12. Vorlesung: Endokrinologie: Die Lehre von den Hormonen Teil 1

• Endokrinologie = Lehre von den Hormonen

• Teil der Informationsübertragung in vielzelligen Lebewesen

• Drei Systeme zur Signalübertragung:

  1. Nervensystem

  2. Hormonsystem (→ endokrines System)

  3. Immunsystem

• Chemische Signale des endokrinen Systems = Hormone

• Ziel: Anpassung des Körpers an wechselnde Belastungen (z. B. Stress, Wachstum, Stoffwechsel)

• Hohe Affinität = Der Botenstoff bindet sehr leicht und fest an seinen Rezeptor, selbst bei geringer Konzentration.

• Niedrige Affinität = Es braucht mehr Moleküle des Botenstoffs, damit eine Bindung stattfindet.

🔹 Historische Definition:

• Hormone sind Botenstoffe, die in bestimmten Organen gebildet, ins Blut abgegeben und an anderer Stelle im Körper wirksam werden.

🔹 Moderne, funktionelle Einteilung:

1. Endokrine Funktion → Wirkung klassisch über das Blut auf entfernte Zielzellen

2. Parakrine Funktion → Wirkung auf benachbarte Zellen, ohne Blutweg

3. Autokrine Funktion → Wirkung auf dieselbe Zelle, in der das Hormon produziert wurde

• Beispiele: Insulin, Parathormon

• Eigenschaften:

  • Wasserlöslich (= hydrophil)

  • Bestehen aus langen Aminosäureketten → große Moleküle

  • Können Plasmazellmembran nicht durchdringen (Lipiddoppelschicht ist undurchlässig)

• Wirkung:

  • Binden an Oberflächenrezeptoren der Zellmembran

  • Aktivieren Signalwege im Zellinneren (z. B. Second Messenger)

• Beispiele: Thyroxin (T4), Adrenalin

• Eigenschaften:

  • Wasserlöslich (= hydrophil)

  • Bestehen aus einer modifizierten Aminosäure → kleine Moleküle

• Wirkung:

  • Können in viele Körperzellen eindringen

  • Schilddrüsenhormone (z. B. Thyroxin) binden sogar an Rezeptoren im Zellkern

• Beispiele: Östrogene, Androgene, Cortisol

• Eigenschaften:

  • Fettlöslich (= lipophil)

  • Struktur: Vier Kohlenstoffringe

  • Können frei durch Zellmembranen diffundieren

• Wirkung:

  • Binden an Rezeptoren im Zytoplasma

  • Der Hormon-Rezeptor-Komplex kann in den Zellkern wandern und Genexpression beeinflussen

• Gilt für:

  • Fettlösliche (lipophile) Hormone, z. B. Steroidhormone

  • Kleine hydrophile Hormone, z. B. Thyroxin (Schilddrüsenhormon)

Ablauf:

1. Hormon diffundiert durch die Zellmembran

2. Bindet an Rezeptor im Zellinneren (z. B. im Zytoplasma)

3. Der Hormon-Rezeptor-Komplex gelangt in den Zellkern

4. Bindung an spezifische DNA-Abschnitte

5. Beeinflussung der Genexpression: → Förderung oder Hemmung der Transkription eines Proteins

• Gilt für:

  • Große, wasserlösliche (hydrophile) Hormone

  • Auch einige kleine hydrophile Hormone wie Adrenalin

• Ablauf:

1. Hormon kann Zellmembran nicht durchdringen

2. Bindet an Rezeptor auf der Zelloberfläche

3. Rezeptor aktiviert Second Messenger (z. B. cAMP) im Zellinneren

4. Second Messenger löst zelluläre Veränderungen aus → Art der Wirkung hängt ab von:

   • Zelltyp

   • Hormon

   • verwendetem Botenstoff

• Hypothalamus und Hypophyse liegen an der Unterseite des Gehirns

• Hypophyse: etwa kirschkerngroß

• Befindet sich ventral medial, hängt tropfenförmig am Gehirn

• Aufbau: Vorderlappen (Adenohypophyse) und Hinterlappen (Neurohypophyse)

• Hypophysenhinterlappen (Neurohypophyse) ist eine Erweiterung des Hypothalamus

• Produziert keine eigenen Hormone

• Leitet Hormone aus dem Hypothalamus weiter und gibt sie ins Blut ab

• Weitergeleitete Hormone:

  • ADH (antidiuretisches Hormon / Vasopressin)

  • Oxytocin

• Fördert Rückresorption von Wasser in den Nierentubuli

  1. Senkt dadurch den Wasserverlust über den Urin

  2. Führt zu konzentrierterem Urin und stabilisiert den Blutdruck durch erhöhtes Blutvolumen

• Oxytocin wird im Hypothalamus gebildet, im Hypophysenhinterlappen gespeichert und ausgeschüttet

• Ausschüttung bei körperlicher Nähe, insbesondere:

  • Während des Orgasmus

  • Bei Berührung, Bindung und Zärtlichkeit

• Wirkt als sogenanntes „Kuschelhormon“

• Fördert soziale Bindung, Vertrauen und emotionale Nähe

• Hypothalamus produziert Steuerhormone

• Diese gelangen über das Pfortadersystem in den Hypophysenvorderlappen

• Dort wirken sie regulierend auf die Hormonproduktion

  • Können die Ausschüttung anregen oder hemmen

• Hypophysenvorderlappen bildet daraufhin eigene Hormone

• Hypothalamus produziert:

  • Releasing Hormone (RH) → fördern die Hormonfreisetzung

  • Inhibiting Hormone (IH) → hemmen die Hormonfreisetzung

• Gelangen über das Pfortadersystem zum Hypophysenvorderlappen

• Steuern dort die Produktion von tropischen Hormonen (Eigenproduktion des Vorderlappens)

• Hypothalamus produziert steuernde Hormone:

  • TRH → stimuliert TSH → Schilddrüse → T₃, T₄

  • CRH → stimuliert ACTH → Nebennierenrinde → Kortisol

  • Gn-RH → stimuliert FSH & LH:

    • FSH → Ovarien (Östrogen), Hoden (Inhibin)

    • LH → Ovarien (Progesteron), Hoden (Testosteron)

  • GH-RH / GH-IH → regulieren GH (Wachstumshormon) → Knochenwachstum

  • PRL-RH / PRL-IH → regulieren Prolaktin → Milchdrüsen

• Hypophysenvorderlappen produziert sogenannte tropische Hormone, die auf Zielorgane wirken

• Hormonelle Steuerung erfolgt über Hypothalamus-Hypophysen-Achsen

• Besteht aus drei Ebenen (Regelkreis mit 3 Hormondrüsen):

  1. Starthormon vom Hypothalamus (z. B. TRH, CRH)

  2. Zwischenhormon vom Hypophysenvorderlappen (z. B. TSH, ACTH)

  3. Zielhormon aus einer peripheren Hormondrüse (z. B. T₃/T₄, Kortisol)

• Hierarchischer Ablauf: Zwischenhormon nur bei Stimulation durch Starthormon

• Negative Rückkopplung: Hohe Konzentration des Zielhormons hemmt Bildung von Start- und Zwischenhormon → Regelkreis stoppt sich selbst

• Starthormon: TRH (Thyreotropin-Releasing-Hormon, aus dem Hypothalamus)

• Zwischenhormon: TSH (Thyreoidea-stimulierendes Hormon, aus dem Hypophysenvorderlappen)

• Zielhormone: T₃ (Trijodthyronin) und T₄ (Thyroxin) aus der Schilddrüse

• Zielhormone wirken auf:

  • Herzfrequenz und Schlagkraft ↑

  • Aufbauende Wirkung auf Skelettmuskulatur ↑

  • Körpertemperatur und Grundumsatz ↑

  • ZNS-Wachstum und Reifung

• Negative Rückkopplung: T₃/T₄ hemmen TRH- und TSH-Ausschüttung

• Schilddrüsenunterfunktion (Hypothyreose), z. B. durch Jodmangel:

  • Unterproduktion von Thyroxin (T₄)

  • Schilddrüse wächst kompensatorisch → Kropf (Struma)

  • Symptome: Müdigkeit, Gewichtszunahme, Gedächtnisprobleme

• Schilddrüsenüberfunktion (Hyperthyreose), z. B. Morbus Basedow:

  • Autoimmunreaktion: Körper greift Schilddrüse an

  • Überproduktion von Thyroxin

  • Folge: Erkrankungen der Augenmuskeln und des Bindegewebes

• Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse) = zentrales Stressreaktionssystem

• Starthormon: CRH (Corticotropin-Releasing-Hormon), gebildet im Hypothalamus

• Zwischenhormon: ACTH (adrenocorticotropes Hormon), gebildet im Hypophysenvorderlappen

• Zielhormon: Cortisol, gebildet in der Nebennierenrinde (Adrenal Kortex)

• Funktion: Anpassung des Organismus an Stress

• Wichtiges neuroendokrines System zur Regulation der Stressantwort

• Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse (HPG-Achse) = zentrale Steuerung der Sexualfunktion

• GnRH (Gonadotropin-Releasing-Hormon) wird im Hypothalamus gebildet

• GnRH regt im Hypophysenvorderlappen die Freisetzung von:

  • FSH (Follikelstimulierendes Hormon)

  • LH (Luteinisierendes Hormon) an

• Bei der Frau:

  • Zielorgan = Ovar (Eierstock)

  • Wirkung: Produktion von Östrogen, Progesteron, Inhibin

  • Funktion: Eibildung, Eisprung

• Beim Mann:

  • Zielorgane = Leydig-Zellen (→ Testosteron) & Sertoli-Zellen (→ Spermienreifung, Inhibin)

  • Funktion: Spermienbildung und -abgabe

• Starthormone:

  • GH-RH (Growth Hormone Releasing Hormone) → stimuliert GH-Ausschüttung

  • GH-IH (Growth Hormone Inhibiting Hormone = Somatostatin) → hemmt GH-Ausschüttung

• Zielhormon: GH (Wachstumshormon, Somatotropin)

• Wirkung von GH:

  • Kontrolliert Längenwachstum vor der Pubertät

  • Fördert Verknöcherung des Skeletts

  • Unterstützt Wachstum innerer Organe

  • Beeinflusst Stoffwechsel (z. B. Eiweißsynthese, Fettabbau)

• Zielzellen: v. a. Knochen und Knorpelzellen

• Hormonelle Störungen:

  • GH-Überschuss: Riesenwuchs (Gigantismus)

  • GH-Mangel: Zwergwuchs

• Prolaktin = Hormon zur Steuerung der Brustentwicklung und Milchbildung

• RH (Releasing Hormone): fördern die Prolaktinausschüttung

• IH (Inhibiting Hormone): hemmen die Prolaktinausschüttung

• Prolaktin wird im Hypophysenvorderlappen gebildet

• Wichtig für die Laktation (Milchproduktion nach der Geburt)

  • Steuerung der Brustentwicklung

• Hormondrüsen des Menschen werden größtenteils über den Hypothalamus-Hypophysen-Komplex reguliert

  • Hypophysenvorderlappen: steuert z. B. Schilddrüse, Nebennieren, Gonaden

  • Hypophysenhinterlappen: speichert und gibt Hormone wie ADH und Oxytocin ab

• Ausnahmen (nicht durch Hypothalamus-Hypophyse gesteuert):

  • Epiphyse (Zirbeldrüse)

    • Hormon: Melatonin

    • Funktion: Regulation des Tag-Nacht-Rhythmus, Einfluss auf Hautpigmentierung

  • Thymus

    • Funktion: Reifung von T-Zellen → Immunsystementwicklung

  • Bauchspeicheldrüse (Pankreas)

    • Hormon: Insulin

    • Funktion: Regulierung des Blutzuckerspiegels

• Situation, in der der Organismus unter erhöter Belastung steht und Anpassungsreaktionen erforderlich sind

• Stressoren = Reize oder Ereignisse, die eine Stressreaktion auslösen

• 1. Äußere Stressoren:

  • Reizüberflutung, Reizentzug, Schmerzen

  • Reale oder eingebildete Gefahren

• 2. Deprivation:

  • Entzug von Nahrung, Wasser, Schlaf oder Bewegung

• 3. Leistungsstressoren:

  • Überforderung, Unterforderung, Versagensdruck in Leistungssituationen

• 4. Soziale Stressoren:

  • Soziale Isolation, Konflikte, Lebensveränderungen, Verlust von Angehörigen, Entscheidungskonflikte

• Langsame Aktivierung über Hypothalamus → Hypophyse → Nebennierenrinde

• Hormonkaskade: CRH → ACTH → Kortisol

• Funktion: Bereitstellung von Energiereserven bei Dauerstress

• Wirkung von Kortisol (bei chronischem Stress):

  • Infektanfälligkeit

  • Schlaf- & Konzentrationsstörungen

  • Lernprobleme, Spannungskopfschmerz

• Schnelle Aktivierung über das sympathische Nervensystem

• Ziel: Sofortige Reaktionsbereitschaft („Fight or Flight“)

• Nebennierenmark schüttet Adrenalin und Noradrenalin aus

• Kurzfristige Wirkungen:

  • Herzfrequenz & Schlagkraft ↑

  • Muskelblutung ↑, Bronchienerweiterung

  • Glukosefreisetzung

  • Denken wird gehemmt zugunsten schneller Reaktionen

• HPA-Achse: langsam, hormonell, über Kortisol, bei langfristigem Stress

• Sympathikus: schnell, neuronal, über Adrenalin/Noradrenalin, bei akutem Stress

• HPA-Wirkung: Energiemobilisierung, Immunsuppression

• Sympathikus-Wirkung: Kampf-oder-Flucht-Reaktion

• Beide Systeme ergänzen sich in der Stressbewältigung

• Circadianer Rhythmus:

  • Höchster Cortisolwert: frühe Morgenstunden

  • Sinkt über den Tag hinweg

• Akute Stressreaktion:

  • Stress → Cortisolanstieg (Peak nach 20–30 Minuten)

  • Langsamer Verlauf aufgrund endokriner Signalübertragung

• Messung:

  • z. B. über Speichel (Salivary) oder Plasma (Blut ohne Zellen)

• Cortisolspiegel steigt bei akuter Belastung (z. B. Auftritt bei Tänzern)

• Cortisol als Marker für psychische und körperliche Stressreaktion

• Adaptation:

  • Wiederholter gleichartiger Stress → Cortisolreaktion sinkt

  • Aber: bleibt höher als Ruhelevel

• Beispiel: Trierer Social Stress Test (TSST)

  • Aufgabe z. B.: spontan Vortrag halten vor Publikum

• Teil des peripheren Nervensystems (PNS)

• Dient evolutionär der schnellen Alarmreaktion: → Fight (Kampf) oder Flight (Flucht)

• Bei unseren Vorfahren → Überlebensvorteil bei realen Gefahren

• Aktiviert Herz, Muskeln, Atmung, stellt Energie bereit

• In modernen Stresssituationen (z. B. Prüfungen, Konflikte) ist Fight-or-Flight kaum möglich

• Körper produziert trotzdem Stresshormone (Adrenalin, Noradrenalin)

• Folge: Energie kann nicht abgebaut werden, bleibt im Körper aktiv

• → Kann sich gegen den Organismus selbst richten (z. B. Bluthochdruck, Verspannung)

• Bei akuten Stressoren wie Examenstag:

• Adrenalin/Noradrenalin steigen deutlich an

• Typische körperliche Symptome:

→ Herzklopfen, Schweiß, Nervosität, schnelle Atmung

• Reaktion erfolgt sehr schnell, im Gegensatz zur langsameren HPA-Achse

• Sympathisches System zeigt kaum Adaptation bei wiederholtem Stress

• Nor-/Adrenalin und Herzfrequenz steigen erneut an, auch bei bekannten Situationen

• Gegensatz zur HPA-Achse, die bei wiederholtem Stress an Reaktionsstärke verliert

• → Sympathikus bleibt dauerhaft reaktionsbereit und belastet bei Dauerstress

• Lazarus-Modell der Stressbewältigung (1974)

• Stress entsteht durch individuelle Bewertung der Situation

• Primäre Bewertung: Ist der Reiz positiv, gefährlich oder irrelevant?

• Sekundäre Bewertung: Habe ich genügend Ressourcen zur Bewältigung?

  • → Mangelnde Ressourcen = Stress

• Stressbewältigung (Coping):

  • Instrumentell: Situation aktiv verändern

  • Kognitiv: Bedeutung der Situation umdeuten

• Positive Neubewertung = Stressor als Herausforderung interpretieren

• Ziel: Anpassung und Lernen durch Neubewertung

• Reappraisal (Neubewertung) = eine Strategie der emotionsbasierten Stressbewältigung

• Versuch: Proband:innen sollten angstvolle Bilder neu interpretieren (z. B. „nur ein Film“, „es wird geholfen“)

• Ergebnis:

  • Bilder wurden weniger negativ empfunden (Messung: affektive Bewertung ↓)

  • Amygdala-Aktivierung sank → weniger Angstverarbeitung im Gehirn

• Interpretation: Kognitive Umdeutung reduziert emotionale Stressreaktion

• Kaluza-Modell (2014): Stressbewältigung durch drei zentrale Stresskompetenzen

• Stressoren + persönliche Stressverstärker → führen zur Stressreaktion

• 3 Wege der Stressbewältigung:

  1. Instrumentelle Stresskompetenz:

     • Anforderungen aktiv begegnen

     • z. B. Aufgaben delegieren, „Nein“ sagen, Zeitplanung verbessern

  2. Mentale Stresskompetenz:

     • Denkweise anpassen, z. B. Probleme als Herausforderung sehen

     • Positives bewusst machen, Perfektionismus abbauen

  3. Regenerative Stresskompetenz:

     • Erholung fördern

     • z. B. Entspannungstechniken, Hobbys, sozialer Kontakt, Schlaf