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Biologie (Fach) / Hormone (Lektion)

Hormone

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Hormone Def. Hormone sind Signal- und Botenmoleküle, die der Regulation der verschiedenen Körperfunktionen dienen. Sie können von hormonbildenden Zellen in das umliegende Gewebe (parakrine Sekretion), auf sich selbst (autokrin) oder in die Blutgefäße abgegeben werden (endokrine Sekretion).
Regulation des Glucosespiegels Diabetes Stoffwechselgleichgewicht des Menschen erfordert, dass Glukosekonzentration im Blut nicht weit von 5 mmol/l abweicht. Glukose wichtig für Zellatmung und Lieferant von Kohlenstoffgerüsten für die Biosynthese. Die antagonistischen Hormone Insulin und Glucagon sind für die Regulation des Blutglucosespiegels verantwortlich. Sie werden beide im Pankreas (=Bauchspeicheldrüse) produziert. Insulin wird durch Beta-Zellen des Pankreas ausgeschüttet, Glucagon durch Alpha-Zellen. Steigt der Blutzuckerspiegel sorgt freigesetztes Insulin dafür, dass Leber und Körperzellen Glukose aus dem Blut aufnehmen, sodass im Blut die Konzentration sinkt. Sinkt der Blutzuckerspiegel fördert Glucagon die Freisetzung von Glucose aus der Leber ins Blut. Zwei Typen: Diabetes = süßer Urin --> hoher Blutzuckerspiegel(1) Diabetes mellitus Typ I: insulinabhängige DiabetesAutoimmunkrankheit: Immunsystem greift Zellen des Pankreas an(2) Diabetes mellitus Typ II: nicht-insulinabhängige Altersdiabetes (3. Mio in Dtl)Gründe: Mangel an Insulin oder aufgrund von Veränderungen der Insulinrezeptoren verringerte Fähigkeit von Zielzellen, auf Insulin zu reagieren (Insulin kann keine Glukose-Transporter in Membran einbauen) Diabetisches Koma: Niere will Zucker loswerden und scheidet ganz viel Urin aus, das man durch Trinken nicht kompensieren kann --> man trocknet aus kann aber auch an Unterzuckerung liegen! wenn man zu viele Medikamente oder falsches Essen zu sich nimmt --> ebenfalls Bewusstlosigkeit (Hypoglycämie) Amputationen durch schlechte Blutzufuhr (weil Zucker sich überall ablagert)
Wichtigste endokrine Drüsen des Menschen Hypothalamus: Oxytocin, ADH, Releasing und Inhibiting-Hormone Hypophyse: Vorderlappen (FSH + LH: Anregung von Gonaden; TSH: Anregung der Schilddrüse; ACTH: Anregung des Nebennierenmarks; Prolactin: Anregung zur Milchproduktion; GH: Wachstumsanregung) Hypophyse: Hinterlappen (Oxytocin: Kontraktion der Uterusmuskulatur und Brustdrüsen; ADH: Wasserresorption in den Nieren, sozialverhalten) Epiphyse: Melatonin: Biorhythmus Schilddrüse: T3 und T4: Stoffwechselprozesse; Calcitonin: Calciumspiegel senken Nebenschilddrüse: Parathormon: Calciumspiegel im Blut steigern Bauchspeicheldrüse: Insulin und Glucagon: Blutzuckerspiegel Nebennierenmark: Adrenalin und Norardenalin: Steigerung des Blutzuckerspiegels, Stoffwechseltätigkeit, Verengung peripherer Blutgefäé Nebennierenrinde: Glucocortocoide: Steigerung des Blutglucosespiegels; Mineralocorticoide: Förderung der Na+ Resorption und K+ Ausscheidung in Nieren Eierstöcke: Östrogene: Entwicklung der Gebärmutterschleimhaut und sekundären weiblichen Geschlechtsmerkmalen; Gestagene: Wachstum der Gebärmutterschleimhaut Hoden: Androgene: Samenzellbildung, Entwicklung der sekundären männlichen Geschlechtsmerkmalen
Hypophyse (Hirnanhangsdrüse): Hypophyse (Hirnanhangsdrüse):- Liegt an der Basis des Hypothalamus- Steht unter Kontrolle des Hypothalamus ABER selbst übergeordnete Drüse- Besteht aus zwei getrennten Teilen:(1) Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen):Durch Releasing-Hormone und inhibitorische Hormone kontrolliert, sezerniert Wachstumshormon (GH), Prolactin (PRL), Follikelstimulierendes Hormon (FSH), Schilddrüsenstimulierendes Hormon (TSH),…(2) Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen): BIldet keine eigenen Hormone. Speichert die vom Hypothalamus gebildeten Oxytocin und Antidiuretisches Hormon ADH- Oxytocin: bewirkt Kontraktion der Uterusmuskulatur bei der Geburt und das Einschließen der Milch beim Stillen- ADH: wirkt auf die Nieren; fördert Zurückhaltung von Wasser, verringert das Urinvolumen, reguliert Osmolarität des Blutes
Schilddrüse -Schilddrüse besteht aus zwei Lappen (schmetterlingsähnlich) verbunden durch den Isthmus. Ist die größte endokrine Drüse des Menschen -Schilddrüse wird durch den Hypothalamus und die Adenohypophyse reguliert, die das Hormon TSH ausschütten. -reguliert Homöostase und Entwicklung -steuert Energiehaushalt, Aufrechterhaltung des Blutdrucks, der Herzfrequenz und der Muskelspannung -reguliert Verdauungs- und Fortpflanzungsfunktionen -Schilddrüsenhormone: Triiodthyronin T3 (enthält drei Iodatome) und Thyroxin T4 (enthält 4 Iodatome) -bei Fröschen induzieren die Schilddrüsenhormone die Metamorphose, bei Vögeln die Mauser Krankheiten: Kropf/ Struma: Vergrößerung der Schilddrüse durch Jodmangel. Schilddrüse benötigt Iodzufuhr um T3 und T4 zu produzieren. Schilddrüsenüberfunktion (Hyperthyreoidismus) -->Anstieg der Körpertemperatur, Schweißausbrüche, Gewichtsverlust, Reizbarkeit und Bluthochdruck -Basedow-Krankheit. Autoimmunkrankheit. Immunsystem produziert Antikörper, die an den TSH-Rezeptor binden und die Produktion des Schilddrüsenhormons ständig aktivieren. Schilddrüsenunterfunktion (Hypothyreoidismus): --> Gewichtszunahme, Teilnahmslosigkeit, Kälteempfindlichkeit, verzögertes Skelettwachstum, geistige Entwicklungsdefizite
Kontrolle des Calcium Haushaltes Bei Calciummangel --> krampfartige Kontraktionen der Skelettmuskulatur (=Tetanie) ->Nebenschilddrüse schüttet Parathormon (PTH) aus (Nebenschilddrüse sind vier kleine Gebilde, an der rückwärtigen Oberfläche der Schilddrüse) steigert den Ca2+ Spiegel durch Freisetzung von Ca2+ aus den Knochen in den Nieren wird Ca2+ wieder in die Nierenkanälchen zurückgenommen Umwandlung von Vitamin D in die aktive Form à verstärkt die Ca2+ Aufnahme aus der Nahrung Bei Calciumüberschuss --> Ausfall von Calciumphosphat im Körpergewebe --> Organschäden --> Schilddrüse schüttet Calcitonin aus Fördert Einlagerung von Ca2+ in die Knochen erhöht Freisetzung von Ca2+ in den Nieren
Nebenniere Nebennierenmark: -Synthese von Adrenalin (wird auch Epinephrin genannt) und Noradrenalin als Reaktion auf Stress (z.B. Lebensgefahr, Hypoglykämie, Blutdruckabfall) -Hormonausschüttung gesteuert durch autonome Neurone aus dem Gehirn Wirkung: Steigerung der Menge der chemischen Energie, die zur sofortigen Nutzung zur Verfügung steht Steigerung des Glykogenabbaus in Leber und Skelettmuskulatur Verstärkte Glucoseausschüttung der Leber ins Blut Freisetzung von Fettsäuren aus den Fettzellen --> Freigesetzte Glucose und Fettsäuren können von Körperzellen als Brennstoffe genutzt werden Steigerung der Herzfrequenz, und Schlagvolumen Erweiterung der Bronchiolen in den Lungen Nebennierenrinde:-reagiert auf endokrine Signale -Stress --> Hypothalamus schüttet Releasing Hormon aus --> Adenohypophyse schüttet das Tropin ACTH aus (Adrenocorticotropes Hormon) --> in Nebennierenrinde regt es endokrine Zellen zur Synthese von Corticosteroide an (Glucocorticoide und Mineralocorticoide) - Negative Rückkopplung: erhöhte Konzentration von Corticoiden unterdrückt Synthese von ACTH Glucocorticoide: wirken auf Energiestoffwechsel v.a. Glucosemetabolismus. Sorgen dafür, dass mehr Glukose als Brennstoff zur Verfügung steht Mineralcorticoide: wirken auf Salz- und Wasserhaushalt
Ovarialzyklus:  Follikelphase: Reifung des Follikels und der Eizelle bis zur Ovulation- Degeneration des Gelbkörpers → FSH-Spiegel steigt → Reifung und Wachstum des Primärfollikels, Umwandlung von Androstendion und Testosteron in Östrogen (Follikelhormon) mit Hilfe von LH → Östradiolspiegel steigt → weitere FSH-Freisetzung gehemmt (kein Heranreifen eines weiteren Follikels) und LH-Ausschüttung Ovulationsphase: Ei verlässt reifen Follikel (Eisprung) und tritt in Eileiter ein Gelbkörperphase: Follikel wandelt sich zum Gelbkörper um- Durch erhöhte LH-Sekretion- Gelbkörper synthetisiert Progesteron- Findet keine Befruchtung statt → Degeneration des Gelbkörpers, Abnahme der Östrogen- und ProgesteronkonzentrationAber: vor Ende des Zyklus bewirkt Progesteron neue Sekretion von FSH → Beginn eines neuen Zyklus
Geschlechtshormone -werden in geringem Maße von Nebennierenrinde abgegeben. Wichtigste Produktionsorte: Eierstock und Hoden -wirken auf Wachstum, Entwicklung, Fortpflanzungzyklus und Sexualverhalten -3 Hauptgruppen von Steroidhormonen: Androgene, Östrogene, Gestagene -Männer und Frauen haben alle 3 Hauptgruppen aber in unterschiedlichen Mengen Androgene z.B. Testosteron -->hoher Androgenspiegel: tiefere Stimme, männliche Körperbehaarung, Zunahme von Muskel- und Knochenmasse Östrogene z.B. Östradiol --> sorgt für Entwicklung der weiblichen sekundären Geschlechtsmerkmale Gestagene z.B. Progesteron -->Sorgt für die Vorbereitung und Erhaltung des Uterusgewebe Alle 3 wirken in Hormonkaskaden. Hypothalamus schüttet Releasing-HOrmo GnRH (Gonadotropin-Releasing-Hormon) aus -->Hypophysenvorderlappen schüttet FSH und LH aus --> Synthese der Geschlechtshormone
Epiphyse (Zirbeldrüse) -sezerniert das Hormon Melatonin -je nach Tierart enthält die Zirbeldrüse entweder lichtempfindliche Zellen oder Nervenverbindungen zu den Augen, die über ihre Tätigkeit bestimmen Melatonin steuert Funktionen, die im Zusammenhang mit Licht, Jahreszeiten und Tageslängen stehen z.B. Pigmentierung der Haut v.a. wichtig für Biorhythmus Melatonin wird nachts ausgeschüttet --> im Winter mehr, da da die Nächte länger sind Ziel des Melatonins ist eine Gruppe Neuronen im Hypothalamus, die als biologische Uhr fungierten.
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Welche Struktur wird als Führungsdrüse des Hormonsystems bezeichnet? Beschreiben Sie den Aufbau dieser Struktur genau und geben Sie Beispiele für Hormone an, die in den Unterbereichen gebildet werden. Hypophyse = Hirnanhangsdrüse Wird vom Hypothalamus kontrolliert. Gliedert sich in Hinterlappen (Neurohypophyse) und Vorderlappen (Adenohypophyse). Adenohypophyse: Corticotropin (ACTH) --> nebenniere Thyr(e)otropin (TSH) ->Schilddrüsenstimulierendes Hormon Lipotropin (LPH) Follikelstimulierendes Hormon (FSH) Luteinisierendes Hormon (LH) Prolactin (PRL) Neurohypophyse: Oxytocin ADH
Hormoneller Regelkreis am Beispiel des Menschen Der Hypothalamus als unterster Anteil des Zwischenhirns ist dabei das übergeordnete Steuerorgan der endokrinen Drüsen. Der Hypothalamus gibt die so genannten Releasing-Hormone ab, die in der nachgeordneten Hypophyse die Ausschüttung eines glandotropen Hormons veranlassen.Dieses glandotrope Hormon wirkt dann auf eine periphere endokrine Drüse ein und regt diese zur Produktion eines dritten, effektorischen Hormons an. Das effektorische Hormon sorgt dann schließlich über Rezeptoren im Gewebe für die endgültige Wirkung. Die Konzentration dieses effektorischen Hormons im Blut wird ständig gemessen und den zentralen Steuerorganen (Hypophyse, Hypothalamus) rückgemeldet, die dann bei Konzentrationsveränderungen die Abgabe ihrer eigenen Hormone steigern (positives Feed-back) oder vermindern (negatives Feed-back). Beispiel am Menschen: Schilddrüse Kommt es zu einem Mangel an Schilddrüsenhormonen im Körper, sinkt zunächst der Hormonspiegel von T3 und T4 im Blut unter den Normwert. Dieses Absinken wird vom Gehirn registriert und gibt die Info an den Hypothalamus weiter. Dieser setzt TRH (Thyreotropin Releasing Hormone) frei welches in die Hypophyse gelangt. Die Adenohypophyse setzt daraufhin TSH (Thyroid Stimulating Hormone) frei, welches die Produktion von T4 und T3 anregt. T4 und T3 werden ins Blut abgegeben, so dass der Hormonspiegel wieder auf den Normwert steigt. --> Negative Rückkopplung auf den Hypothalamus und den Hypophysevorderlappen --> hemmt die Ausschüttung von TRH und TSH.
glandotrop = Auf Drüsen wirkend z.B. Adenohypophyse sezerniert glandotrope Hormone, die auf die Schilddrüse (TSH), die Nebennierrenrinde (ACTH) und Gonaden (FSH, LH) wirken <--> Aglandotrop: Regulieren Erfolgsorgan
chemische Einteilung der Hormone Proteine und Peptide (z.B. Insulin)--> Peptidhormone haben membranständigen Rezeptor. Haben intrazelluläre 2nd Messenger Wirkung, wasserlöslich Amine (z.B. Adrenalin) Steroide (z.B. Cortisol) --> Steroidhormone sind an Transportproteine gebunden, haben einen intrazellulären Rezeptor und wirken im Zellkern, fettlöslich
Transmittersysteme im vegetativen NS Sympathikus: präganglionär Acetylcholin (nikotinerg, ionotrop) postganglionär Noradrenalin (ionotrop, metabotrop) Parasympathikus:präganglionär Acetylcholin (nikotinerg, ionotrop) postganglionär Acetylcholin (muskarinerg, metabotrop)