Strukturelle Biochemie/Zell-Signalwege/Hormonsignale

Hypophyse und Zirbeldrüse

Die Hypophyse ist eine winzige Drüse mit einem Durchmesser von etwa einem Zentimeter. Sie ist im Wesentlichen von Knochen umschlossen, da sie direkt in der Sella turcica sitzt. Diese Drüse ist über das so genannte Infundibulum direkt mit dem Hypothalamus des Gehirns verbunden. Diese Drüse ist in zwei Bereiche unterteilt: den vorderen Lappen, der auch als Adenohypophyse bezeichnet wird, und den hinteren Lappen, der als Neurohypophyse bezeichnet wird. Die Hormone, die vom Hypothalamus freigesetzt werden, steuern die Aktivität der Adenohypophyse und der Hinterlappen wird durch die Stimulation von Nerven gesteuert.

Hormone der Adenohypophyse
Das Wachstumshormon, ein Protein, fördert das Wachstum von Muskeln, Knochen und sogar anderen Organen, indem es neue Proteine bildet. Dieses Hormon steuert die Körpergröße einer Person, ob sie groß oder klein ist. Wer als Säugling kein Wachstumshormon hat, ist klein und ein Zwerg. Zu viel Hormon hingegen führt dazu, dass die Person abnormal riesig ist.

Thyrotropin, das auch als schilddrüsenstimulierendes Hormon bekannt ist, bewirkt, dass die Drüsenzellen der Schilddrüse das Schilddrüsenhormon abgeben. Wenn zu viel schilddrüsenstimulierendes Hormon ausgeschüttet wird, vergrößert sich die Schilddrüse und sondert ebenfalls eine große Menge an Schilddrüsenhormonen ab.

Gonadotrope Hormone binden sich an die Rezeptoren, die sich in den Keimdrüsen, Eierstöcken oder Hoden befinden. Ihre Aufgabe ist es, Wachstum, Entwicklung und Funktion dieser drei Organe zu steuern.
Das Hormon Prolaktin leitet die Entwicklung des Drüsengewebes in der weiblichen Brust während der Schwangerschaft ein und fördert auch die Milchproduktion, nachdem das Kind bereits geboren ist.

Adrenocorticotropes Hormon bindet an die Rezeptoren in der Nebennierenrinde und fördert so die Ausschüttung von Kortikalishormonen, vor allem von Cortisol.

Hormone der Neurohypophyse
Das Hormon, das hier lokalisiert ist, ist das antidiuretische Hormon (ADH), das die Wasserrückresorption in den Nierentubuli anregt, so dass nicht so viel Wasser im Urin verloren geht. Das Gesamtziel ist es, das Wasser im Körper zu halten. Wenn man nicht genug ADH hat, verliert man viel Wasser über den Urin.

Die Zirbeldrüse ist eine kleine Struktur, die wie ein Kegel aussieht und sich zur Rückseite des Gehirns erstreckt. In dieser Drüse befinden sich Neuronen, Neurogliazellen und Pinealozyten. Die Zirbeldrüsen schütten das Hormon Melatonin aus und leiten es direkt in den Liquor und dann in den Blutkreislauf. Dieses Hormon verändert die physiologischen Zyklen und auch die Fortpflanzungsentwicklung.

Schilddrüse und Nebenschilddrüsen

Schilddrüse
Die Schilddrüse ist ein Organ, das zentral im Hals liegt. Sie besteht aus zwei Lappen, die sich jeweils auf einer Seite der Luftröhre oder direkt unterhalb des Kehlkopfes befinden. Der Isthmus verbindet diese beiden Lappen. Im Inneren der Drüse befinden sich Follikel, in denen die Hormone Thyroxin und Trijodthyronin produziert werden. Jod wird in diese Hormone eingebaut.
Rund 95 % der aktiven Schilddrüsenhormone sind Thyroxin und die letzten Prozente sind Trijodthyronin. Für die Bildung beider Hormone wird Jod benötigt. Die Sekretion des Schilddrüsenhormons wird durch eine negative Rückkopplung gesteuert, und dazu gehören das im Kreislauf befindliche Hormon, der Hypothalamus und die Adenohypophyse. Wenn die Schilddrüse nicht genügend Jod erhält, kann sie nicht genügend Hormone produzieren. In diesem Fall wird der Hypophysenvorderlappen zur Ausschüttung von schilddrüsenstimulierendem Hormon angeregt, das sich auf die Schilddrüse auswirkt, indem es die Schilddrüse vergrößert und versucht, mehr Hormone zu produzieren, was natürlich unwirksam ist. Die Hormone können nicht mehr produziert werden, da eines der wesentlichen Elemente, das Jod, nicht vorhanden ist. Diese Schilddrüsenvergrößerung wird als Jodmangelstruma bezeichnet.

Calcitonin wird von den parafollikulären Zellen der Schilddrüse ausgeschüttet. Es hat eine der Nebenschilddrüse entgegengesetzte Wirkung, indem es den Kalziumspiegel im Blut senkt. Wenn der Kalziumspiegel im Blut zu hoch ist, wird so lange Kalzitonin ausgeschüttet, bis der Kalziumspiegel wieder auf den Normalwert gesunken ist.

Nebenschilddrüsen
Auf der Rückseite der Schilddrüse und im Bindegewebe befinden sich vier winzige Stücke Epithelgewebe, die als Nebenschilddrüse bezeichnet werden. Aus dieser Drüse wird das Parathormon oder Parathoromon ausgeschüttet. Das Nebenschilddrüsenhormon reguliert den Kalziumgehalt im Blut. Dieses Hormon wird ausgeschüttet, wenn der Kalziumspiegel im Blut niedrig ist, und die Aufgabe des Hormons besteht darin, diesen Spiegel zu erhöhen.

Wenn nicht genügend Parathormon ausgeschüttet wird, sind die Nerven erregbarer. Ein niedriger Kalziumspiegel im Blut bewirkt, dass die Nervenimpulse willkürlich und unaufhörlich erfolgen, was die Kontraktion der Muskeln fördert.

Nebenniere

Nebenniere (oben auf den Nieren)

Die Nebenniere ist das, was oben auf den beiden Nieren sitzt. Jede Nebenniere ist in zwei Teile unterteilt: die äußere Rinde und das innere Mark. Diese beiden Teile der Nebenniere sind gleichbedeutend mit zwei Teilen der Hypophyse, da sie aus unterschiedlichen embryonalen Geweben gebildet werden und unterschiedliche Hormone absondern. Eigentlich ist nur die Nebennierenrinde für den Körper notwendig, aber wenn der Körper auf die Medulla verzichten kann, hat das keine ernsthaften nachteiligen Auswirkungen.

Beide Teile der Nebenniere werden durch den Hypothalamus gesteuert. Die negative Rückkopplung reguliert die Nebennierenrinde und schließt den Hypothalamus und das adrenocorticotrope Hormon ein. Der Hypothalamus gibt Nervenimpulse zur Steuerung des Medulla-Teils der Nebenniere.

Hormone der Nebennierenrinde
Auch innerhalb der Nebennierenrinde ist sie in drei verschiedene Regionen unterteilt, und jede Region produziert ihre eigene charakteristische Art von Hormon. In chemischer Form bestehen die Nebennierenrindenhormone aus Steroiden. Mineralcorticoide sind das, was weit außerhalb der Nebennierenrinde ausgeschieden wird. Ein primäres Mineralocorticoid wäre Aldosteron, das die Erhaltung von Natrium und Wasser im Körper beeinflusst oder erhöht. Die mittlere Region sezerniert Glukokortikoide. Ihr primärer Typ ist Cortisol, das die Glukosekonzentration im Blut erhöht. Die dritte oder letzte Gruppe, die sich im hinteren Bereich befindet, sind die Gonadokortikoide oder auch als Sexualhormone bekannt. Androgene, also männliche Hormone, und Östrogene, also weibliche Hormone, werden sowohl von Frauen als auch von Männern in sehr geringen Mengen ausgeschieden. Der Grund, warum es so scheint, als hätten sie keine Wirkung, ist, dass Hormone aus den Hoden und Eierstöcken ihre Wirkung überdecken.

Hormone des Nebennierenmarks
Neurale Gewebe bilden das Nebennierenmark, und hier werden zwei Hormone ausgeschüttet: Epinephrin und Norepinephrin. Bei einer sympathischen Reaktion, in der Regel in Stresssituationen, werden diese beiden Hormone ausgeschüttet. Wird zu viel von diesem Hormon ausgeschüttet, kann dies zu extrem langen oder andauernden sympathischen Reaktionen führen. Eine zu geringe Ausschüttung dieses Hormons hat keine wesentlichen Auswirkungen.

Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse ist ein langgestrecktes Organ, das quer über die Rückseite der Bauchdecke bis zur Rückseite des Magens liegt und sich vom Zwölffingerdarm bis zur Milz erstreckt. Die Bauchspeicheldrüse hat zwei Teile, einen exokrinen Teil, der Verdauungsenzyme für die Nahrung an den Zwölffingerdarm abgibt, und einen endokrinen Teil, der aus Pankreasinseln besteht und sowohl Insulin als auch Glukagon absondert.

Es gibt zwei Arten von Zellen in den Inseln, die Alpha-Zellen und die Beta-Zellen. Alphazellen schütten das Hormon Glucagon aus, wenn die Glukosekonzentration im Blut niedrig ist. Die Beta-Zellen reagieren umgekehrt: Bei einer hohen Glukosekonzentration im Blut wird das Hormon Insulin ausgeschüttet.

Keimdrüsen

Die Keimdrüsen sind die wichtigsten Fortpflanzungsorgane, wobei die Hoden beim Mann und die Eierstöcke bei der Frau zu finden sind. Sie scheiden nicht nur Spermien und Eizellen aus, sondern, da sie beide als endokrine Drüsen angesehen werden, auch Hormone.

Hoden Androgene sind als Sexualhormone für den Mann bekannt und werden als Androgene bezeichnet. Das primäre Androgen ist das Testosteron, das von den Hoden abgegeben wird. Auch die Nebennierenrinde produziert eine sehr geringe Menge dieses Hormons. Die Bildung von Testosteron beginnt während der fötalen Entwicklung und endet kurz nach der Geburt. Die Produktion ist während der fötalen Entwicklung fast nicht vorhanden und setzt nach der Pubertät ein. Dieses Hormon hat eine Reihe von Aufgaben, darunter die Entwicklung der männlichen Fortpflanzungsorgane, die Steigerung des Muskel- und Skelettwachstums, die Erweiterung des Kehlkopfs und die Veränderung der Stimme, die Verteilung der Körperbehaarung und schließlich die Steigerung des Sexualtriebs bei Männern. Diese Testosteronproduktion wird durch eine negative Rückkopplung gesteuert, die die Freisetzung von Hormonen sowohl aus dem Hypothalamus als auch von Gonadotropinen aus der vorderen Hypophyse umfasst.

Eierstöcke
In den Eierstöcken werden zwei Gruppen von Hormonen gebildet – Östrogen und Progesteron. Diese Hormone sind vom Steroidtyp und tragen zur Entwicklung der weiblichen Fortpflanzungsorgane bei. Mit Beginn der Pubertät leiten die Östrogene die Entwicklung der Brüste, die Verteilung des Fetts auf Hüften, Beine und Brüste sowie die Reifung der Fortpflanzungsorgane wie Vagina und Gebärmutter ein. Das Hormon Progesteron sorgt für die Verdickung der Gebärmutter, um eine Schwangerschaft vorzubereiten. Sowohl das Progesteron als auch das Östrogen bewirken die Veränderungen in der Gebärmutter während des Menstruationszyklus.

Hormone in den Organen
Abgesehen von den großen endokrinen Drüsen gibt es noch andere Organe, die Hormone nutzen, um ihre Aufgaben zu erfüllen. Zu den Organen, die Hormone verwenden, gehören Thymus, Magen, Dünndarm und Herz.

Die Entwicklung des körpereigenen Immunsystems wird durch Thymosin aus der Thymusdrüse wesentlich unterstützt. In der Magenschleimhaut wird ein Hormon namens Gastrin gebildet, das durch die Nahrung im Magen aktiviert wird. Gastrin fördert die Produktion von Salzsäure und des Enzyms Pepsin, die alle die Verdauung unterstützen.
In der Schleimhaut des Dünndarms befinden sich die beiden Hormone Sekretin und Cholecystokinin. Sekretin regt die Bauchspeicheldrüse an, Bikarbonat zu produzieren, damit die Magensäure neutralisiert werden kann. Cholecystokinin regt die Gallenblase an, sie zusammenzudrücken, so dass Galle freigesetzt wird. Das Herz ist ein so genanntes endokrines Organ. Bestimmte Zellen in den Vorhöfen produzieren das atriale natriuretische Hormon.