II verkürzt.

Biochemische Eigenschaften

Man unterscheidet zwischen zwei Arten von Hormonen:
  • Wasserlösliche Hormone:
    Diese Substanzen können wegen ihrer unlöslichkeit die Zellmembran nicht passieren. Stattdessen binden sie sich an spezifische membrangebundene Rezeptoren der Zielzellen. Zusammen mit dem Rezeptor wird ein ''Hormon-Rezeptor-Komplex'' gebildet. Dieser aktivierte Rezeptor fungiert im Zellinneren dann wie ein , das indirekt verschiedenste biochemische Mechanismen in Gang setzen kann (Signaltransduktion).
Ein sehr verbreitetes Prinzip der Signaltransduktion ist -gekoppelte 7-Transmembranhelixrezeptor. Hier wird dadurch, dass ein Ligand außen an der Zelle an den Rezeptor bindet (welcher die Zellmembran überspannt), im Rezeptor eine sänderung ausgelöst, wodurch dann in der Zelle ein heterotrimeres G-Protein an den Rezeptor binden kann. Dadurch wird das Protein (z. B. Gs) aktiviert und bildet wie ein Enzym den . Dieser wiederum kann dann via relaxieren oder beispielsweise auch die Expression bestimmter Gene via fördern.
  • zu gelangen, oder ist wie im Falle der Schilddrüsenhormone bereits an die DNA gebunden, um die Expression bestimmter Gene zu fördern.
Eine wichtige Klasse innerhalb der fettlöslichen Hormone sind, neben den Schilddrüsen-Hormonen, die Steroidhormone. stammen alle vom ab. Die beiden wichtigsten Orte der Steroidhormonproduktion sind die Nebennierenrinden und die Gonaden (Hoden und Eierstöcke) für die . Das sehr kleine hormonell wirksame (NO) wird wegen dessen hoher Membranpermeabilität ebenfalls zu den lipophilen Hormonen gezählt.

Pflanzenhormone

Liste von :

Hormone in der Umwelt

Besondere Aufmerksamkeit verdient die Tatsache, dass Hormone zunehmend in die eingetragen werden und später über die pflanzliche und tierische in ungünstiger und unkontrollierter Dosierung vom Menschen wieder aufgenommen werden. Ein Beispiel sind die Hormone der , die von n nicht abgebaut werden. Sie werden mit dem gereinigten Wasser in die Flüsse eingeleitet.

Da die Kläranlagen auf den Medikamenteneintrag nicht ausgelegt sind, gelangen Medikamente und ihre Rückstände fast ungehindert über die Oberflächengewässer auch wieder ins .

Auch bestimmte e wie beispielsweise , , oder wirken wie Hormone und beeinflussen etwa die immer früher einsetzende erste bei Mädchen.

Siehe auch

Literatur

  • Elisabeth Buchner: ''Wenn Körper und Gefühle Achterbahn spielen.'' ISBN 3-934246-00-1.
  • Hermann Giersberg: ''Hormone.'' (= ''Verständliche Wissenschaft'', Band 32). Springer, Berlin u. a.
  • Bernhard Kleine: ''Hormone und Hormonsystem.'' Springer 2007, ISBN 3-540-37702-6.
  • P. Reed Larsen: ''Williams Textbook of Endocrinology.'' 10. Auflage. Saunders, Philadelphia/PA 2003
  • Lois Jovanovic, Genell J. Subak-Sharpe: ''Hormone. Das medizinische Handbuch für Frauen.'' (Originalausgabe: ''Hormones. The Woman?s Answerbook.'' Atheneum, New York 1987) Aus dem Amerikanischen von Margaret Auer, Kabel, Hamburg 1989, ISBN 3-8225-0100-X.
  • Ulrich Meyer: ''Die Geschichte der Östrogene.'' In: '''', Band 33, Nr. 5, 2004, , S. 352?356.
  • Katharina Munk: ''Grundstudium Biologie ? Zoologie.'' Spektrum Akademischer Verlag 2002, ISBN 3-8274-0908-X.
  • : ''Lehrbuch der Tierphysiologie.'' 7. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag 2009, ISBN 3-8274-2114-4.
  • , , Heinrich Huebschmann: ''Lebensregler. Von Hormonen, Vitaminen, Fermenten und anderen Wirkstoffen.'' Societäts-Verlag, Frankfurt am Main 1941 (= ''Frankfurter Bücher. Forschung und Leben'', Band 1), insbesondere S. 9?35 (''Geschichte der Hormonforschung'').

Weblinks

  • Hans Trachsel: Uni Bern
  • ? Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK), Schweiz

Einzelnachweise