Hormone

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Allgemeines

Hormone sind biochemische Botenstoffe, die von speziellen Zellen (meist von Hormondrüsen) produziert und in den Körperkreislauf abgegeben wird. Dieser Signalstoff setzt dann an bestimmten Zellen der Erfolgsorgane spezifische Wirkungen oder Regulationsfunktionen in Gang. Der dadurch ausgelöste biologische Prozess stellt einen Spezialfall der Signaltransduktion dar. Chemisch sind Hormone niedermolekulare Verbindungen, gelegentlich auch Peptide (sogenannte Peptidhormone).

Das Wort Hormon leitet sich ab von altgriechisch ὁρμᾶν hormān 'antreiben, erregen'. Die Wissenschaft, die sich mit der Erforschung der Hormone befasst, ist die Endokrinologie, der entsprechende Wissenschaftler oder Arzt ist ein Endokrinologe.

Unterschieden werden Hormone, die direkt auf ihre Zielorgane einwirken (nichtglandotrope Hormone), und solche, welche die Hormonproduktion nachgelagerter endokriner Drüsen stimulieren (glandotrope Hormone (Steuerungshormone)).

Alle Hormone im menschlichen Körper haben einen klassischen Regelkreis mit negativer Feedback-Hemmung.[1]

Endogkrine Drüsen

Zu den Endokrinen Drüsen gehören:

  1. Epiphyse (Zirbeldrüse)
    Die Zirbeldrüse ist ein kleines Organ im Epithalamus, einem Teil des Zwischenhirns. In der Zirbeldrüse wird von den Pinealozyten das Hormon Melatonin produziert. Die Hormonproduktion findet überwiegend nachts statt. Über das Melatonin werden der Schlaf-Wach-Rhythmus und andere zeitabhängige Rhythmen des Körpers gesteuert.
  2. Hypophyse (Hirnanhangsdrüse)
    Die Hypophyse besteht aus 3 Teilen:
    1. Hypophysenvorderlappen
      Der Hypophysenvorderlappen produziert nichtglandotrope wie auch glandotrope Hormone. Zu den nichtglandotrope Hormonen zählen das Wachstumshormon Somatotropin (STH) sowie Prolaktin. Zu den glandotrope Hormonen zählen das follikelstimulierende Hormon (FSH), das Luteinisierende Hormon (LH), das die Nebennierenrinde stimulierende adrenocorticotrope Hormon (ACTH) und das die Schilddrüse stimulierende Thyroideastimulierendes Hormon (TSH).
    2. Hypophysenzwischenlappen
      Der Hypophysenzwischenlappen ist unter anderem Bildungsort der Melanozyten-stimulierenden Hormone (MSH, Melanotropine).
    3. Hypophysenhinterlappen
      Im Hypophysenhinterlappen werden keine Hormone gebildet, sondern nur gespeichert und ausgeschüttet: das Kerngebiet im des Hypothalamus (Nucleus paraventricularis) gebildete Oxytocin und das oberhalb des Sehnerven befindliche Kerngebiet (Nucleus supraopticus) gebildete antidiuretische Hormon (ADH), das auch als Adiuretin oder Vasopressin bezeichnet wird.
  3. Schilddrüsen
    Die Hauptfunktion der Schilddrüsen besteht in der Speicherung von Iod und Bildung der iodhaltigen Schilddrüsenhormone Triiodthyronin und Thyroxin sowie des Peptidhormons Calcitonin. Die iodhaltigen Schilddrüsenhormone spielen eine wichtige Rolle für den Energiestoffwechsel, für das Wachstum einzelner Zellen und für den Gesamtorganismus.
  4. Nebenschilddrüsen
  5. Thymus
    Im Thymus werden Thymozyten (Prä-T-Lymphozyten) in T-Lymphozyten (Syn. T-Zellen) umgewandelt. Die T-Lymphozyten-Vorläufer wandern aus dem Knochenmark über die Blutbahn in die Läppchenrinde ein. Sie durchlaufen das Läppchen von außen nach innen und machen dabei eine Reifung durch. Mit dem Eintritt in die Geschlechtsreife bildet sich der Thymus physiologisch zurück (Involution).
  6. Nebenniere
    Die Nebenniere vereint funktionell zwei verschiedene Organe: Die Nebennierenrinde produziert Steroidhormone und ist am Wasser-, Mineralstoff- und Zuckerhaushalt beteiligt. Das Nebennierenmark ist dem sympathischen Nervensystem zuzurechnen und bildet Adrenalin und Noradrenalin.
  7. Pankreas (Bauchspeicheldrüse)
    Die Bauchspeicheldrüse bildet Verdauungsenzyme, die sie an den Zwölffingerdarm abgibt. Sie spalten Eiweiße, Kohlenhydrate und Fette der Nahrung im Darm in eine von der Darmschleimhaut aufnehmbare Form. Die Bauchspeicheldrüse bildet auch Hormone gebildet, die vor allem für die Regulation des Blutzuckerspiegels (über die Hormone Insulin und Glucagon) sowie von Verdauungsprozessen verantwortlich sind.
  8. Geschlechtsdrüsen
    Männer und Frauen haben je verschiedene Geschlechtsdrüsen:
    1. Ovarien (Eierstöcke)
      Die Eierstöcke sind paarig angelegt. Als Gonade (Keimdrüse) entspricht sie dem Hoden männlicher Individuen und ist der Produktionsort der Eizellen und weiblicher Geschlechtshormone: Das Progesteron ist der wichtigste Vertreter der Gestagene (Gelbkörperhormone). Es regt das Wachstum der Gebärmutterschleimhaut an und bereitet diese auf die Einbettung einer befruchteten Eizelle vor. Kommt es zu einer Befruchtung der Eizelle, verhindert Progesteron eine weitere Follikelreifung.
    2. Hoden
      Die Hoden sind ein paarig angelegtes, inneres männliches Geschlechtsorgan. Die Hoden produzieren die Samenfäden (Spermien). In den Hoden werden auch männliche die Geschlechtshormone (Androgene), vor allem das Testosteron, gebildet.

Gestörter Hormonhaushalt bei Hirntod

In der Broschüre "Hormone. Dirigenten des Lebens"[2] heißt eine Überschrift: "Alles beginnt im Kopf: die Hormone der Hirnanhangdrüse" und weiter: "Als übergeordnete Hormon-Schaltzentrale liefert die Hirnanhangdrüse entscheidende Werte für die Beurteilung des Hormonhaushalts."

Wie sehr der Hirntod Einfluss auf den Hormonhaushalt hat, zeigt diese Feststellung auf: "Gewöhnlich besteht auch eine Nekrose des Hypophysenvorderlappens."[3]

Über die Bedeutung des Hypothalamus und der Hypophyse schreibt ... in ...:[4]

Die Funktionseinheit aus Hypothalamus und Hypophyse stellt den wichtigsten Integrationsort von Hormon- und Nervensystem dar. Hier werden periphere Stoffwechselparameter erfasst und interpretiert, um dann den Hormonstatus unter modulierenden Einflüssen des ZNS an den aktuellen Bedarf anzupassen. Umgekehrt werden von hier auch wichtige Funktionen des ZNS durch humorale und nervale Verbindungen gesteuert. Hypothalamus und Hypophyse bilden zusammen mit den peripheren Hormondrüsen einen hierarchisch organisierten Regelkreis (endokrine Achse), der auf allen Ebenen durch negative Rückkopplung reguliert wird.

Das Gehirn jedes 4. Hirntoten produziert noch ADH. Diese Hirntoten scheiden täglich ca. 1,5 Liter stark konzentrierten Urin aus. Rund 3/4 der Hirntoten produzieren kein ADH. Ihre Nieren scheiden unbehandelt 10-15 Liter wässrigen Urin aus.[5]


Welche Verkettung vom Hirntod ausgehend über die im Kopf befindlichen Hormondrüsen zur stark gestörten Homöostase besteht, soll dieser Abschnitt aufzeigen.

Hormone des Hypothalamus

"Der Hypothalamus ... ist Kontrollinstanz für so wichtige Funktionen wie Fortpflanzung, Ernährung, Temperaturregulation und Zeitmessung. Er ist ein übergeordnetes Zentrum des autonomen Nervensystems."[6] Im Hypothalamus ist ein ganzes Sammelsurium von Strukturen und Funktionen. Vereinfachend kann man sagen, dass der vordere Hypothalamus vegetative Funktionen verrichtet. Der Hypothalamus ist somit eine "Schnittstelle" zwischen nervöser und hormoneller Regulation der Körperfunktionen. Der hintere Hypothalamus ist ein Bestandteil des limbischen Systems. Der vordere Hypothalamus ist eine endokrine Drüse, die viele verschiedene Hormone produziert. Sie ist auch vollgepackt mit Rezeptoren, an die Hormone anderer endokriner Drüsen binden.[6]

Der Nucleus suprachiasmaticus liegt direkt über der Sehnervenkreuzung und nimmt damit Tag und Nacht wahr. Als "Master-​Clock" taktet unseren eigenen Biorhythmus, den Tag-​Nacht-​Rhythmus. Auch der Nucleus paraventricularis und der Nucleus supraopticus liegen in der Nähe des Sehnervs. Sie produzieren Oxytocin und das Antidiuretische Hormon (ADH).

  • Oxytocin ist für soziale Beziehungen sehr wichtig.
  • Ein hoher ADH-Pegel reduziert nachts die Urinproduktion. ADH-Mangel führt zu starkem Wasserverlust, dem Diabetes insipidus zentralis.[6] - Hirntote: "in ca. 70% der Fälle kommt es zum Auftreten eines Diabetes insipidus zentralis."[7]

Der Nucleus infundibularis produziert Hormone, die den Appetit und das Wachstum regeln:[6]

Aus fast all seinen Kerngebieten des Hypothalamus steigen dünne Axone als Tractus hypothalamo-​spinalis zum Rückenmark hinab. Sie enden dort in der Gegend, in der die motorischen Nervenzellen des autonomen Nervensystems sitzen, und nehmen so Einfluss auf die inneren Organe.[6]

Hormone der Hypophyse

"Die Hirnanhangdrüse hängt tatsächlich am Hirn. ... Sie regelt überlebenswichtige homöostatische Prozesse. Das macht sie zur 'Königin der Drüsen'. ... Sie ist unersetzlich: Ihr Verlust bedeutet den Tod, denn ohne sie bricht unsere 'Homöostase', das fein balancierte Gleichgewicht unseres Stoffwechsels, zusammen."[8]

Die Hypophysenhinterlappen
Aus dem Zwischenhirn kommend verlaufen Nervenfasern von Drüsennervenzellen über den Hypophysenstiel in den Hinterlappen der Hypophyse, auch "Neurohypophyse" genannt. Entlang dieser Nervenfasern werden die von den Drüsennervenzellen produzierten Hormone in die Neurohypophyse transportiert, wo sie in die Blutbahn entlassen werden. Die Drüsennervenzellen produzieren zwei Hormone: das Antidiuretische Hormon (ADH) und Oxytocin. ADH reguliert die Nierenfunktion, und damit den Wasserhaushalt. Oxytocin hat eine Vielzahl von Funktionen, die zumeist mit der Vermehrung zu tun haben.[8]

Der Hypophysenvorderlappen
Der Hypophysenvorderlappen, auch "Adenohypophyse" genant, ist kein Hirnteil, sondern hat eine ganz eigenartige Entwicklungsgeschichte: Er wächst aus dem Dach des Mundes von unten her der Neurohypophyse entgegen, war also wohl im Laufe der Evolution aus einer exokrine, mit dem Verdauungsapparat assoziierte Drüse zur Hormondrüse "umgebaut".[8]

Dieser Vorderlappen besteht aus vielen kleinen Nestern von Drüsenzellen, die eine Vielzahl von Hormonen produzieren, arunter auch solche, die wiederum die Funktion anderer endokriner Drüsen kontrollieren:[8][4]

Proopiomelanocortin-Derivate
POMC
     
γ-MSH ACTH β-Lipotropin
         
  α-MSH CLIP γ-Lipotropin β-Endorphin
       
    β-MSH  

Im Hypothalamus sitzen Drüsennervenzellen, die die Aktivität der Vorderlappenzellen fördern (releasing hormones) oder hemmen (inhibiting hormones). Hierzu gibt es an der Basis des Gehirns ein spezialisiertes Gefäßsystem, den portalen Kreislauf der Hypophyse. Über diesen werden die "releasing" und "inhibiting hormones" dem Hypophysenvorderlappen zugeführt.[8] Ohne Gehirn ist diese Rückkopplung des Regelkreises unterbrochen. Es kommt zur Entgleisung dieser Hormone. Die Homöostase ist schwer gestört und muss von den Ärzten der Intensivstation ausgeglichen werden.

Hormone des Vorderlappens

Nachfolgende Tabelle gibt eine Übersicht über die in Hypothalamus und Hypophyse produzierten Hormone, deren Zwischenschritte zum Endhormon und die Auswirkungen im Körper.[9][Anm. 2]

Hypothalamus Hypophysen-
vorderlappen
peripherer
Hormonbildungsort
Endhormon Wirkungsort
GnRH FSH Hoden Testosteron A, B
GnRH FSH Ovar Östrogene A, B
GnRH LH Hoden Testosteron A, B
GnRH LH Ovar Östrogene A, B
GnRH LH Corpus luteum Gestagene (Progesteron) A, B
PIH, TRH, GHRIH Prolactin A, B
TRH, GHRH TSH Schilddrüse Thyroxin (T4) =>
Trijodthyronin (T3)
A, _, C
GHRIH, GHRH GH Leber IGF A, _, C, _, E
GHRIH, GHRH GH A, _, C
Leber Angiotensin ΙΙ _, _, _, D
GHRIH, CRH ACTH Nebenniererinde Mineralocorticoide _, _, _, _, E
GHRIH, CRH ACTH Nebenniererinde Glucocorticoide _, _, C, D
GHRIH, CRH ACTH Nebenniererinde Androgene A, B
ADH ADH _, _, _, D, E
Oxytocin Oxytocin _, B
Nebennierenmark Adrenalin _, _, C, D
Nebennierenmark Noradrenalin _, _, C, D
Niere Erythropoietin _, _, _, D
Niere Calcitriol _, _, _, _, E
Pankreas GHRIH _, _, C
Pankreas Clucagon _, _, C
Pankreas Insulin _, _, C
Nebenschilddrüse PTH _, _, _, _, E
Schilddrüse Calcitonin _, _, _, _, E

Legende für den Wirkungsort:
A = Reifung, B = Fortpflanzung, C = Stoffwechsel, D = Kreislauf, Blut, E = Wasser- und Elektrolythaushalt


Das Wachstumshormon (somatotropes Hormon = STH = growth hormone= GH). GH kann bis zur Freisetzung in großen Sekretgranula (300–500 nm) gespeichert werden. Die Freisetzung erfolgt in Episoden, vor allem während der Nacht.[10]

Periphere Hormone wirken an den Zellen ihrer Zielorgane und lösen dort eine Vielzahl von Prozessen aus.

Anhang

Weitere Links

Weitere Links zum Thema "Hormone" sind diese:


Anmerkungen

  1. Beim Weinen (aus emotionalen Gründen, nicht bei Augenreizung) ist in den Tränen ACTH enthalten.
  2. Die Zusammenhänge zwischen Hypothalamus und Hypophystenvorderlappen wie auch andere hormonelle Zusammenhänge kann mit dieser Tabelle nicht korrekt wiedergegeben werden (Daher auch die Doppelung einiger Hormone). Darauf kommt es auch nicht an. Wem dies wichtig ist, kann es an der Quelle nachlesen. Mit dieser Tabelle soll schematisch ein Überblick über die hormonellen Zusammenhänge gegeben werden, insbesondere zwischen Hypothalamus und Hypophysenvorderlappen.

Einzelnachweise

  1. Hans-Peter Schlake, Klaus Roosen: Der Hirntod als der Tod des Menschen. 2. Auflage. Neu-Isenburg 2001, 22.
  2. a b Hormonzentrum an der Oper: Hormone. Dirigenten des Lebens. München o.J. Nach: https://www.hormonzentrum-an-der-oper.de/files/content/Broschueren/Hormonzentrum/Hormone-Hormonzentrum-an-der-Oper.pdf Zugriff am 22.7.2017.
  3. J. Pfeiffer, J.M. Schröder, W. Paulus (Hg.): Neuropathologie. Morphologische Diagnostik der Krankheiten des Nervensystems und der Skelettmuskulatur. Heidelberg 2002, 128.
    Die gleiche Aussage ist auch zu finden in:
    • W. Remmele, J. Pfeiffer, J.M. Schröder (Hg.): Pathologie. Band 6. Neuropathologie, Muskularur, Sinnesorgane. 2. Auflage. Heidelberg 1995, 73.
  4. a b ,515.
  5. Dick Swaab: Wir sind unser Gehirn. Wie wir denken, leiden und lieben. München 2010, 206.
  6. a b c d e Helmut Wicht: Der Hypothalamus. Nach: https://www.dasgehirn.info/grundlagen/anatomie/der-Hypothalamus Zugriff am 22.7.2017.
  7. DSO: Leitfaden für die Organspende. 4. Auflage. Frankfurt 2016, Kapitel 6.3.1.
  8. a b c d e Helmut Wicht: Die Hypophyse (23.08.2011). Nach: https://www.dasgehirn.info/grundlagen/anatomie/die-hypophyse Zugriff am 22.7.2017.
  9. ,518f.
  10. ,517.