Endokrines System: Überblick

Hormone und endokrine Drüsen

Definition

Hormone sind Botenstoffe, die in einem Teil des Körpers synthetisiert werden und sich durch den Blutkreislauf bewegen, um auf einen anderen Teil des Körpers spezifische regulierende Wirkungen auszuüben.

Allgemeine Funktionen der Hormone

Zu den wichtigsten Funktionen der Hormone gehören:

• Reaktion auf die interne und externe Umgebung:
  • Körperlicher Stress (z. B. Verletzung, Bewegung)
  • Biochemischer Stress (z. B. ↓ Blutzucker, Hyperkaliämie Hyperkaliämie Hyperkaliämie, Hyperkalzämie Hyperkalzämie Hyperkalzämie)
  • Psychischer Stress (z. B. Angst/Gefahr)
• Koordination von Zell- und Gewebereaktionen zwischen mehreren Organsystemen
• Körperfunktionen regulieren:
  • Wachstum und Entwicklung
  • Biologische Rhythmen (z. B. zirkadiane Schlafzyklen, Menstruationszyklus Menstruationszyklus Menstruationszyklus)
  • Verdauung Verdauung Digestion und Resorption

Endokrine Drüsen und Organe

Zu den wichtigsten endokrinen Drüsen im Körper gehören:

• Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus
• Hypophyse Hypophyse Hypophyse:
  • Adenohypophyse
  • Neurohypophyse
• Glandula pinealis
• Schilddrüse Schilddrüse Schilddrüse
• Nebenschilddrüse
• GI-System:
  • Pankreas Pankreas Pankreas: Anatomie und Funktion
  • Magen Magen Magen
  • Intestinum
• Nebennieren Nebennieren Nebennieren:
  • Nebennierenrinde
  • Nebennierenmark
• Gonaden:
  • Hoden Hoden Hoden
  • Eierstöcke
• Plazenta Plazenta Plazenta, Nabelschnur und Amnionhöhle

Arten von Hormonen

Aminosäurebasierte Hormone

Die meisten Hormone basieren auf Aminosäuren.

• Hormone können sein:
  • Einfache Aminosäurederivate
    • Am häufigsten von Tyrosin abgeleitet
    • Beispiel: Adrenalin
  • Peptide Peptide Proteine und Peptide
    • Kurze Aminosäureketten
    • Beispiel: Insulin Insulin Insulin
  • Proteine Proteine Proteine und Peptide
    • Lange Aminosäureketten
    • Beispiel: epidermaler Wachstumsfaktor (EGF)
• Hormone können eine Kohlenhydratkomponente haben → Glykoproteine Glykoproteine Chemie der Kohlenhydrate
• Im Plasma Plasma Transfusionsprodukte löslich:
  • Gelangen ungehindert zum Zielort
  • Relativ kurze Halbwertszeit im Vergleich zu Steroidhormonen
• Binden an Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren auf der Oberfläche der Zellmembran Zellmembran Die Zelle: Zellmembran
  • Ausnahme: Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone → von Aminosäuren abgeleitete Hormone mit intrazellulären Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren

Steroide

• Aus Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel synthetisiert → lipophil
• An Plasmaproteine im Blut gebunden:
  • Proteine Proteine Proteine und Peptide fungieren als Reservoir.
  • Relativ lange Halbwertszeit im Vergleich zu Aminosäurehormonen
• Können sich durch die Lipiddoppelschicht der Zellmembran Zellmembran Die Zelle: Zellmembran bewegen → Steroidhormone binden an Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren in den Zellen
• Beinhaltet in erster Linie:
  • Nebennierenhormone
  • Sexualhormone

Hormonsignalisierung

Die meisten Hormone binden an Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren, die dann ihre Botschaft über sekundäre Botenstoffe und/oder Signalkaskaden übermitteln. Steroidhormone können, wenn sie an ihre Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren gebunden sind, direkt an die DNA DNA Die Desoxyribonukleinsäure – Aufbau, Struktur und verschiedene Arten der DNA binden und die Genexpression beeinflussen.

Kommunikationsarten

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Hormone Botschaften durch den Körper senden:

• Endokrine Hormone: werden von spezialisierten Zellen freigesetzt und wandern durch das Blut zu einem entfernten Wirkort (echte Hormone)
• Parakrine Hormone: werden in die interstitielle Flüssigkeit Interstitielle Flüssigkeit Flüssigkeitsräume des Körpers freigesetzt, um auf benachbarte Zellen einzuwirken
• Autokrine Hormone: Zellen setzen Hormone frei, um sich selbst zu regulieren.
• Neuroendokrine Hormone: Neurone setzen ein Neurohormon frei, das durch das Blut zu seinem entfernten Wirkort transportiert wird.

Signalübertragung über Plasma-Membran-Hormonrezeptoren

Plasmamembranrezeptoren werden typischerweise für Aminosäurebasierte Hormone benötigt und verwenden Second-Messenger-Systeme und Signalkaskaden.

• Second Messenger Second Messenger Second Messenger:
  • Ein Hormon, das an seinen Rezeptor bindet, löst die Ausschüttung der 2. Botenstoffe aus, die dann innerhalb der Zelle wirken.
  • Typischerweise kleine Moleküle (oft keine Proteine Proteine Proteine und Peptide)
  • Häufige zweite Botenstoffe sind:
    • Inositol-1,4,5-Triphosphat (IP3)
    • cAMP
    • cGMP
    • Ca ²⁺
• Signalkaskaden:
  • Hormonbindung an seinen Rezeptor → löst Konformationsänderung innerhalb des Rezeptors aus → löst eine Reaktion im nächsten Protein in der Kaskade aus → löst eine Reaktion im nächsten Protein aus, und so weiter
  • Signalkaskaden können umfassen:
    • Sequentielle kovalente Modifikation nachgeschalteter Proteine Proteine Proteine und Peptide (oft Phosphorylierung oder Dephosphorylierung von Proteinen)
    • Ausschüttung von Second Messengern
• Zu den Endergebnissen der Signalisierung gehören in der Regel:
  • Veränderte Genexpression
  • Änderung der Enzymaktivitäten

Signalübertragung über intrazelluläre Hormonrezeptoren

Intrazelluläre Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren verursachen im Allgemeinen eine direkte Genaktivierung:

• Steroid- und Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone können direkt in die Zelle diffundieren.
• Binden an intrazelluläre Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren
• Hormonrezeptorkomplexe binden direkt an Response-Elemente innerhalb der DNA DNA Die Desoxyribonukleinsäure – Aufbau, Struktur und verschiedene Arten der DNA.
• Bindung verändert (üblicherweise stimuliert) die Transkription von Zielgenen → beeinflusst, welche Proteine Proteine Proteine und Peptide in der Zelle produziert werden

Klinische Relevanz

Nahezu jedes Hormon, das in den Tabellen aufgeführt ist, kann in anormalen Mengen ausgeschüttet werden, was zu einer Vielzahl von klinischen Erscheinungsbildern führen kann. Einige dieser umfassen:

• Hypopituitarismus Hypopituitarismus Hypopituitarismus: Zustand, der durch einen Mangel aller Hypophysenhormone Hypophysenhormone Hypothalamus- und Hypophysenhormone gekennzeichnet ist. Da die Hormone der Hypophyse Hypophyse Hypophyse mehrere Organe regulieren, sind die Auswirkungen einer Hypophysenunterfunktion multisystemisch. Ursachen der Hypophyse Hypophyse Hypophyse sind Hypophysentumore, angeborene Syndrome, Traumata, Infektionen und Gefäßschäden. Die Behandlung umfasst eine Hormonersatztherapie und richtet sich nach der zugrunde liegenden Ätiologie.
• Akromegalie Akromegalie Akromegalie und Großwuchs und Gigantismus Gigantismus Akromegalie und Großwuchs: verursacht durch Überproduktion von Hypophysen-Growth-Hormon (Somatortopin). Akromegalie Akromegalie Akromegalie und Großwuchs ist typischerweise das Ergebnis von überschüssigem GH nach dem Schluss der Wachstumsfuge, was zu großen Extremitäten und charakteristischen Gesichtszügen führt. Bei exzessiver Produktion von Wachstumshormon in der Kindheit kommt es zum Gigantismus Gigantismus Akromegalie und Großwuchs.
• Hyperprolaktinämie Hyperprolaktinämie Hyperprolaktinämie: erhöhte Prolaktinspiegel im Blut. Die häufigste Ursache einer Hyperprolaktinämie Hyperprolaktinämie Hyperprolaktinämie ist ein Prolaktin-sezernierendes Hypophysenadenom Hypophysenadenom Hypophysenadenome, das als Prolaktinom bekannt ist. Die Symptome können Galaktorrhoe (milchiger Ausfluss), Oligomenorrhoe, erektile Dysfunktion Erektile Dysfunktion Erektile Dysfunktion und bei großen Tumoren Kopfschmerzen und Sehstörungen umfassen. Die Behandlung umfasst in der Regel Dopaminagonisten als Erstlinientherapie, obwohl eine Operation und/oder Bestrahlung erforderlich sein können.
• Zentraler Diabetes insipidus Diabetes insipidus Diabetes insipidus (DI): Zustand, bei dem die Nieren Nieren Niere aufgrund eines Mangels an zirkulierendem ADH nicht in der Lage sind, den Urin zu konzentrieren. Diese niedrigen ADH-Spiegel sind entweder auf eine verminderte Produktion im Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus oder eine verminderte Freisetzung aus dem Hypophysenhinterlappen zurückzuführen. Der DI präsentiert sich mit Polyurie Polyurie Kaliumregulation durch die Niere, Nykturie und Polydipsie. Anhand der gemessenen ADH-Werte und der Reaktion auf den Wasserentzugstest Wasserentzugstest Diabetes insipidus werden zentraler und nephrogener DI unterschieden.
• Hyperthyreose Hyperthyreose Thyreotoxikose und Hyperthyreose und Hypothyreose Hypothyreose Hypothyreose: ungewöhnlich hohe oder niedrige Produktion der Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone Schilddrüsenhormone in der Schilddrüse Schilddrüse Schilddrüse. Personen mit diesen Erkrankungen zeigen Symptome im Zusammenhang mit dem resultierenden erhöhten oder unterdrückten Zellstoffwechsel, einschließlich Änderungen des Energieniveaus, des Gewichts, des Stuhlgangs und der Herzfrequenz Herzfrequenz Herzphysiologie.
• Diabetes mellitus Diabetes Mellitus Diabetes Mellitus (DM): ↓ Insulinproduktion im Pankreas Pankreas Pankreas: Anatomie und Funktion oder ↓ Insulinsensitivität in peripheren Geweben. Ohne eine normale Insulinfunktion kann Glukose nicht ins Gewebe transportiert werden und bleibt im Blut, was zu Hyperglykämie Hyperglykämie Diabetes Mellitus führt. DM wird mit insulinsensibilisierenden Mitteln oder Insulin Insulin Insulin behandelt.
• Cushing-Syndrom Cushing-Syndrom Cushing-Syndrom: Zustand, der aus einer chronischen Exposition gegenüber überschüssigen Glukokortikoiden resultiert. Ätiologien umfassen die chronische Einnahme von Glukokortikoiden, eine erhöhte Nebennierensekretion von Cortisol oder eine erhöhte Hypophysen- oder ektopische ACTH-Sekretion. Zu den typischen Merkmalen gehören zentrale Fettleibigkeit, dünne, leicht verschiebliche Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion, Striae rubrae bzw. Striae distensae, sekundäre Hypertonie Hypertonie Arterielle Hypertonie, Hyperglykämie Hyperglykämie Diabetes Mellitus und proximale Muskelschwäche.
• Nebenniereninsuffizienz Nebenniereninsuffizienz Nebenniereninsuffizienz und Morbus Addison: unzureichende Produktion von Nebennierenrindenhormonen (Glucocorticoide, Mineralocorticoide und adrenale Androgene Androgene Androgene und Antiandrogene). Die Behandlung umfasst eine Glukokortikoid- und Mineralkortikoid-Ersatztherapie.
  • Morbus Addison Morbus Addison Nebenniereninsuffizienz und Morbus Addison (primäre Nebenniereninsuffizienz Nebenniereninsuffizienz Nebenniereninsuffizienz und Morbus Addison): aufgrund einer Pathologie in der Nebennierenrinde selbst. Ätiologien umfassen Autoimmunerkrankungen, Infektionen und maligne Erkrankungen (unter anderem).
  • Sekundäre und tertiäre Nebenniereninsuffizienz Nebenniereninsuffizienz Nebenniereninsuffizienz und Morbus Addison: aufgrund einer Insuffizienz des Hypophysenvorderlappens oder des Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus. Ursächlich kann auch die Behandlung mit Glukokortikoiden über einen längeren Zeitraum sein.
• Hypogonadismus Hypogonadismus Hypogonadismus: Zustand, der durch eine verminderte oder fehlende Sexualhormonproduktion in Testes oder Ovarien Ovarien Ovarien gekennzeichnet ist. Hypogonadismus Hypogonadismus Hypogonadismus kann auf ein Versagen der Gonaden selbst oder auf Defekte der stimulierenden Sekretion des Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus (GnRH) oder der Hypophyse Hypophyse Hypophyse (FSH/LH) zurückzuführen sein. Zu den Symptomen zählen Unfruchtbarkeit Unfruchtbarkeit Unfruchtbarkeit, erhöhtes Osteoporoserisiko, erektile Dysfunktion Erektile Dysfunktion Erektile Dysfunktion, verminderte Libido und Rückbildung (oder Fehlen) sekundärer Geschlechtsmerkmale. Die Behandlung basiert auf einer Hormonersatztherapie.
• Hyperparathyreoidismus Hyperparathyreoidismus Hyperparathyreoidismus: Zustand, der mit erhöhten Blutspiegeln von PTH verbunden ist. Hyperparathyreoidismus Hyperparathyreoidismus Hyperparathyreoidismus kann ätiologisch auf eine angeborene Erkrankung der Nebenschilddrüse oder auf Anomalien des Kalziumstoffwechsels zurückzuführen sein. Personen mit Hyperparathyreoidismus Hyperparathyreoidismus Hyperparathyreoidismus präsentieren sich klassisch mit „Stein-, Bein- und Magenpein“. Es kommt zu Nephrolithiasis Nephrolithiasis Nephrolithiasis, Knochen- und Gelenkschmerzen (↓ Knochenmineraldichte), unspezifischen Unterleibsschmerzen und neuropsychiatrischen Symptomen. Die Behandlung erfolgt in der Regel chirurgisch und beinhaltet weiterhin die supportive Therpie der klinischen Symptome.
• Rachitis Rachitis Osteomalazie und Rachitis und Osteomalazie Osteomalazie Osteomalazie und Rachitis: Erkrankungen mit verminderter Knochenmineralisierung. Rachitis Rachitis Osteomalazie und Rachitis beeinflusst den Knorpel der epiphysären Wachstumsfugen bei Kindern, während Osteomalazie Osteomalazie Osteomalazie und Rachitis den Knochenumsatz bei Kindern und Erwachsenen beeinflusst. Diese Störungen werden am häufigsten durch einen Vitamin-D-Mangel Vitamin-D-Mangel Fettlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen verursacht. Rachitis Rachitis Osteomalazie und Rachitis zeigt sich häufig mit Skelettdeformitäten und Wachstumsanomalien, während Osteomalazie Osteomalazie Osteomalazie und Rachitis mit Knochenschmerzen, Gehschwierigkeiten und pathologischen Frakturen einhergeht. Die Therapie umfasst eine Vitamin-D-, Kalzium- und Phosphorsubstitution.