1 Biochemie der Hormone 28 - Medi

1 Biochemie der Hormone
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Der Energieverbrauch – und damit der Bedarf an Glucose – ist in der Muskulatur während der Belastung (Kontraktion durch Ca2+Einstrom) am höchsten. Deshalb wird die
Glykogenolyse im Muskel durch Ca2+-Ionen
aktiviert. Die Ca2+-Bindung an Calmodulin –
einem Calciumrezeptor – verursacht nämlich
eine vermehrte Aktivität der Glykogen-Phosphorylase-Kinase.
–– Der Glukagonrezeptor (Gs) aktiviert die Adenylatcyclase. Der damit verbundene cAMPAnstieg ist ein häufiger Glukagon-Mechanismus zur Regulation von Enzymaktivitäten, da
cAMP zur Aktivierung der PK A führt und daraufhin Schlüsselenzyme wie z. B. die Glykogenphosphorylase, die Glykogensynthase und die
Triacylglycerinlipase phosphoryliert werden.
Merke!
–– Muskulatur hat keine Glukagonrezeptoren,
­allerdings können auch β-adrenerge Rezeptoren die Adenylatcyclase aktivieren.
–– Calmodulin aktiviert die Glykogen-Phosphorylase-Kinase.
–– In den Muskeln ist die allosterische Beeinflussung der Phosphorylase durch AMP wesentlich wichtiger als in der Leber: Unter Kontraktion fällt vermehrt AMP an, und die vermehrte
Glykogenolyse setzt neue Energie frei.
Die Wirkung des Glukagons im Fettgewebe beschränkt sich hauptsächlich auf eine verstärkte
Lipolyse. Durch PK A-abhängige Phosphorylierung wird die hormonsensitive Triacylglycerinlipase aktiviert. Daraufhin werden die Fette in Fettsäuren und Glycerin gespalten und
freigesetzt. Die freien Fettsäuren dienen als
Brennstoff, z. B. für die Muskulatur, während
das Glycerin zur hepatischen Gluconeogenese verwendet wird.
Merke!
–– Glukagon ist ein Gegenspieler des Insulins.
–– Durch Aktivierung der Glykogenolyse und Gluconeogenese sowie Hemmung der Glykolyse
in der Leber wird der Blutglucosespiegel wieder angehoben.
–– Durch die angeregte Lipolyse werden vermehrt freie Fettsäuren und Glycerin freigesetzt.
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Übrigens …
Kleine Eselsbrücke: Im Hungerzustand
(viel Glukagon im Blut) sind die gerade besprochenen Enzyme der schnellen Stoffwechselregulation immer
phosphoryliert! Taucht also die Frage
auf: „Ist dieses Enzym in phosphorylierter Form aktiv oder inaktiv?“, dann
überleg dir einfach: Erhöht das Hormon den Plasmaspiegel an Glucose/
Fettsäuren, also hilft es gegen Hunger? Wenn ja, ist es in phosphorylierter Form aktiv!
1.3.3 Katecholamine
Die Katecholamine haben ihren Namen vom
Katechol (s. Abb. 23, S. 29), denn diese Verbindung bildet das ­zyklische Grundgerüst von
Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin. Sie
sind alle Aminosäure­derivate und werden aus
Phenylalanin oder Tyrosin gebildet. Funktionell handelt es sich bei den Katecholaminen
um „Notfallhormone“. Wenn sie ausgeschüttet werden, geht es dem Körper darum, wegzulaufen oder zu kämpfen.
Struktur und Synthese
Strukturell leiten sich die Katecholamine von
den Aminosäuren ab. Synthetisiert werden
sie in den sympathischen Nervenendigungen (v. a. Noradrenalin) und im Nebennierenmark (v. a. Adrenalin, das einen Syntheseschritt mehr benötigt). Der Sekretionsreiz für
die Katecholamine ist nerval, sowohl in den