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Wie wirken Hormone?

Hormone werden nach ihrer chemischen Struktur in verschiedene Gruppen unterteilt

Vielleicht haben Sie sich schon einmal gefragt, warum jede Frau die "Pille" zur Schwangerschaftsverhütung einfach einnehmen kann, ein Diabetiker aber das Insulin, das er braucht, spritzen muss? Das hängt mit der chemischen Struktur der verschiedenen Hormone zusammen. Chemisch können die Hormone in drei verschiedene Gruppen unterteilt werden:
  • Aminosäureabkömmlinge: Diese Hormone werden aus einer Aminosäure gebildet. Sie sind sehr kleine Moleküle. (Näheres zu Eiweißen und Aminosäuren finden Sie hier.) Aminosäureabkömmlinge sind wasserlöslich. In einigen Fachbüchern werden die Aminosäureabkömmlinge auch Amine genannt. Zu ihnen gehören z. B. Adrenalin, Dopamin, Noradrenalin.
  • Peptidhormone: Diese Hormone sind ebenfalls wasserlöslich. Sie bestehen aus langen Ketten von 8 bis 100 Aminosäure. Zu ihnen gehören z. B. alle Hormone des Hypothalamus und der Hypophyse.
  • Steroidhormone: Hormone dieser Gruppe entstehen mit Hilfe des Cholesterins. Da Cholesterin zu den Lipide gehört, sind die Steroidhormone fettlöslich und nicht wasserlöslich. Zu ihnen gehören z. B. alle Sexualhormone, Aldosteron und Cortisol. Steroidhormone werden in den Keimdrüsen oder in der Nebennierenrinde gebildet und in der Leber abgebaut. Sie haben meistens eine lang anhaltende Wirkung.
 

Die chemische Struktur der Hormone bestimmt, ob sie als Tabletten oder Spritzen zur Therapie angewandt werden können

Der chemische Aufbau der Hormone ist dafür verantwortlich, wie künstliche Hormone als Therapie eingesetzt werden können. Wasserlösliche Hormone können nicht über den Magen aufgenommen werden, weil sie praktisch sofort zerlegt würden, bevor sie ihre Wirkung entfalten können. Sie müssen deshalb so eingesetzt werden, dass sie den Verdauungstrakt umgehen. Das ist der Grund dafür, dass Insulin nur gespritzt werden kann. Fettlösliche Hormone können geschluckt werden. Da die Geschlechtshormone fettlöslich sind, kann die Pille oral eingenommen werden.

 

Carrier transportieren Hormone im Blut

Alle fettlöslichen und auch viele wasserlöslichen Hormone, müssen für den Transport in der Blutbahn an bestimmte Transportproteine gebunden werden. Man nennt diese Transportproteine auch oft Carrier. Nur mit Hilfe der Carrier gelangen die Hormone bis zu den Zielzellen. Sind nicht genug Carrier vorhanden, so kann ein "Hormonmangel" vorgetäuscht werden, weil die benötigten Hormone nicht mehr zu den Zielzellen gelangen können.

 

cAMP ist der "second messenger", der im Zellinneren für die gewünschte Hormonreaktion sorgt.

Aus der chemischen Struktur der Hormone ergibt sich noch eine andere Konsequenz. Wasserlösliche Hormone können nicht durch die Zellmembranen der Zielzellen hindurch treten. Der Grund dafür ist, dass die Zellmembranen lipophil (wasserabweisend) sind. Deshalb geben die meisten Aminosäureabkömmlinge und Peptidhormone ihre Botschaft über einen Rezeptor an der Außenseite der Zelle weiter.

Durch das Andocken an den Rezeptor wird im Zellinneren eine Reaktionskette ausgelöst: zunächst wird das G-Protein, das sich direkt neben dem Rezeptor in der Zellwand befindet, aktiviert. Das G-Protein aktiviert seinerseits die Adenylatzyklase, die sich im inneren der Zelle befindet. Die Adenylatzyklase spaltet ATP (Adenosintriphosphat) in cAMP (zyklisches Andenosinmonophosphat) auf. cAMP ist eine sehr aktive und reaktionsfreudige Substanz. Sie aktiviert eine oder mehrere Proteinkinasen in der Zelle, die dann für die gewünschte Hormonreaktion der Zielzelle sorgen.

Damit diese Reaktionskette nicht endlos weitergeht, wird cAMP sehr schnell wieder abgebaut.

 

Hormonreaktion als "First messenger" und "second messenger"

Hormone, die wegen ihrer Wasserlöslichkeit ihre Information an den Rezeptoren der Zellmembran abliefern, werden häufig auch "first messenger" Hormone genannt. Dagegen wird cAMP, das im inneren der Zielzelle praktisch die zweite "Informationsübertragung" übernimmt, als "second messenger" bezeichnet. Es gibt noch weitere "second messenger", so z. B. Kalziumionen (Ca++).

 

Steroidhormone übergeben ihre Information an intrazelluläre Rezeptoren

Fettlösliche Hormone brauchen an der Zellmembran nicht "anzuhalten". Sie können die Zellmembran der Zielzellen durchdringen und so direkt im inneren der Zelle ihre Informationen an speziellen Hormonrezeptoren abliefern. Diese speziellen intrazellulären Hormonrezeptoren sind meisten am Zellkern. Im Zellkern findet eine Aktivierung bestimmter Abschnitte der DNA (Desoxyribonukleinsäure) statt. Diese sorgt dann meistens für die Bildung von bestimmten Proteinen, die wiederum die gewünschte Hormonreaktion in Gang setzen.

 

Abbauprodukte können Rückschlüsse auf den Hormonspiegel im Blut zulassen

Die meisten Hormone werden, nachdem sie ihre Botschaft abgeliefert haben und die gewünschten Reaktionen in Gang gekommen sind, abgebaut. Das ist notwendig, damit keine "Dauerreaktion" stattfindet. Die Abbauprodukte der Hormone werden über die Leber oder die Nieren ausgeschieden. Bei Urinuntersuchungen kann man z. B. auch die Hormonabbauprodukte bestimmen. Sie können Auskunft über den Hormonspiegel im Blut geben. weiter

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