Die Funktion der Hormone

Hormone sind chemische Signalsubstanzen, die als Nachrichtenüberträger im Rahmen der Regelung und Steuerung von Organfunktionen dienen. Sie werden von dem sogenannten endokrinen System gebildet und ermöglichen eine Kommunikation zwischen Zellen und Organen. Sie spielen hauptsächlich eine Rolle bei der Regulierung von langfristigen Prozessen.

Hormone sind somit unter anderem beteiligt an der Regulation von:

• Fortpflanzung/Reproduktion
• Wachstum und Entwicklung von Knochen, Muskeln und Gewebe
• Anregung des Immunsystems bei Belastungen
• Herstellen des lebensnotwendigen Gleichgewichts des Wasser-Elektrolyt-Haushalt und Energiestoffwechsel

Hormondrüsen werden auch endokrine Drüsenzellen genannt

Hormone werden von bestimmten Zellen produziert. Diese Zellen nennt man endokrine Drüsenzellen. Unter „endokrin" versteht man, dass die Hormone in den Zwischenraum zwischen den Zellen sezerniert werden und so über den Blutkreislauf zu ihrem Wirkort gelangen.

Diese Zellen bilden entweder innerhalb einer Gruppe mehrerer Zellen eine Hormondrüse, oder sie sind als Einzelzellen in verschiedenen Organen verteilt. Letzteres nennt man „diffuses endokrines System" und spielt eine wichtige Rolle im Magendarmtrakt, dem zentralen Nervensystem und der Niere. Es ist aber auch in der Lunge, dem Herzen und der Haut zu finden.

Wichtige Hormondrüsen sind im ganzen Körper verteilt:

• im zentralen Nervensystem liegt die Hirnanhangsdrüse
• im Kopf-/Halsbereich findet sich die Schilddrüse, die Nebenschilddrüse und im Kindesalter der Thymus
• in den Nebennieren, auch „Glandulae suprarenales" genannt
• im Pankreas (Langerhans Inseln)
• in den Fortpflanzungsorganen stellen die Eierstöcke (Ovarien), die Hoden (Testis) und
• während der Schwangerschaft die Plazenta (Mutterkuchen) wichtige Drüsen dar

Wie wirken Hormone?

Der klassische Übertragungsweg der Hormone verläuft über die Ausschüttung in die Blutbahn, worüber die Hormone zu ihrem Zielorgan gelangen.

Es gibt aber auch andere Wege der Signalübertragung. So kann das Hormon in unmittelbarer Nachbarschaft, also ohne Umweg über die Blutbahn, auf naheliegende Zellen einwirken. Dieser Weg wird „parakrin" genannt. Dies ist vor allem für das Zusammenspiel innerhalb des Magen-Darm-Trakts von elementarer Bedeutung.

Außerdem können Hormone auch auf die Zelle wirken, von der sie produziert wurden, was wichtig für die Regulierung der Hormonproduktion ist. Die Wirkweise der Hormone ist auch abhängig von deren chemischer Struktur.

Man unterteilt in folgende Gruppen:

• Peptidhormone: Peptidhormone sind wasserlösliche Hormone, die aus langen Ketten von Aminosäuren zusammengesetzt sind
  Beispiel: Insulin, Wachstumshormon, ADH
• Aminosäureabkömmlinge: Dies sind sehr kleine, wasserlösliche Hormone, dessen Struktur sich aus einer einzigen Aminosäure ableitet
  Beispiel: Schilddrüsenhormone, Katecholamine (u.a. Adrenalin, Noradrenalin)
• Steroidhormone: Hier ist der Grundbaustein für das Hormon das Fett Cholesterin. Somit sind sie nicht wasserlöslich und haben meist eine länger anhaltende Wirkung als die wasserlöslichen Hormone.
  Beispiel: Aldosteron, Kortison, Östrogene, Testosteron

Um in der Blutbahn an das gewünschte Ziel zu gelangen, sind die Hormone meistens an ein Transportprotein gebunden. Dadurch werden vor allem kleine Hormone vor zu schnellem Abbau oder Ausscheidung geschützt.

Ist das Hormon an der Zielzelle angelangt, bindet es an bestimmten Erkennungsstellen, den spezifischen Rezeptoren, um die Nachricht zu übermitteln.
Diese Rezeptoren liegen bei den Peptidhormonen auf der Zellenoberfläche. Nach der Anbindung des Hormons wir die Information dann über mehrere Botenstoffe zum Zellkern weitergeleitet.

Die wasserunlöslichen Hormone können durch ihre Eigenschaft direkt durch die Zellwand hindurch wandern und binden dann nahe am Zellkern an ihre Rezeptoren.

Dem zu Folge der Hormone von vielen Faktoren beeinflusst, wie zum Beispiel die Anzahl der Transporterproteine im Blut oder Rezeptorendichte auf und in der Zelle.

Die lebensnotwendige Wirkung

Damit die Hormone ihre lebensnotwendige Wirkung entfalten können, muss die Ausschüttung und damit die Konzentration im Blut präzise und entsprechend den jeweils akuten Anforderungen reguliert werden. Diese Regulation erfolgt auf allen Ebenen, also der Produktion, der Freisetzung, der Anzahl des Rezeptors und der Wirkung.

Prinzipiell unterliegt die Grundsekretion einem typischen Rhythmus, sei es Jahre im Rahmen des Alterungsprozess, Wochen bei dem Menstruationszyklus oder innerhalb eines Tages, wie bei dem Hormon Kortisol. Darüber hinaus steuern die Hormone ihre eigene Sekretion auf direktem und indirektem Weg über negative oder auch positive Rückkopplung (Feedback). Das Prinzip des Steuerungssystems entspricht einem Regelkreis. Hierbei gibt es eine Regelgröße, dessen Konzentration im Blut gemessen wird. Die Hirnregion Hypothalamus stellt häufig das Regelzentrum dar, die weiteren Glieder des Regelkreises sind dem Hypothalamus untergeordnet. Am Ende stehen die einzelnen Hormondrüsen, zum Beispiel die Schilddrüse.

Daneben wird die Hormonwirkung durch die Hormonsensitivität am Zielgewebe sowie durch Einflüsse des autonomen Nervensystems beeinflusst.

Im Einzelnen funktionieren die Regulationsmechanismen wie folgt:

Feedback

Der Hypothalamus setzt Hormone frei, welche die Freisetzung untergeordneter Hormone stimulieren, sogenannte „Releasing-Hormone".

Diese Releasing-Hormone regen die Hormonproduktion der Hirnanhangsdrüse an. Die Hormone der Hirnanhangsdrüse führen dann wiederum an den jeweiligen Hormondrüsen zur Produktion des am Zielorgan wirkenden Hormons.

Nun wird zum Beispiel vom Hypothalamus die Konzentration des Hormons im Blut gemessen und letztendlich die Produktion von Releasing-Hormonen gebremst. So etwas nennt man negative Rückkopplung. Seltener gibt es eine positive Rückkopplung, so wird während des Menstruationszyklus durch das ansteigende Hormon auch die Sekretion des übergeordneten Hormons gesteigert.

Anzahl und Sensitivität der Hormonrezeptoren

Ein hoher Hormonspiegel führt an dem Zielgewebe zu einer Verminderung der Rezeptorendichte. Im umgekehrten Falle kann bei zu geringer Hormonkonzentration durch Hochregulation der Rezeptoren die Wirkung des Hormons verstärkt werden.

Neurogene Einflüsse

Diese erfolgen entweder über das zentrale Nervensystem oder über das unabhängige periphere Nervensystem. Diese Regelmechanismen sind sehr komplex und führen dazu, dass die Hormonsekretion an aktuelle Anforderungen angepasst wird, wie zum Beispiel Hunger, Stress, Emotionen, körperliche Anstrengung und Veränderung der Körpertemperatur.