Physiologie-Hormone

Hormonale Regulation
Hormone dienen der Informations übertragung. Die Zeit zwis chen S timulus und Reaktion kann bis zu 2 0 min
betragen, A ndrogene (z. B. A drenalin) wirken in einem Zeitraum von S ekunden/ Minuten. Hormone werden
endokrin s ezerniert und über d as Blut gleichmäß ig verteilt. Ihre W irkung is t gebunden an die Rezeptor aus s tattung des Zielorgans .
Einteilung in
mes s enger)
hydrophile (A ngriff an membrans tändigen Rezeptoren und W eiterleitung über 2 n d
lipophile (Rezeptor im Zytoplas ma [S teroide] oder im Zellkern [T 3 ])
Hormone s ind
Oligopeptide
A DH, Oxytocin, A ngiotens in, S omatos tatin
(Glyko)P roteine Ins ulin, Glukagon
S teroide
Cortis ol, A ldos teron, Vit. D 3 Hormon, Tes tos teron, Ös trogen,
P roges teron
gebunden zu 95 % an uns pez. Trans portprotein Tr ans cortin
Tyros inderivate Katecholamine
Die Bildung der Hormone ges chieht in ganz unters chiedlichen Organen, z. T. als präformierte Ves ikel, die mit
blockierenden A S -S equenzen ges peichert werden und bei der Freis etzung einer ganz gezielten Hydrolys e
unterzogen werden, z. T. in akuter Bildung, d. h. wie bei S teroiden müs s en die erforderlichen Enzyme,. . . ers t
s ynthetis iert werden.
Manche Hormone werden ununterbrochen aber mit circadianem Rhythmus produziert (Glucocorticoide),
andere reagieren nur auf s pezielle Reize (A DH, A ldos teron) oder werden puls atil abgegeben (Hypophys e/
Hypo-thalamus – Hormone wie die Gonadotropine).
Ihr A bbau ges chieht entweder im Zielorgan oder durch Umwandlung des Hormons in hormonaktive
S trukturen in der Leber (Biotrans formation).
Wirkung






A ktivierung der A denylatzyklas e
2 n d mes s enger is t cA MP
Hemmung der A denylatzyklas e
A ktivierung der P hos pholipas e C
2 n d mes s enger is t IP 3
A ktivierung der Guanylatzyklas e
A ktivierung der Tyros in -s pez.
P roteinkinas e
Beeinflus s ung der Genexpres s ion
P arathormon, Katecholamine, His tamin, A DH
S erotonin, Katecholamine, S omatos tatin
A DH, Katecholamine, Oxytocin, His tamin, S erotonin
A triopeptin (aus Vorhof, hemmt Na Res orption der Niere)
Ins ulin, W achs tums faktoren
S childdrüs enhormone, S teriodhormone
Regelkreise
Sollwert
Istwert
Sollwert
H yp o t h a l a m u s
Regler
Istwert
Sensor,
Os morez eptoren
Rückkopplung
Regelgröße
osmotische
Konz entration
N e u r o h yp o p h ys e , z . B .
ADH
Stellglied
Niere
Rückkopplungen
sind i.d.R. negativ
Ausnahme:
M o n a t s z yk l u s
Sensor
Hormonrez ept
.
Rückkopplung
Regelgröße
T3 , 4
Konz entration
H yp o t h a l a m u s
Releasing
Hormone
A d e n o h yp o p h ys e , z . B .
TS H
Stellglied
Schilddrüse
effektoris c he
Horm one T3,4
G e we b e
Hormone des nucleus supraopticus und des nucleus paraventricularis
In dies en Gebieten werden Hormone als P räprohormone gebildet, die ers t beim Trans port zur
Neurohypophys e aktiviert werden und in Ves ikeln ges peichert werden. Ihre S paltprodukte heiß en
Neurophys ine.
Die A bgabe der Hormone wird durch A cetylcholin s timuliert.
 Oxitozin
Funktion:
A ngriffs ort:
A us lös ung der Geburt durch W ehen a us lös ung
( Juni 99 S pektrum der
W is s ens chaft
“Das Timing der
Geburt”)
A us pres s ung der Muttermilch aus den A lveolen im Gangs ys tem der lakt ierenden Mamma
bei Männern wurden noch keine Rezeptoren gefunden, W irkung unbekannt
glatte Uterus mus kulatur
Myoepithelzellen der Mamma
W irkungs weis e: eine Geburt funktioniert nur dann gut, wenn der größ te Teil des Kindes (Kopf) führt. Bei
S teiß lage z. B. kommt es s ofort zur W ehens chwäche. Die Dehnung des Cervicalkanal
bewirkt den Fergus on - “Reflex” = Dehnungs rezeptoren melden nerval über cholinerge
Zwis chenneurone und bewirken die Oxytozinaus s chüttung; es is t als o kein echter
Reflex, da die A ntwort in Form eines Hormons kommt.
Beim Schaf weiß man, daß die Geburtsauslösung durch den Fötus geschieht. In ihm steigt die ACTH und Kortisolkonzentration, die
fötalen Glucocorticoide gelangen in die Placenta, Östrogen steigt und Progesteron sinkt. Gap junctions nehmen um Faktor 1000 zu, das
intrazelluläre Ca steigt und die Zahl der Oxytozinrezeptoren steigt auch um das 1000fache.
 ADH
Zielort:
distaler Tubulus und proximales Sammelrohr
Wirkung:
In der Niere werden 99% des primären Harns reabsorbiert, zu 2/3 im proximalen Tubulus ohne
Regulation. Im distalen Tubulus werden dann unter ADH-Kontrolle 15-30 l/d reabsorbiert.
ADH greift an V2 –Rezeptoren
an, aktiviert damit eine Adenylatzyklase, cAMP steigt an und
es wird vermehrt H2 O resorbiert
V1 –Rezeptoren gibt es an glatter
Muskulatur von Endothelien
ADH in hoher Konzentration bewirkt eine Vasokonstriktion
ADH wirkt innerhalb 5-10 min, indem es über cAMP – Anstieg den Einbau vesikulär verpackter Aquaporine (Kanäle, über die Wasser in die Zellen
einströmen kann) in die luminale Membran stimuliert. Bei sinkender ADH-Konzentration werden sie wieder zurückgenommen.
Luminal kann ADH nicht wirken, da die Peptidasen des Tubulus-Bürstensaums es spalten.
Mangel:
Diabetes insibidus
(= geschmacklose Harnflut)
- centralis ADH fehlt oder mangelt
Therapie: synthetisches ADH über Nasenspray
- renalis Rezeptordefekt, wird X-chromosomal vererbt
Therapie: noch keine
Regelkreis:
ADH wird ausgeschüttet bei einer Abweichung der Osmolarität. Osmosensoren sitzen im
vorderen Hypothalamus im Gewebe um die Pfortadern. Ein Volumenänderung von 10%,
eine Osmolaritätsanstieg um 1% (oder Barorezeptoren im Aortenbogen erkennen
ADH Abgabe mit folgender H2 O Resorption und
Plasmaverdünnung.
[Schiffbrüchige trinken Salzwasser, dadurch steigt ihre Osmolarität, ADH wird abgegeben und
 Teufelskreis]
Hemmung:
Blutdruckabfall) führen zur
der Körper veranlaßt Trinken
Hopfen (Pils enthält mehr Hopfen als Lager oder Export)
Alkohol (dilatiert außerdem die vasa recta)
Koffein (wirkt aber nicht über cAMP)
Hormone der Adenohypophyse
Man unterteilt hier zwei Gruppen, nämlich effektorische und glandotrope (drüsenstimulierende) Hormone.
 Somatotropin
MG ~ 20.000
Es wird in eosinophilen Zellen produziert und hat eine Halbwertszeit von 10 min. D.h., daß innerhalb von 10 min die Plasmakonzentration auf die Hälfte
sinkt. Alle biologischen Halbwertszeiten liegen im Minuten-bereich, nur T3,4 halten Tage durch.
Hypothalamus
Somatotropin-Releasing-Hormon
Erhöhung der Glucose- und
Fettsäuren-Konzentration im Blut
Hypophyse
Hemmung der Glucose-Aufnahme und -Nutzung im Muskel
Fettmobilisation
Somatotropin
(nsulinantagonist)
Leber
Muskelaufbau
Somatotropin ist sowohl effektorisch (siehe die
insulinantagonistischen Wirkungen) als auch
glandotrop.
Somatomedin C
(Insulinagonist)
Knochenwachstum
Knorpelaufbau
Epiphysenfugenschluß
Somatomedine sind Insuline like Growth Factors (IGF), die über Tyrosin-spezifische Kinasen ähnliche Wirkungen wie Insulin entwickeln. Somatomedin C
ist der IGF 1.
Somatotropin wird in einem circadianen Rhythmus abgegeben, sein Maximum liegt dabei in der Tiefschlaf-phase.
Stimuli:
GRH (Wachstumshormon-Releasing-Hormon)
Hypoglycämie
erhöhter Anteil von Aminosäuren im Blut
Stress
körperliche Belastung
Katecholamine (z.B. Dopamin)
Hemmer:
Hyperglycämie
Somatostatin (ubiquitär vorkommend)
zuviel Somatotropin
(z.B. Adenome eosinophiler Zellen)
zuwenig Somatotropin
(z.B. beeinträchtigte eosinophile Zellen
durch Geburtstrauma)
vor Epiphysenschluß
nach Epiphysenschluß
proportionaler Großwuchs (Gigantismus), bes. proportionaler Kleinwuchs (bis 1,40m) oder
auffälliger Zungen-, Herz- und Leberwuchs
Zwergwuchs (kleiner als 1,40m)
Akromegalie = apositionelles Knochenwachstum Muskelschwäche
besonders am Schädel (Unterkiefer) und an den
Phalangen
Kleinwuchs kann auch als genetische Dysplasien oder Schilddrüsenerkrankungen auftreten, alle diese Kleinwüchse sind aber unproportional. Pygmäen
haben einen proportionalen Kleinwuchs, bei ihnen gibt es aber eine genetische Veränderung im Bereich des Somatomedin C-Rezeptors.
 Prolactin
auch lactotropes Hormon oder LTH, MG ~ 20.000
Bildungsort:
in den eosinophilen Zellen der Adenohypophyse, extrem verwandt mit dem Wachstumshormon
Wirkung:
Ausreifung des Mammaparenchyms in der Pubertät
Ausreifung des Mammaparenchyms in der Gravidität
postnatale Milchsekretion
bewirkt im Hypothalamus vermehrte Dopamin-Ausschüttung
Zielorgan:
Drüsenacini der Mamma
Während der Gravidität nimmt die Rezeptorzahl zu (receptor up-regulation)
LTH   Dopamin   Gonadotropine   FSH,LH   Amenorrhoe
einige Wochen postnatal bleibt
der Follikelsprung aus
früher hat man deshalb länger gestillt, um Empfängnis zu verhüten, leider ist diese Methode nicht sehr sicher.
Überschuß:
Zuviel LTH führt zu einer Amenorrhoe auch vor der Menopause.
Männer besitzen auch LTH-Rezeptoren, bei zuviel kommt es zu Impotenz und Infertilität.
Während der Schwangerschaft oder danach kommt es bei 5% der Frauen zu reversiblem
Wachstum im Bereich des Unterkiefers (wegen der Ähnlichkeit zum
Wachstumshormon).
Stimuli:
taktile Reize an der Aerola mamma
Tiefschlafphase
Prolactin-Releasing-Hormon (TRH = thyreotropes Releasinghormon)
Hemmer:
Streß
Dopamin
apositionellem
 ACTH (Adreno-Corticotropes Hormon)
Es entsteht in der Adenohypophyse aus der Vorstufe POMC = Proopiomelanocortin zusammen mit
 -Lipotropin
 -Endorphin (Glückshormon)
 Melanotropin (MSH) reguliert die Hautfarbe über Melanozyteneinlagerung
 ACTH
Zuviel ACTH führt dazu, daß es zu Nebennierenerkrankungen kommt, bei denen zuwenig Glucocorticoide produziert werden  Morbus Addison.
Der Patient bekommt eine braun-rote Hautverfärbung = Bronze-Diabetes, da mit jedem ACTH auch ein MSH entsteht. Diabetes meint hier eigentlich, daß
die Glucosetoleranz herabgesenkt wird.
MC
Antwortkombinationsaufgabe
Bei der Mutter führt das Stillen zu einer vermehrten Sekretion von
1. Prolactin
2. Oxytozin
3. Dopamin
4. Gonatropin Releasing Hormon
Lösung: nur 1,2 und 3 sind richtig
MC
Falschantwortaufgabe
STH
A)
B)
C)
D)
E)
hemmt die Glucoseaufnahme in Muskelzellen
fördert die Fettmobilisation
stimuliert die Bildung von Somatomedinen in der Leber
fördert über Somatomedinwirkung das Knochenwachstum
wird unter der Einwirkung von Corticotropin Releasing Hormon freigesetzt
Lösung: E
Schilddrüsenhormone
 Calcitonin
 Trijodthyronin
 Tetrajodthyronin
T3 und T4 sind Tyrosinderivate, die drei- oder vierfach jodiert sind. T3 entsteht durch Dejodierung aus T4 mit Dejodase (gibt es in allen Zielorganen). Wird T4
an der falschen Stelle dejodiert, entsteht rT3 (reverses) ohne Hormonwirkung, aber nützlich für die Schilddrüsendiagnostik. T4 ist das Haupthormon der
Schilddrüse, es wird direkt abgegeben, T3 ist die Wirkform.
Schilddrüsenerkrankungen sind die zweithäufigsten Hormonhaushaltstörungen, die es gibt. Besonders häufig treten sie südlich von Mainz auf (Jodquellen
sind Meerwasser und Meeresbewohner). Der tägliche Bedarf des Spurenelements Jod beträgt 150 µg/d (unteres Limit). Jodmangel betrifft vor allem
Frauen in der Pubertät oder kurz danach und äußert sich in Schilddrüsenvergrößerungen.
Die Hormone der Schilddrüse regulieren den Wärmehaushalt und den Energiestoffwechsel selbständig ohne das Gehirn. Ab dem 3.
Schwangerschaftsmonat ist T3 und T4 lebensnotwendig.
Mangelerscheinungen:
später dysproportionierter Minderwuchs mit verkürzten Gliedmaßen
morphologische und funktionelle Fehlentwicklungen im Gehirn
(Blatt 5)
TSH entsteht im Hypophysenvorderlappen und ist absolut notwendig für das Wachstum der Schilddrüse. Außerdem fördert er erheblich ihre
Vascularisation
Schilddrüsenunterfunktion
Schilddrüsennormalfunktion
Schilddrüsenüberfunktion
= Hypothyreose
= Euthyreose
= Hyperthyreose
ein Kropf kann beides zur Ursache haben und auch bei normaler Funktion auftreten
Abbau:
die Halbwertszeit von T3 beträgt 19 h, die von T4 190 h
beide sind stark an Eiweiße gebunden
speziell: an Thyroxinbindendes Globulin
unspez.: an Albumin und Präalbumin
in der Leber und in der Niere werden sie abgebaut, ausgeschieden über Niere und Galle
(die Metaboliten enthalten noch Jod, das führte zur Synthese iodhaltiger Kontrastmittel zur
Gallenwege, diese waren aber unverträglich und sind durch die
neue Generation ersetzt)
Kältereize
körperliche Belastung  TRH  TSH  T3, T4  Steigerung des Energieumsatzes
Streß
TRH = thyroidea releasing hormon aus Diencephalon
TSH = thyroidea stimulating hormon aus Adenohypophyse
Darstellung der Nieren- und
Bei einem Mangel an T3,4 kann man nicht Schilddrüsenhormone geben, weil die die Freisetzung der körpereigenen Hormone hemmen.
Wirkung:
 T3 stimuliert die Synthese des hauptsächlichsten Energieverbrauchers, der Na/K-ATPase
 es reguliert ihren Einbau an den richtigen Ort
 es bindet am Rezeptor im Zellkern und vermehrt die Genexpression der Na/K-ATPase
 1-Rezeptoren im Herzmuskel werden vermehrt eingebaut – bei Überfunktion Herzklopfen
 vermehrte Biosynthese von mitochondrialen Stoffwechselenzymen
 vermehrter Einbau von LDL-Rezeptoren  vermehrte Cholesterinaufnahme und Metabolisation in der Leber
Hemmer für TSH: Cortisol, cAMP-vermittelt
Hemmer für TR H: C ortisol und Dopamin, G -P rotein – P hospholipase C vermittelt