Hormon

  Ein Hormon (griechisch ορμόνη, von horman, hormanus - in Bewegung setzen/aufwecken) ist ein biochemischer Botenstoff.

Hormone übermitteln innerhalb eines Lebewesens Informationen von einem Organ zum anderen oder von einem Gewebe zum anderen. Im Gegensatz zur hohen Geschwindigkeit bei der durch Nerven vermittelten Information können von der Hormonausschüttung bis zu ihrer Wirkung einige Sekunden (z.B. Adrenalin) bis Stunden vergehen. Hormone in tierischen Lebewesen werden durch den Blutkreislauf zu ihren Zielorganen transportiert. Eine Ausnahme bilden Gewebshormone, die im selben Organ gebildet werden und wirken.

Hormone wurden in den frühen Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts entdeckt; der Begriff Hormon wurde 1905 von Ernest Starling geprägt. Sie wirken nur auf bestimmte Zielorgane. Dort finden sich spezielle Rezeptoren, an welche die Hormonmoleküle binden. Meist liegen diese Rezeptoren an den Zelloberflächen (Zellmembran), die Bindung des Hormons löst dann biochemische Reaktionen im Inneren der Zelle aus (die sog. Primärreaktion). Einige Hormone (die Steroidhormone, s.u.) können allerdings die Zellmembran durchdringen und binden dann im Zytoplasma bzw. Zellkern an Ihre Rezeptoren.

Typischerweise werden Hormone bei tierischen Organismen in Hormondrüsen gebildet. Diese nennt man auch endokrine Drüsen, da sie im Gegensatz zu anderen Drüsen keinen Ausführungsgang besitzen, sondern die Hormone direkt in das Blut abgeben. Des Weiteren werden Hormone in endokrinen Zellen gebildet (Gewebshormone) die in histologisch nicht abgegrenzten Drüsenorganen gebildet werden. Neurohormone werden von Nervenzellen produziert und in die Blutbahn sezerniert.

Die bei Pflanzen vorkommenden Hormone werden als Phytohormone bezeichnet. Sie teilen mit den tierischen Hormonen die Eigenschaft, Signalwirkung über eine größere Distanz zu entfalten und in geringen Konzentrationen wirksam zu sein.

Ein Wissenschaftler oder Arzt, der sich mit der Erforschung der Hormone, ihrer Wirkungsweisen und mit Erkrankungen des hormonalen Geschehens beschäftigt, wird als Endokrinologe bezeichnet.

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Beispiele für hormonelle Regulation

• Zuckerstoffwechsel, Fettstoffwechsel, Nahrungsaufnahme
• Menstruationszyklus der Frau, Sexualentwicklung bei Mann und Frau
• Knochenwachstum
• Anpassung an Angst und Stress
• Thyreotroper Regelkreis

Hormone werden selber

1. durch Feedbacksysteme (Einer der bekanntesten Regelkreise ist der Hypothalamo-Hypophysäre-Regelkreis)
2. durch das autonome Nervensystem und
3. durch nichthormonelle chemische Botenstoffe wie z. B. den Calciumspiegel im Blut

reguliert.

Einteilung nach chemischer Klassifikation

• Proteo- und Peptidhormone mit artspezifischer Aminosäuresequenz
  • Neuropeptide des Hypothalamus: Freisetzungshormone für LH/FSH, TSH, ACTH, GH
  • Insulin
  • Glucagon
  • Glykoproteinhormone der Hypophyse: Follikelstimulierendes Hormon Follitropin (FSH), Luteinisierendes Hormon Luteotropin (LH), Schilddrüsenstimulierendes Hormon Thyreotropin (TSH), Adrenocortikotropin (ACTH), Melanozytenstimulierendes Hormon (MSH)
  • Wachstumshormone: GH, IGF
  • Prolaktin
  • Vasopressin und Oxytocin
  • Bradykinin

• Aminosäurederivate
  • Thyroxin (T4)
  • Triiodthyronin (T3)
  • Adrenalin
  • Histamin
  • Noradrenalin
  • Dopamin
  • Melatonin

• Isoprenderivate (wie Neotenin bei Insekten)

• Steroidhormone (wie die Nebennierenrinden- und Sexualhormone)
  • Mineralocorticoide, wie Aldosteron
  • Glucocorticoide, wie Cortisol
  • Estrogene, wie Estradiol
  • Gestagene, wie Progesteron
  • Androgene, wie Testosteron

• Arachidonsäurederivate (Eicosanoide)
  • Prostaglandine
  • Leukotriene
  • Thromboxane

Einteilung nach Herkunft

• Drüsenhormone (auch glanduläre Hormone) von:
  • Schilddrüse
  • Hypophyse
  • Nebenniere
  • Gonaden
  • Inselzellen in der Bauchspeicheldrüse
• Neurohormone, die von Neuronen im ZNS produziert werden (z.B. Nucleus paraventricularis und supraoptikus); Speicherung im Hypophysenhinterlappen
• Gewebshormone werden in spezialisierten Zellen gebildet z.B. die gastrointestinalen Hormone. Heute nennt man sie korrekter parakrine Hormone. Sogenannte Mediatorstoffe wirken kurzfristig und direkt auf benachbarte Zellen (Histamin, Serotonin und Prostaglandin)

Biochemische Eigenschaften

Man unterscheidet zwischen zwei Arten von Hormonen:

• Lipidunlösliche Hormone (Peptide):
  Diese Substanzen können wegen ihrer Lipidunlöslichkeit die Zellmembran nicht passieren. Stattdessen binden sie sich an spezifische membrangebundene Rezeptoren der Zielzellen. Zusammen mit dem Rezeptor wird ein Hormon-Rezeptor-Komplex gebildet. Der Rezeptor aktiviert ein Enzym, welches ATP in cyclisches AMP (cAMP, ein Second Messenger) umwandeln kann. Das cAMP bindet an einen hemmenden Proteinanteil, welches wiederum an ein anderes Enzym im Cytoplasma gebunden ist und dieses Enzym vorläufig deaktiviert. Durch die Bindung von cAMP an den hemmenden Proteinanteil wird dieser vom Enzym getrennt. Das Enzym wird dadurch aktiviert und bewirkt seinerseits bestimmte Stoffwechselprozesse in der Zelle.
• Lipidlösliche Hormone (Steroide):
  Diese Substanzen können aufgrund ihrer Lipidlöslichkeit durch die Zellmembran in die Zelle eindringen. Der Stoff bindet im Cytoplasma an spezifische Rezeptoren und bildet ein Hormon-Protein-Komplex. Dieser Komplex hat, im Gegensatz zum ursprünglichen Hormon, die Fähigkeit, durch die Zellkernmembran zur DNA zu gelangen. Es werden nun spezifische Gene aktiviert, es kommt zur Proteinbiosynthese.

Steroidhormone stammen alle vom Cholesterin ab und werden in den Mitochondrien, mittels Enzymen aus Cholesterin gebildet. Hierbei wird immer erst ein Gestagen gebildet aus dem dann ein Glucocorticoid, ein Mineralocorticoid oder ein Androgen gebildet wird. Aus Androgenen werden Estrogene gebildet. Diese Reihenfolge ist starr, d.h. es kann aus einem Gestagen nicht sofort ein Estrogen gebildet werden. Aus diesem Grund nennt man Steroidhormone auch Precurser-Hormone.

Hormone

• Adiponektin, Abbau von Fettzellen
• Adrenalin = Epinephrin Stresshormon
• ACTH = Adrenocortikotropes Hormon
• Aldosteron = Dursthormon
• Angiotensin I und Angiotensin II
• Antidiuretisches Hormon = ADH = Adiuretin = Vasopressin = Wassersparendes Hormon
• ANP = atriale natriuretische Peptide
• Calciferol (Vitamin D₃: Cholecalciferol; Vitamin D₂: Ergocalciferol) mehr Hormon als Vitamin
• Calcitonin
• Cardionatrin
• Cholecystokinin (CCK) = Pankreozymin
• Corticotropin-releasing Hormon (CRH)
• Cortisol Cortison = Streßhormon 2
• Dopamin (DA)
• Erythropoietin (EPO) Hormon, das die Bildung von roten Blutkörperchen anregt
• Follikel stimulierendes Hormon (FSH)
• Gastrin
• Glucagon - Blutzucker steigernd
• Gonadotropin-releasing Hormon GnRH
• Humanes Choriongonadotropin (HCG)
• Insulin - Blutzucker senkend
• Insulin-like growth factor
• Leptin
• Luteinisierendes Hormon LH
• Melatonin = Beeinflusst den Tag-Nacht-Rhythmus des Körpers
• Neuropeptid Y
• Noradrenalin (NA)
• Östrogen = Weibliches Sexualhormon
• Oxytocin = Soziales Bindungshormon, Geburtshormon
• Parathormon (PTH)
• Phenethylamin (PEA) = Glückshormon
• POMC = Vorstufe von vielen Hormonen und Regulation der Nahrungsaufnahme
• Progesteron = Gelbkörperhormon
• Prolaktin (PRL)
• Schilddrüsenhormone Thyroxin T4 und Triiodthyronin T3
• Secretin
• Serotonin = 5-Hydroxytryptamin (5-HT)
• Somatoliberin - Growth-hormone-releasing-hormone - GHRH
• Somatostatin
• Somatotropin = Wachstumshormon = HGH ( Human Growth Hormon )
• Testosteron = Männliches Sexualhormon
• Thrombopoietin
• Thyroidea stimulierendes Hormon TSH
• TSH-Releasing Hormon TRH
• Thyroxin T4
• Triiodthyronin T3

Eine spezielle Gruppe von Hormonen sind die trophischen Hormone, die andere Hormondrüsen zur Produktion anregen. So regt das Thyroidea stimulierende Hormon (TSH) das Wachstum und die Aktivität der Schilddrüse an.

Hunger-Hormone

• Ghrelin
• PYY-336 Sattheitshormon
• Leptin
• Orexine

Liste von pflanzlichen Hormonen

• Auxin
• Cytokinin
• Ethylen
• Abszisinsäure
• Gibberellinsäure
• Brassinosteroid
• Jasmonsäure
• Salicylsäure

Hormone in der Umwelt

Besondere Aufmerksamkeit verdient die Tatsache, dass Hormone zunehmend in die Umwelt eingetragen werden und später über die pflanzliche und tierische Nahrungskette in ungünstiger und unkontrollierter Dosierung vom Menschen wieder aufgenommen werden. Ein Beispiel sind die Hormone der Anti-Baby-Pille, die von Kläranlagen nicht erkannt und gefiltert werden. Sie werden mit dem "sauberen" Wasser in die Flüsse eingeleitet.

Auch bestimmte Schadstoffe wie beispielsweise DDT, PCB, PBDE oder Phthalate wirken wie Hormone und beeinflussen etwa die immer früher einsetzende erste Monatsperiode bei Mädchen.

Siehe auch

• Gewebshormon
• Bulbogastron
• Endokrines System
• Doping

Quellen

Literatur

• Ulrich Meyer: Die Geschichte der Östrogene. Pharmazie in unserer Zeit 33(5), S. 352 - 356 (2004), ISSN 0048-3664
• Katharina Munk: Grundstudium Biologie - Zoologie. Spektrum Akademischer Verlag (2002), ISBN 3-8274-0908-X
• Elisabeth Buchner: Wenn Körper und Gefühle Achterbahn spielen, ISBN 3-934246-00-1