Endokrines System: Arten von Hormonen

1. Signalisierung nah und fern
2. Chemische Strukturen
3. Wasser gegen Fett Löslich

Hormone sind Moleküle, die Anweisungen von mehr als einem Dutzend endokrinen Drüsen und Geweben zu Zellen im ganzen Körper transportieren. Menschen haben etwa 50 verschiedene bekannte Hormone, die sich in ihrer Struktur, Wirkung und Reaktion unterscheiden. Sie steuern eine Vielzahl von biologischen Prozessen, einschließlich Muskelwachstum, Herzfrequenz, Menstruationszyklen und Hunger. Hormone wandern durch den Körper, entweder im Blutstrom oder in der Flüssigkeit um Zellen herum, auf der Suche nach Zielzellen. Sobald Hormone eine Zielzelle finden, binden sie mit spezifischen Proteinempfängern innerhalb oder auf der Oberfläche der Zelle und ändern spezifisch die Tätigkeiten der Zelle. Der Proteinrezeptor liest die Botschaft des Hormons und führt die Anweisungen aus, indem er entweder die Genexpression beeinflusst oder die zelluläre Proteinaktivität verändert. Diese Maßnahmen führen zu einer Vielzahl von schnellen Reaktionen und langfristigen Auswirkungen.
Hormone variieren in ihrem Zielbereich. Einige Arten von Hormonen können an kompatible Rezeptoren binden, die in vielen verschiedenen Zellen im ganzen Körper vorkommen. Andere Hormone sind spezifischer und zielen nur auf ein oder wenige Gewebe ab. Zum Beispiel können Östrogene, die weiblichen Sexualhormone, die Funktion regulieren, indem sie an spezielle Östrogenrezeptorstellen in Uterus-, Brust- und Knochenzellen binden. Darüber hinaus kann dieselbe Zelle als Zielzelle für viele verschiedene regulatorische Moleküle fungieren. Zum Beispiel enthalten die gleichen Gebärmutter-, Brust- und Knochenzellen, die Östrogene aufnehmen, auch Progesteron-, Androgen-, Glucocorticoid-, Vitamin D- und Vitamin A-Rezeptoren.
Signalisierung nah und Fern

Hormone werden klassifiziert (in Gruppen unterteilt), je nachdem, wie sie sich im Körper bewegen und welche chemische Struktur sie haben.
Parakrin, autokrin und synaptisch sind drei Arten der lokalen Hormonsignalisierung. Bei der parakrinen Signalgebung werden Hormone in die Flüssigkeit zwischen den Zellen (die interstitielle Flüssigkeit) freigesetzt und diffundieren zu nahe gelegenen Zielzellen. Hormone, die Sekrete oder andere Prozesse auf denselben Zellen beeinflussen, die sie freigesetzt haben, werden als autokrine Signalgeber bezeichnet. Die speziellere synaptische Signalübertragung erfolgt zwischen Neuronen (den Nervenzellen, aus denen das Nervensystem besteht) und zwischen Neuronen und Muskelzellen, so dass Nervenzellen miteinander und mit Muskeln sprechen können.

BILDNACHWEIS: OpenStax, CNX.

Hormone, die von endokrinen Drüsenzellen und speziellen Zellen im Hypothalamus (neurosekretorische Zellen) in den Blutkreislauf freigesetzt werden, wandern durch den Körper und suchen nach Zielzellen. Diese Hormone ähneln einem Fernsehsignal, da sie überall ausgestrahlt werden, aber nur von einer Zelle mit dem richtigen Hormonrezeptor oder der richtigen Antenne aufgenommen und gelesen werden können. BILDNACHWEIS: OpenStax, CNX
zurück nach oben
Chemische Strukturen
Hormone werden auch nach chemischer Struktur gruppiert. Strukturen bestimmen, ob das Hormon lieber von Wasser oder Fett umgeben ist (wasser- oder fettlöslich), was bestimmt:

• Wenn das Hormon alleine oder an ein Protein gebunden im Blut wandert
• wenn das Hormon an Rezeptorstellen außerhalb oder innerhalb der Zielzelle bindet (fettlöslich kann beides binden, während wasserlösliche Hormone normalerweise außen binden) und
• wie das Hormon abgebaut (metabolisiert) wird.

Drei allgemeine Strukturen sind bekannt.

1. Steroidhormone sind fettlösliche Moleküle, die aus Cholesterin hergestellt werden. Unter diesen sind die drei wichtigsten Sexualhormone Gruppen: Östrogene, Androgene und Progesterone. Männer und Frauen machen alle drei, nur in unterschiedlichen Mengen. Steroide gelangen in den Zellkern, binden an spezifische Rezeptoren und Gene und veranlassen die Zelle, Proteine herzustellen.
2. Aminosäurederivate wie Adrenalin sind wasserlösliche Moleküle, die aus Aminosäuren (den Bausteinen des Proteins) gewonnen werden. Diese Hormone werden in endokrinen Zellen gespeichert, bis sie benötigt werden. Sie wirken durch Bindung an Proteinrezeptoren auf der Außenseite der Zelle. Die Bindung eines zweiten Botenstoffmoleküls in der Zelle, das Enzyme und andere zelluläre Proteine aktiviert oder die Genexpression beeinflusst.
3. Insulin, Wachstumshormon, Prolaktin und andere wasserlösliche Polypeptidhormone bestehen aus langen Ketten von Aminosäuren, die mehrere bis 200 Aminosäuren lang sind. Sie werden in endokrinen Zellen gespeichert, bis sie zur Regulierung von Prozessen wie Stoffwechsel, Laktation, Wachstum und Fortpflanzung benötigt werden.

zurück zum Anfang
Wasser vs. fettlöslich
Die meisten wasserlöslichen Hormone, wie die Aminosäurederivate und Peptide, können sich frei im Blut bewegen, weil sie Wasser „mögen“. Sie werden jedoch von Lipid- oder Fettstrukturen wie den Membranen, die die Zelle und den Zellkern umgeben, abgestoßen. Aus diesem Grund binden diese Hormone im Allgemeinen an Rezeptorstellen an der Außenseite der Zelle und signalisieren von dort.
Fettlösliche Hormone, wie die Sexualhormonsteroide Östrogene und Androgene, sind fettlöslich und wasserabweisend. Das heißt, sie „mögen“ Lipid- oder Fettstrukturen wie die umgebenden Zellen, werden aber im Allgemeinen von wässrigen Bereichen abgestoßen. Steroide reisen im Allgemeinen zu ihren Zielzellen, die an ein spezielles Trägerprotein gebunden sind, das Wasser „mag“ (z. B. Sexualsteroidhormon-bindendes Globulin und Serumalbumin). Die Hormone lösen sich ab, bevor sie in die Zelle gelangen, wo sie an Rezeptoren binden.
Um ein besseres Bild davon zu bekommen, denken Sie an Öl und Wasser. Die beiden vermischen sich nicht und trennen sich in verschiedene Schichten. In diesem Fall würden die Aminosäure- und Peptidhormone es vorziehen, in der Wasserschicht zu sein, und die Steroidhormone würden es vorziehen, in der Ölschicht zu sein. Spezielle Trägerproteine, die sich sowohl in Öl als auch in Wasser wohl fühlen, können die von Peptiden und Aminosäuren abgeleiteten Moleküle in das Öl und die Steroidmoleküle in das Wasser leiten.
zurück nach oben