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Hormonsystem: Hormone, Drüsen und Regelkreise
Das Hormonsystem steuert viele Körpervorgänge mit chemischen Botenstoffen. Hormone gelangen meist über das Blut zu ihren Zielzellen. Dort wirken sie nur, wenn ein passender Rezeptor vorhanden ist. Regelkreise passen die Hormonausschüttung an den Bedarf des Körpers an.
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Wie übermitteln Hormone eine Nachricht?
Hormon
Ein Hormon ist ein körpereigener chemischer Signalstoff. Es wird von hormonbildenden Zellen freigesetzt und reguliert bestimmte Vorgänge im Körper.
Hormone beeinflussen unter anderem Stoffwechsel, Wachstum, Fortpflanzung und die Anpassung an Belastungen. Schon sehr geringe Mengen können eine Wirkung auslösen.
Bei der typischen endokrinen Signalübertragung geschieht Folgendes:
- Eine Hormondrüse bildet ein Hormon.
- Sie gibt das Hormon direkt ins Blut ab.
- Das Blut verteilt es im Körper.
- Das Hormon bindet an einen passenden Rezeptor.
- In der Zielzelle wird eine Reaktion oder Signalkette ausgelöst.
Das Blut verteilt die Botschaft. Der passende Rezeptor entscheidet, welche Zelle darauf reagiert.
Welche Organe gehören zum Hormonsystem?
Endokrine Drüsen besitzen keinen Ausführungsgang für ihre Hormone. Sie geben die Hormone direkt ins Blut ab. Im Gegensatz dazu geben exokrine Drüsen Stoffe über einen Ausführungsgang ab.
| Organ oder Drüse | Beispiele für Hormone | Genannte Aufgabe |
|---|---|---|
| Hypothalamus | TRH sowie weitere freisetzende und hemmende Hormone | steuert vor allem die Hypophyse |
| Hypophyse | TSH, ACTH, FSH, LH, Wachstumshormon | steuert mehrere Drüsen oder wirkt direkt auf Zielzellen |
| Schilddrüse | T3 und T4 | beeinflusst unter anderem den Stoffwechsel |
| Nebenschilddrüsen | Parathormon | reguliert Kalzium- und Phosphatspiegel |
| Nebennieren | Cortisol, Adrenalin, Noradrenalin | beteiligt an Stressreaktion und Stoffwechsel |
| Bauchspeicheldrüse | Insulin, Glucagon | reguliert den Blutzuckerspiegel |
| Eierstöcke und Hoden | Sexualhormone | beeinflussen Fortpflanzung und Geschlechtsmerkmale |
| Zirbeldrüse | Melatonin | reguliert den Schlaf-Wach-Rhythmus |
Die Tabelle zeigt Beispiele, keine vollständige Liste aller Hormone. Auch einzelne, verstreut liegende Zellen können Hormone bilden.
Warum reagieren nicht alle Zellen auf ein Hormon?
Zielzelle
Eine Zielzelle ist eine Zelle, die einen passenden Rezeptor für ein bestimmtes Hormon besitzt und deshalb auf dieses Signal reagieren kann.
Ein Rezeptor ist eine Bindungsstelle an der Zelloberfläche oder im Zellinneren. Das Schlüssel-Schloss-Modell veranschaulicht seine Spezifität:
- Das Hormon entspricht dem Schlüssel.
- Der passende Rezeptor entspricht dem Schloss.
- Nur wenn beide zusammenpassen, wird eine Reaktion ausgelöst.
Die Analogie hat eine Grenze: Ein Hormon öffnet kein echtes Schloss. Seine Bindung verändert Vorgänge in der Zielzelle und kann eine Signalkette auslösen.
Hormone können an verschiedenen Organen unterschiedliche Wirkungen haben. Entscheidend sind der vorhandene Rezeptor und die Reaktion, die in der jeweiligen Zelle auf die Bindung folgt.
Insulin wird über das Blut im Körper verteilt. Trotzdem reagiert nicht jede Zelle gleich. Nur Zellen mit einem geeigneten Insulinrezeptor können das Signal erkennen und eine entsprechende Reaktion auslösen.
Wie steuern Hypothalamus und Hypophyse andere Drüsen?
Der Hypothalamus ist ein Teil des Gehirns. Er überwacht Körperzustände und verbindet dadurch die zentrale nervöse Steuerung mit dem Hormonsystem. Über Hormone beeinflusst er vor allem die Hypophyse an der Gehirnbasis.
Eine häufige hormonelle Befehlskette verläuft so:
- Der Hypothalamus gibt ein Freisetzungs- oder Hemmhormon ab.
- Die Hypophyse reagiert mit einem Steuerhormon.
- Das Steuerhormon erreicht eine nachgeordnete Hormondrüse.
- Diese Drüse bildet Hormone, die an Zielzellen wirken.
Diese Hierarchie gilt nicht ohne Ausnahme:
- Das Wachstumshormon der Hypophyse kann direkt auf Zielzellen wirken.
- Die Bauchspeicheldrüse kann unabhängig von dieser Befehlskette auf Veränderungen des Blutzuckers reagieren.
Wie regelt der Körper die Schilddrüse?
Die Schilddrüsenachse zeigt eine vollständige hormonelle Befehlskette:
- Der Hypothalamus setzt TRH frei. TRH ist ein Freisetzungshormon und wirkt auf die Hypophyse.
- Die Hypophyse gibt daraufhin TSH ab. TSH ist ein Steuerhormon und wirkt auf die Schilddrüse.
- Die Schilddrüse produziert und verteilt T3 und T4.
- T3 und T4 wirken an passenden Zielzellen und beeinflussen unter anderem Stoffwechselvorgänge.
Die Steuerung endet nicht bei der Zielwirkung. Sind ausreichend Schilddrüsenhormone vorhanden, reduziert der Hypothalamus die TRH-Ausschüttung. Dadurch wird die weitere Stimulation abgeschwächt.
Negative Rückkopplung
Bei einer negativen Rückkopplung schwächt das Ergebnis eines Vorgangs seine weitere Entstehung ab. So hilft der Regelkreis, ein hormonelles Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.
Steigt die Konzentration von T3 und T4 ausreichend an, wird weniger TRH freigesetzt. Damit erhält die Hypophyse weniger Anstoß zur TSH-Ausschüttung, und die Schilddrüse wird weniger stark angeregt.
Wie halten Insulin und Glucagon den Blutzucker im Gleichgewicht?
Die Bauchspeicheldrüse folgt nicht zwingend der Steuerung durch Hypothalamus und Hypophyse. Ihre hormonbildenden Zellen beteiligen sich direkt an der Regulation des Blutzuckerspiegels.
- Insulin senkt den Blutzuckerspiegel.
- Glucagon erhöht den Blutzuckerspiegel.
Beide Hormone wirken gegensinnig. Dadurch kann der Körper Abweichungen in beide Richtungen ausgleichen. Das Stabilisieren innerer Bedingungen wird Homöostase genannt.
Nach einer Mahlzeit ist der Blutzuckerspiegel erhöht. Insulin wirkt diesem Anstieg entgegen und senkt den Wert wieder. Ist der Blutzuckerspiegel dagegen zu niedrig, wirkt Glucagon in die entgegengesetzte Richtung und erhöht ihn.
Insulin senkt, Glucagon erhöht den Blutzuckerspiegel. Entscheidend ist immer die Richtung der Abweichung.
Was kann bei einer Hormonstörung geschehen?
Ein hormonelles Ungleichgewicht kann entstehen, wenn ein Hormon zu stark oder zu schwach produziert wird oder wenn eine Stufe des Regelkreises gestört ist. Mögliche Ursachen sind unter anderem Autoimmunerkrankungen, Infektionen, Tumoren, Verletzungen oder genetische Einflüsse.
Bei beeinträchtigter Insulinproduktion kann der Blutzuckerspiegel zu hoch werden. Eine Unterfunktion der Nebennieren kann zur Addison-Krankheit führen. Solche Beispiele zeigen, dass eine Störung je nach betroffener Drüse sehr unterschiedliche Folgen haben kann.
Anhaltende Müdigkeit, Gewichtsveränderungen, starker Durst oder häufiges Wasserlassen können viele Ursachen haben. Einzelne Beschwerden beweisen keine Hormonstörung und ersetzen keine ärztliche Untersuchung.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Hormonsystem
- Signalweg: Drüse, Blut, Rezeptor, Zielzelle
- Zentrale Steuerung: Hypothalamus und Hypophyse
- Schilddrüsenachse: TRH, TSH, T3 und T4
- Unabhängige Regelung: Bauchspeicheldrüse
- Blutzucker: Insulin senkt, Glucagon erhöht
- Gleichgewicht: negative Rückkopplung und Homöostase