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Teil 1 der VL zu Hormonen...

Description

Chemische Ebene → Zeluläre Ebene → Gewebsebene → Organebene → Systemebene → Körperebene Funktion dieses System und vor allem die Zell-Zell Kommunikation ist u.a. von Hormonen abhängig. Definition: Hormone sind chemische Botenstoffe, die von produzierenden Zellen abgegeben werden und auf Zellen mit entsprechenden Rezeptoren wirken.

Klassisches Experiment der Endokrinologie: Arnold Berthold (1849) - kastrierte Hähne verlieren ihre phänotypischen Geschlechtsmerkmale, Interesse an Hennen, Aggression und Kampfverhalten. ➔ Bei Reimplantation werden diese Eigenschaften zurückerlangt Nächste Stufe: Isolation der Hormone, die dafür verantwortlich sind

Integrationssysteme des Körpers: Vernetzung und Organisation von Zellgruppen und Organen, die nicht in direkter Nähe sind -

Nervensystem Hormonsystem Immunsystem Signalübertragung auf elektrischem oder humoralem Weg

Nervensystem Rasche elektrische oder chemische Weiterleitung von Signalen ZNS und peripheres NS ➔ Physikalische Verbindung zw. Den Zellen notwendig;

Hormonsystem Langsame, langfristige Signalübertragung mittels Botenstoffen Nutzung des Kreislaufsystems zur Überwindung großer Distanzen (endokrines System); viele Zellen gleichzeitig erreichbar

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Hormonquellen: -

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Produktion in Drüsen, Geweben oder Zellen a) Endokrine Drüsen (in das Blutkreislauf abgebend) Schilddrüse, Hypoophyse b) Diffus verstreute endokrine Zellen (ZNS, Thymus, Niere, Leber, Schilddrüse..) c) Diffus verstreute parakrine Zellen (Gewebshormone, Mediatoren) Nervenzellen = neuroendokrine Zellen (Adrenalin, Oxytocin, Adiuretin)

Hormonfunktionen: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Regulation der chemischen Zusammensetzung (inneres Milieu) Und des Stoffwechsels und Energiegleichgewichts Kontraktion der glatten Muskelfasern und der Herzmuskelfasern Drüsensekretion Aktivitäten des Immunsystems Kontrolle über Wachstum und Entwicklung (auf körperlicher und zellulärer Ebene, dh. Proliferation und Apoptose) Funktionen des Reproduktionssystems Enzymaktivitäten (Konformationsänderung, Enzymsynthese) Transportprozesse (Ionenkanäle – Einbau und Syntheserate) Sekretion anderer Hormone (→ Kaskadenreaktionen) Positive (Verstärkung v. Signalen) und negative (STOP Signal) Rückkopplung Koordination gleichartiger Zellen und dadurch Gewebebildung

Hormoneinteilung 1. Hydrophile Peptidhormone und Glycoproteinhormone • Speicherung in Sekretganula, Exocytose • Bsp: Somatostatin, FSH, LH, TSH, TRH 2. Steroidhormone und Calcitriol • Lipophil; Bildung aus Cholesterin • Bsp: Progeseron, Östron, Testosteron 3. Tyrosinderivate • Hydrophile Catecholamine (Dopamin, Adrenalin) • Lipophile Schilddrüsenhormone (Thyroxin, Triiodthyronin)

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Eine endokrine Zelle kann viele entfernte Zellen erreichen. Prinzipiell werden dabei alle Zellen des Körpers erreicht, jedoch nur die mit den entsprechenden Rezeptoren aktiviert.

Parakrine Zellen produzieren Hormone, die lokal zu Aktivierungen führt (Zellen und Gewebe in der Umgebung) Autokrin: Wirkung auf die produzierende Zelle selbst.

Spezialfall: Lipophiles Hormon – Transport über den Blutkreislauf nicht möglich. Transportproteine notwendig, die das Hormon binden und sie passiv zur Zielzelle transportieren. Am Zielort: Einfache Diffusion durch die Lipidmembran. Im Cytoplasma bindet das Hormon an das Rezeptorprotein → Hormon-Rezeptor Komplex. Dies gelangt in den Zellkern → Expression von Zielgenen Lipophile Hormone werden im Blut an Transportproteine gebunden (meistens Albumin bei Schilddrüsenhormonen oder auch generell lipophile Substanzen, Globuline..)

Wasserlösliches Hormon: Transport über den Blutkreislauf. Aufnahme in die Zielzelle über membranständige Rezeptoren. Äußerer Teil für Erkennen und Binden des Hormons zuständig. Transmembranteil des Rezeptors leitet Signal, dass ein Hormon gebunden wurde, an die intrazelluläre Domäne weiter → Signalkaskade im Intrazellulärraum. Produktion von second messenger innerhalb der Zelle: Adenylatcyclase wandelt ATP in cyclisches AMP = cAMP um. Dieser steuert Vorgänge in der Zelle (meist über Phosphorylierung- Kettenreaktionen), beeinflusst Proteinaktivitäten und den Stoffwechsel der Zelle

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Signaltrandsuktion: Erst wenn die Hormone in die Zelle (aktiv oder passiv) eindringen, können sie über second messenger ihre Funktion entfalten, z.B.: 1. cAMP 2. IP3 (Inositol-4,5 Triphosphat) 3. DAG (Diacylglycerin)

Hormonhierarchie: ZNS wirkt auf Zellen, die RHs ausschütten → führt zur Ausschüttung von Glandotropen Hormonen → Bildung Peripheres Hormon („Hormon“ im eigentlichen Sinne) mit Wirkung auf Stoffwechselvorgänge der Zielzelle. Nachdem das Ziel erreicht ist, erfolgt eine Rückkopplung auf die ersten Ebenen des Systems, damit die überschüssige Produktion verhindert wird.

Steroidhormone - Cortisolstruktur als Grundgerüst - Lipophil - Einteilung in Gruppen (NNR, Androgene, Östrogene) anhand der Anzahl der C Atome möglich

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Bildung der Steroidhormone in der Nebennierenrinde (Aufbau aus äußerer Rinde und innerem Mark) Im Mark: Anschluss zum Nervensystem Rinde morphologisch in drei Schichten unterteilbar: 1. Zona glomerulosa; Bildung Mineralcorticoide (zB. Aldosteron) 2. Zona fasciculata; Glucocorticoide (zB. Cortisol) 3. Zona reticularis; Androgene

➔ Vorläufer aller Corticoide ist Cholesterin 4

Corticoide – Synthese: -

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Vorstufe Cholesterin kann im Körper synthetisiert oder über die Nahrung aufgenommen werden

Cholesterin gelangt über die Transportform LDL (weil: Cholesterin lipophil) in die Zelle Freisetzung aus diesem Lipidtröpfchen Modifizierung des Cholesterins (Bindung verschiedener Reste = versch. Hormone) Enzymatische Regulation über die Dosis der verschiedenen Hormone

Tamoxifen • Östrogenrezeptormodulator • Kompetitive Hemmung ➔ Manche Tumorzellen benötigen Östrogen für ihren Wachstum. Anwendung in der Brustkrebstherapie • Beim Mann: verhindert Nebenwirkung von Anabolika

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Tamoxifen ist nicht die final aktive Form, sondern die Vorstufe (prodrug, inaktiv) Körper metabolisiert die inaktive Vorstufe in die aktive Form Aktive Stufe kompetiert mit Östrogen um die Östrogen Rezeptoren 5

Schilddrüsenhormon: Trijodthyronin (T3) - Aminosäurederivat - Lipophiler und hydrophiler Anteil - Bildung in der Schilddrüse

Hormonsystem: beginnend im Hypothalamus -

Synthese von TRH (Thyrotropin-releasing hormone) Wirkung auf Zellen, die TSH (thyroid-stimulating hormone) ausschütten → Wirkung auf die Schilddrüse Freisetzung der Schilddrüsenhormone (T3 und Thyroxin = T4) mit Zielfunktionen und negativer Rückkopplung auf den Hypothalamus.

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Förderung von Wachstum und Reifung des Gehirns Steigerung von Herzschlagkraft und -frequenz Steigerung von Körpertemperatur und Grundumsatz Aufbauende Wirkung auf Skelettmuskulatur

➔ Problem: Produktion auf Vorrat schwierig, da lipophiles Molekül durch die Membran rausdiffundieren kann

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