Hormondrüsen Hypophyse (im Zwischenhirn) Hormon Wachstumshormone Prolactin & Oxytocin Schilddrüse (am Kehlkopf) Thyroxin Nebenschilddrüsen (neben dem Kehlkopf) Langerhanssche Inseln Bauchspeicheldrüse Parathormon der Insulin Nebennierenmark Adrenalin Nebennierenrinde Corticoide Keimdrüsen (von Hypophyse beeinflusst) Sexualhormone Thymusdrüse (am Herzbeutel) Thymosin & verschiedene Peptide Epiphyse Zirbeldrüse unbekannt Melatonin Wirkung -fördert die Eiweißsynthese und das Knochenwachstum; -Anregungshormon der Milchdrüsen; -löst die Geburtswehen aus; beeinflusst das Nervensystem, steigert den Stoffwechsel, regt das Wachstum an; ruft Basetovsche Krankheit hervor; regelt den Kalziumgehalt im Blut; Über-/Unterfunktion zu großes oder zu kleines Wachstum Zwergwuchs vor allem der Gliedmaßen. Unterfunktion: Wehenschwäche. (Riesen-, Überfunktion: Abmagerung, erhöhte Herzfrequenz, höhere Erregbarkeit, vorstehende Augen; Unterfunktion: das Gegenteil von Überfunktion, Trägheit, Stumpfsinn, Idiotie, Kleinwuchs (Kretinismus); Überfunktion: Entkalkung der Knochen; Unterfunktion: Krämpfe, Hautveränderung, Allergieneigung; senkt den Glucosegehalt im Blut, das in Überfunktion: Blutzuckermangel ruft Krämpfe & der Leber gespeichert wird. Bewusstlosigkeit hervor; Unterfunktion: Zuckerkrankheit (Diabetes); hebt den Blutzuckerspiegel, verändert Überfunktion: bleibende Blutdruckerhöhung; die Gefäße (Bluthochdruck) und hebt die Darmperestaltik Leistungsvorbereiter. regelt den Salz- und Wasserhaushalt Überfunktion: Steigerung der Muskelbildung und des vor allem in der Haut; Haarwuchses; steigert die Eiweißsynthese. Unterfunktion: Muskelschwäche, verstärkte Wasserausscheidung und vermehrte Allergien; Ausbildung der sekundären Geschlechtsmerkmale; Keimzellenreifung. Wachstumshormon das die Vorzeitiger Wachstumsstillstand Wachstums- und Reifungsvorgänge regelt und auch für Immunreaktionen zuständig ist. unterdrückt das Entwickeln der frühe- oder späte Pubertät Keimdrüsen in der Jugend noch nicht geklärt 1 Das Hormonsystem (griech. hormao = antreiben) 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 besonders 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. 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 (griech.: endo=innen + krinein=absondern). Hormondrüsen sind endokrine 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 sind chemische Stoffe die der Informationsübertragung dienen, werden jedoch benutzt, um Informationen an andere Individuen zu senden. Pheromone dienen bei allen Tieren und dem Menschen als Sexuallockstoffe (Schweiß des Mannes beeinflusst weiblichen Zyklus). Dies wird in der biologischen Schädlingsbekämpfung ausgenützt. 2 Hormondrüsen, Stoffgruppen und Wirkung von Hormonen 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: Drüsenhormone und Gewebshormone 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 & Hoden) 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: 3 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). 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. Hierarchien der Hormondrüsen 4 Das Hormonsystem ist hierarchisch ausgelegt und wird durch den Hypothalamus als oberste Instanz gesteuert. Dieser hat sozusagen den Gesamt-überblick über die Hormone im Körper. Auf auftretende Veränderungen reagiert der Hypothalamus mit entsprechenden Befehlen an die Hypophyse. Der Hypothalamus hat engen Kontakt zur nahegelegenen Großhirn-rinde und verarbeitet alle von dort kommenden Reize, z. B. Wärme, Kälte, Sinneseindrücke, optische und akustische Wahrnehmungen. Auch unsere Gefühle und Gedanken, die im limbische 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. 5 Die Hypophyse hat zwei Aufgaben: 1. Sie kann die 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. 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. 6 Hormone im menschlichen Körper 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 die 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. 7 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. 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. Pankreas -Zellen (Bauchspeicheldrüse) Insulin -Zellen Glucagon Somatostatin Pankreas Polypeptid (alles Peptide) 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 8 Pankreas Polypeptid Glycogenabbau und Verdauungstätigkeit = erhöht reguliert Nebennierenrinde: Corticoide: ca. 40 Steroide; Nebennieren Glucocorticoide: Cortisol, Cortison, Mineralcorticoide: Aldosteron, daneben DHEA, Sexualhormone Nebennierenmark: Adrenalin und Noradrenalin beides Tyrosinderivate Parathormon (PTH) Nebenschilddrüsen (Peptid) 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. 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 9 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) Schilddrüse Trijodthyronin (T3) (Thyrosinderivate) Thyroxin (T4) = erhöht Grundumsatz durch Stimulierung der ATPase- Produktion. Trijodthyronin (T3) wie T4 Calzitonin (Peptid) 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 Plazenta 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 10 Relaxin = hemmt Muskelkontraktion Gastrin (Magen) = stimuliert HCl und Gastrin Pepsinbildung Sekretin Sekretin (Duodenum) = stimuliert Pankreas Cholecystokinin HCO3und H20 zu produzieren Motilin Cholecystokinin = stimuliert Somatostatin Gallenblasenkontraktion und Produktion der Verdauungstrakt Pankreasenzyme (alles Peptide) Motilin = kontrolliert die Peristaltik von Magen und Darm Somatostatin = hemmt die Gastrin und Glucagonsekretion Melatonin (Amin) regelt Tag/Nachtrhythmus, Epiphyse (Zirbeldrüse) Alterungsprozesse, Immunreaktionen Angiotensin = stimuliert Freisetzung von Angiotensin Leber (Peptid) Adrenalin aus den Nebennieren D-Hormon (Steroid) Niere D-Hormon = erhöht Ca2+-Spiegel im Blut Renin (Peptid) 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 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 11 Prostaglandine, Leukotriene http://www.oxfordbiomed.com/a1a.htm http://micro.magnet.fsu.edu/micro/gallery/prostaglandin/prostaglandin.html http://www.oxfordbiomed.com/leukot.htm Pheromone Vomeronasalorgan Hormonsystem http://www.csa.ru:81/Inst/gorb_dep/inbios/SSE/2_4type.htm http://neuro.fsu.edu/research/vomer.htm http://www.medizinfo.com/annasusanna/hormsyst.htm 12