Allgemeine Endokrinologie

• Regulation des Stoffwechsels: Hormone wie Thyroxin und Insulin regulieren den Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen. 
• Energiehaushalt: Insulin und Glukagon steuern den Blutzuckerspiegel und beeinflussen den Energiehaushalt. 
• Wachstum und Entwicklung: Wachstumshormone fördern das Körperwachstum. Weiterhin sind Schilddrüsenhormone entscheidend für die Entwicklung des Gehirns und des Körpers. 
• Reproduktion: Sexualhormone wie Östrogen, Progesteron und Testosteron steuern die Fortpflanzungsfunktionen und die Entwicklung sekundärer Geschlechtsmerkmale. 
• Wasser- und Elektrolythaushalt: Hormone wie Aldosteron und das Antidiuretische Hormon (ADH) regulieren den Wasser- und Elektrolythaushalt des Körpers. 
• Kalziumstoffwechsel: Parathormon und Calcitonin sind wesentlich für die Regulierung des Kalziumspiegels im Blut. 
• Herz-Kreislauf-System: Hormone wie Adrenalin und Noradrenalin beeinflussen Herzfrequenz und Blutdruck. Noradrenalin ist jedoch überwiegend als Neurotransmitter wirksam. 
• Stressreaktion: Cortisol, ein Hormon der Nebennierenrinde, spielt eine Schlüsselrolle in der Stressreaktion. 
• Immunsystem: Verschiedene Hormone beeinflussen die Immunantwort und Entzündungsreaktionen. 
• Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus: Melatonin reguliert den zirkadianen Rhythmus. 

Endokrine Organe sind Organe, die Hormone produzieren. Sie werden auch als endokrine Drüsen bezeichnet.

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Endokrine Organe
Organ	Hormon		Besonderheit
Hypothalamus		Releasing- und Inhibiting-Hormone (wirken größtenteils auf die Hypophyse) Synthese von ADH Synthese von Oxytocin	Höchste Instanz des Hormonsystems Erhält „Befehle“ direkt aus dem limbischen System und der Großhirnrinde
Hypophyse		Adenohypophyse: glandotrope Hormone: LH, FSH, ACTH, TSH Neurohypophyse: Freisetzung von ADH und Oxytocin	Teilt sich in Adenohypophyse und Neurohypophyse auf Steht durch den Hypophysenstiel (Infundibulum) in direktem Kontakt mit dem Hypothalamus
Epiphyse		Melatonin
Nebennieren		Nebennierenrinde: Steroidhormone: Glucocorticoide (z.B. Cortisol), Mineralocorticoide (z.B. Aldosteron), Sexualhormone (z.B. Androgene) Nebennierenmark: Katecholamine (z.B. Adrenalin)	Teilt sich in Nebennierenrinde und Nebennierenmark auf
Schilddrüse		Thyroxin (T4) Triiodthyronin (T3) Calcitonin	Liegt vor der Trachea
Nebenschilddrüsen		Parathormon	Liegen meistens nah an der Schilddrüse. Sind jedoch zwei funktionell eigenständige Organe
Gonaden		Sexualhormone: Östrogene, Progesteron, Testosteron
Pankreas (Langer-hans-Inseln)		Insulin (β-Zellen) Glucagon (α-Zellen) Somatostatin (δ-Zellen) Pankreatisches Polypeptid (PP-Zellen) Ghrelin (ε-Zellen)	Hat einen endokrinen Anteil (Langerhans-Inseln) und einen exokrinen Anteil (Verdauungsenzyme)
Leber		Wachstumsfaktoren (IGF-1 (Insulin-like Growth Factor 1)) Angiotensinogen Beteiligt am Vitamin-D-Stoffwechsel	Ist das größte Stoffwechselorgan
Nieren		Erythropoetin (EPO) Renin (hormonähnliches Enzym) Beteiligt am Vitamin-D-Stoffwechsel

Zum endokrinen System gehören insbesondere die folgenden Drüsen: Hypophyse, Zirbeldrüse (Epiphyse), Schilddrüse, Nebenschilddrüsen, Nebennieren und die Langerhans-Inseln des Pankreas.

In verschiedenen Organen finden sich endokrine Zellen, die Hormone ausschütten. Neben den folgend aufgelisteten Zellen und Organen weisen auch die Skelettmuskeln, das Fettgewebe oder die Haut endokrine Funktionen auf.

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Endokrine Zellen
Organ	Produktionsort & Hormon
Schilddrüse		C-Zellen: Calcitonin
Magen-Darm-Trakt		G-Zellen im Magen: Gastrin ECL-Zellen im Magen: Histamin S-Zellen im Dünndarm: Sekretin I-Zellen im Duodenum und Jejunum: Cholecystokinin (CCK) K-Zellen im Duodenum und Jejunum: Glucose-dependent Insulin-releasing peptide (GIP) Enteroendokrine Zellen im Dünndarm: Somatostatin L-Zellen im Ileum und Kolon: Glucagon-like peptide (GLP-1) M-Zellen im Dünndarm: Motilin
Pankreas		α-Zellen: Glucagon β-Zellen: Insulin δ-Zellen: Somatostatin PP-Zellen: pankreatisches Polypeptid ε-Zellen: Ghrelin
Herz		Myokardzellen im rechten Vorhof: atriales natriuretisches Peptid (ANP) Ventrikuläre Myokardzellen: brain natriuretic peptide (BNP)
Niere		Zellen im juxtaglomerulären Apparat: Renin (hormonähnliches Enzym)
Hoden		Leydig-Zellen: Testosteron
Ovarien		Theca-interna-Zellen: Androgene Granulosazellen: Aus Androgenen der Theca-interna-Zellen bilden sie Östrogene In der zweiten Menstruationszyklushälfte und während der Schwangerschaft bilden sie Progesteron
Plazenta		Humanes Choriongonadotropin (hCG) Humanes Plazentalactogen (hPL) CRH, Progesteron, Östrogen und weitere

Einleitung

Hormone sind chemische Botenstoffe, die der Regulation von verschiedenen Körperfunktionen dienen. Sie binden an hormonspezifische Rezeptoren und üben so ihre zielorganspezifische Funktion aus. 

Die Hormone können auf eine unterschiedliche Weise sekretiert werden: 

• Autokrin: Wirkung auf die sekretierende Zelle bzw. den Zelltyp selbst → z.B. Zytokine wie Interleukin-1, das von Makrophagen sekretiert wird und an diese bindet
• Parakrin: Wirkung auf die benachbarten Zellen mittels Diffusion → z.B. Somatostatin hemmt benachbarte α-Zellen und β-Zellen im Pankreas
• Endokrin: Transport über die Blutbahn → z.B. Cortisol wird in den Nebennierenrinden gebildet, ins Blut ausgeschüttet und wirkt auf andere Zellen 

Klassifizierung

Hormone werden nach ihrer chemischen Struktur klassifiziert. Die Eigenschaften der Hormone, wie z.B. ihre Wasserlöslichkeit, haben Auswirkungen auf ihren Transport, ihre zellulären Wirkungsmechanismen, ihre Speicherung und ihre Halbwertszeit. Nach der Wasserlöslichkeit unterscheidet man lipophile (= hydrophobe) und hydrophile (= lipophobe) Hormone: 

Exkurs: G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs)

• G-Protein-gekoppelte Rezeptoren bilden die größte Familie der Membranrezeptoren
• Wichtige Liganden für die GPCRs sind:
  • Katecholamine
  • Glandotrope Hormone der Adenohypophyse (ACTH, LH, FSH, TSH)
  • Glucagon
• Der Rezeptor ist aus sieben α-Helices zusammengebaut, die transmembran verlaufen (heptahelikal)
• Die Bindungsstelle für den Liganden befindet sich extrazellulär
• Die Bindungsstelle für das G-Protein befindet sich intrazellulär
• G-Proteine bestehen aus:
  1. α-Untereinheit (alpha)
  2. β-Untereinheit (beta)
  3. γ-Untereinheit (gamma)
• Abhängig von der α-Untereinheit werden unterschiedliche Signalkaskaden aktiviert
  1. G_s (stimulierend)
  2. G_i (inhibitorisch)
  3. G_q (Erhöhung der intrazellulären Ca²⁺-Konzentration)

Regulation der Hormonkonzentration

Die Wirkung eines Hormons im Körper ist stark abhängig von seiner Konzentration im Blut. Diese Blutplasmakonzentration wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst:

Pulsatile Sekretion:

• Amplitude der Sekretionspulse: Je größer die Amplitude, desto mehr Hormon wird freigesetzt
• Anzahl der Sekretionspulse: Mehr Episoden der Freisetzung führen zu einer erhöhten Hormonausschüttung

Endogene Rhythmen:

• z.B. der zirkadiane Rhythmus, der den Tag-Nacht-Zyklus des Körpers widerspiegelt

Feedback-Regelkreise / Rückkopplungsregelkreise:

• Ein Hormon kann seine eigene Ausschüttung beeinflussen:
  • Bei positiver Rückkopplung wird die Freisetzung angeregt.
  • Bei negativer Rückkopplung wird die Freisetzung gehemmt.
• Beispiel: Die Sekretion der Schilddrüsenhormone  über die Hypothalamus-Hypophysen-Achse wird 
  durch eine negative Rückkopplung beeinflusst. TRH (Thyreotropin-Releasing-Hormon) wird vom  Hypothalamus ausgeschüttet und stimuliert die Hypophyse zur Bildung von TSH (Thyreoidea-
  stimulierendes Hormon). TSH regt die Schilddrüse zur Bildung von T3 (Trijodthyronin) und T4 (Thyroxin) an, die im peripheren Gewebe wirken. Hohe T3- und T4-Konzentrationen hemmen über eine negative 
  Rückkopplung die Ausschüttung von TSH und TRH.

Inaktivierung und Störungen der Hormonproduktion:

Hormone werden zur Inaktivierung entweder in der Leber oder direkt im Erfolgsorgan inaktiviert.

Bei den Störungen der Hormonkonzentrationen unterscheidet man zwischen primären und sekundären Störungen:

• Primäre Störungen der Hormonproduktion betreffen die periphere Hormondrüse selbst, die entweder zu viele oder zu wenige Hormone produziert.
  • Beispiel: Hypothyreose durch eine Hashimoto-Thyreoiditis, bei der die Schilddrüse zu wenig Thyroxin produziert.
• Sekundäre Störungen der Hormonproduktion entstehen durch einen Überschuss oder Mangel eines glandotropen Hormons (Hormone, die andere Drüsen zur Bildung und Sekretion von Hormonen anregen). Dies führt zu einer gestörten Stimulation der peripheren Hormondrüse.
  • Beispiel: Hypopituitarismus, eine Störung der Hypophyse, die zu einer unzureichenden Produktion von TSH (und anderen Hormonen) führt, wodurch die Schilddrüsenfunktion beeinträchtigt wird. Die Schilddrüse funktioniert an sich physiologisch, wird jedoch durch das TSH unzureichend stimuliert.