Hormone und ihre Regulation

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1 Hormone und ihre Regulation 1. Endokrine Signalgebung 1.1 Endokrine und neuronale Signale 1.2 Endokrine Drüsen 1.3 Einteilung der Hormone 2. Regulation der Hormonausschüttung 2.1 Hypothalamus 2.2 Hypophyse 2.3 Hypothalamus-Hypophysen-Zielorgan-Achse 3. Ausgewählte Hormone 3.1 Wachstumshormon 3.2 Oxytoxin 3.3 Vasopressin

2 Hormone historische Definition: Botenstoffe, die in bestimmten Organen gebildet und in das Blut abgegeben werden und anderenorts ihre Wirkung entfalten heute: funktionelle Einteilung endokrine Funktion parakrine Funktion autokrine Funktion entspricht der klassischen Definition Wirkung in benachbarten Zellen unter Umgehung des Blutkreislaufs Wirkung in der Zelle, wo das Hormon gebildet wurde

3 Endokrine und neuronale Signale Botenstoffe Hormone Neurotransmitter Lokalisation spezielle endokrine Drüsen Nervenenden präsynaptischer Zellen Freisetzung äußere Signale, andere Hormone Aktionspotenziale Sekretionsort periphere Blut Synapsenspalt Wegstrecken Zeitdauer der Wirkung Zirkulation im Blut, mehrere Meter Minuten, Stunden sehr kurze Strecken Millisekunden wirksame Konzentration sehr gering, < 10-8 mol/l deutlich höher, etwa 10-4 mol/l Rezeptoren hochaffine Rezeptoren Affinität deutlich schwächer

4 Hormone Einteilung nach Bildungsort Glanduläre Hormone werden in speziellen Drüsen, den endokrinen Drüsen, gebildet regulieren Richtung und Geschwindigkeit von Stoffwechselwegen in den Zellen der Zielorgane Gewebshormone werden von besonderen, in verschiedenen Geweben verstreuten Zellen gebildet endokrine, parakrine, autokrine Sekretion Zytokine (regulatorische Peptidfaktoren): spezielle Gewebshormone regulieren meist als parakrine Faktoren Proliferation, Differenzierung und Funktion der Zielzellen

5 Hormone Einteilung nach funktionellen Aspekten Zytokine Hormone zur Steuerung von Wachstum und Differenzierung Wachstumshormon, Schilddrüsenhormone, Sexualhormone, Glucocorticoide die Sekretion dieser Hormone wird über Hypothalamus und Hypophyse geregelt Hormone zur schnellen Umstellung des Stoffwechsels Insulin, Glucagon, Katecholamine Hormone zur Regulation von Verdauung und Resorption Gastrin, Sekretin Hormone zur Regulation des Calcium- und Phosphathaushaltes Parathormon, Thyreocalcitonin, Vitamin D Hormone zur Regulation des Elektrolyt- und Wasserhaushaltes Vasopressin, Angiotensin, Mineralocorticoide, natriuretisches Atriumpeptid

6 Hormone Einteilung nach strukturellen Aspekten Glykoproteine Gonadotropine, FSH, LH, HCG, TSH Steroidhormone Estrogene, Gestagene, Androgene, Glucocorticoide, Mineralocorticoide Proteo- und Peptidhormone Wachstumshormon, Prolaktin, Insulin, ACTH, Calcitonin Hormone, die von Aminosäuren abstammen Thyroxin, Triiodthyronin, Adreanlin für viele Hormone existieren spezielle Transportproteine

7 Hypothalamus Teil des Zwischenhirns wichtig für die Regulation des vegetativen Nervensystems verarbeitet Informationen von Hirnrinde (Cortex), dem limbischen System (Hippocampus, Nucleus amygdalae, Septumregion) und anderen Regionen Cortex Limbische System andere Hypothalamus wirkt in komplexer Weise auf Körperfunktionen sowie Funktionen innerer Organe vermittels Sympathikus, Parasympathikus und endokriner Drüsen sezerniert sogenannte Freisetzungshormone (releasing hormones) bzw. Hemmhormone (release-inhibiting hormones) steuert damit die Hormonfreisetzung aus dem Vorderlappen der Hypophyse Sympathikus Parasympathikus Hypophyse endokrine Drüsen

8 Hormone des Hypothalamus Polypeptide (3 bis 60 Aminosäurereste) entstehen durch Proteolyse aus hochmolekularen Vorstufen z.t. stoßweise Freisetzung dieser Hormone circadiane Rhythmen Synthese und Freisetzung wird durch adrenerge, dopaminerge und serotoninerge Mechanismen reguliert

9 Hormone des Hypothalamus bkürzung Name Funktion (Hypophyse) Zielorgan TRH Thyreotropin-Freisetzungshormon Freisetzung von Thyreotropin (TSH) Schilddrüse CRH Corticotropin-Freisetzungshormon Freisetzung des adrenocorticotropen Hormons (ACTH) Nebennierenrinde GnRH (LHRH) Gonadotropin-Freisetzungshormon Freisetzung des luteotropen Hormons (LH) und des Follikelstimulierenden Hormons (FSH) Hoden bzw. Eierstöcke GHRH Somatotropin-Freisetzungshormon Freisetzung des Wachstumshormons (GH, Somatotropin) nahezu alle Körperzellen GHRIH Somatostatin Hemmung der Freisetzung des Wachstumshormons PRP Prolaktin-Freisetzungspeptid Freisetzung von Prolaktin PRIH Dopamin Hemmung der Freisetzung von Prolaktin

10 Dopaminagonisten Dopaminagonisten zur Hemmung der Prolaktinsekretion Lisurid, Bromocriptin (Mutterkornderivate) Indikationen Abstillen Prolaktin-bedingte Fertilitätsstörungen prämenstruelles Syndrom in der Mitte des Zyklus Mastitis Prolaktin-produzierende Hypophysentumore, Akromegalie Morbus Parkinson

11 Wachstumshormon - Somatotrophes Hormon, GH, STH Polypeptid mit 191 Aminosäuren wird von der Hypophyse sezerniert Zielorgan: Leber Bildung der Somatomedine (IGF-1, IGF-2) in der Leber und anderen Organen und Geweben GHRH + - GHRIH - - GH Regulation der GH-Sekretion GRH fördert GH-Sekretion GHRIH hemmt GH-Sekretion Leber u. a. IGF Gewebe

12 Wirkungen der Somatomedine IGF-1, IGF-2 Insulin-like growth factors einkettige Polypeptide mit 67 bzw. 70 Aminosäureresten etwa 50% Homologie zum Insulin Rezeptoren in den Zellmembranen aller Gewebe Tetramer (IGF-1) ähnlich dem Insulin-Rezeptor Monomer (IGF-2) Zelluläre Wirkungen stimulieren im intakten Knorpel Einbau von Sulfat in Proteoglykane Einbau von Thymidin in DNA Wachstum die Wirkungen auf die Zielzellen hängen von deren Proliferationszustand ab

13 Störungen der Regulation der Somatomedine Minderwuchs Wachstumsstörungen können auf allen Ebenen des Systems ausgelöst werden (Hypothalamus, Hypophyse, Leber) z. B. durch GHRH-Mangel Störung der IGF-1 Sekretion aus Hepatozyten (Pygmäen) Riesenwuchs Eosinophiles Adenom: Wachstumshormon-produzierender Tumor der Hypophyse Riesenwuchs vor Verschluss der Epiphysenfugen Akromegalie bei Beginn der Erkrankung im Erwachsenenalter Vergrößerung der Endglieder des Skelettsystems

14 Wirkungen von Oxytoxin und Vasopressin zyklische Nonapeptide unterscheiden sich nur in Position 3 und 8 Ringschluss durch Disulfidbrücke zwischen Position 1 und 6 beide Hormone können synthetisch hergestellt werden, es existieren zudem mehrere Analoga (für Vasopressin) Oxytoxin steigert die Kontraktionskraft der Uterusmuskulatur sowie die Häufigkeit der Kontraktionen Indikation: vorzeitige Einleitung der Geburt bei bestimmten Erkrankungen, jedoch nicht zur Beschleunigung einer stattfindenden Geburt

15 Vasopressin auch als antidiuretisches Hormon (ADH) bekannt Osmo- und Volumenregulation Osmorezeptoren im Bereich des Nucleus supraopticus (Sekretion von ADH bereits bei Anstieg des osmotischen Druckes um 2%) Volumen- bzw. Barorezeptoren in den Pulmonalvenen, im linken Vorhof, im Aortenbogen und Sinus caroticus (Sekretion von ADH bei Abnahme des zirkulierenden Blutvolumens) circadianer Rhythmus der Vasopressin-Sekretion Sekretion von ADH bei Stress, Schmerz, Erbrechen, Traumata, vielfältige Reize, durch Pharmaka (cholinerge Agonisten, Barbiturate, Clofibrat, tricyclische Antidrepressiva und bestimmte Antikonvulsiva) Hemmung der Sekretion von ADH durch Alkohol, Phenylhydantoin, Glucocorticoide, Chlorpromazin, Reserpin

16 Anwendung von Vasopressin und Analoga 1-Desamino-8-D-Arginin-Vasopressin (Desmopressin, DDAVP) Minirin Wirkungsdauer etwa 12 h (im Gegensatz ADH: wenige Minuten) hohe antidiuretische Wirkung, aber keine vasokonstriktorische Wirkung bei bestimmten Formen des Diabetes insipidus mit nachgewiesenem Mangel an ADH vor allem Einsatz von DDAVP Ösophagusvarizenblutung Diabetes insipidus: Störung der Wasserrückresorption in der Niere durch Fehlen oder Mangel an ADH Vasopressin und 8-Ornithin-Vasopressin (POR 8 Sandoz ) und Terlipressin (Glycylpressin ) die beiden synthetischen Vasopressin-Analoga haben eine geringe antidiuretische, dafür aber eine hohe vasokonstrikorische Wirkung Gerinnungsstörungen ADH stimuliert die Synthese des Gerinnungsfaktors VIII