Sexualhormone

Einleitung

Sexualhormone haben wichtige Funktionen wie die Entwicklung der Geschlechtsorgane und Geschlechtsmerkmale sowie die Aufrechterhaltung der Fortpflanzungsfunktionen von Mann und Frau.

Bei beiden Geschlechtern steuert das hypothalamisch-hypophysäre Kontrollsystem die Bildung und Ausschüttung der Sexualhormone. Der Hypothalamus schüttet pulsatil das Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH) aus, das in der Adenohypophyse die Synthese und Sekretion der Gonadotropine FSH und LH anregt:

FSH (follikelstimulierendes Hormon)
LH (luteinisierendes Hormon)

FSH und LH stimulieren die Freisetzung der Effektorhormone in den Gonaden:

Weibliche Sexualhormone: Östrogene, Gestagene, hCG (schwangerschaftsspezifisch)
Männliche Sexualhormone: Androgene

Bei allen Geschlechtern werden sowohl männliche als auch weibliche Sexualhormone produziert, allerdings in unterschiedlicher Menge und Konzentration.
Bei der Frau dienen die in Ovar und Nebennieren synthetisierten Androgene als Zwischenprodukte in der Östrogensynthese.

Bildungsort	Klassifizierung	Sexualhormon
Zentral	Releasing-Hormon	GnRH (Gonadotropin-Releasing-Hormon)
Zentral	Gonadotropine	FSH (follikelstimulierendes Hormon) LH (luteinisierendes Hormon)
Peripher	Weibliche Sexualhormone	Östrogene Gestagene hCG (humanes Choriongonadotropin)
Peripher	Männliche Sexualhormone	Androgene

Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH):

Das Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH) ist ein Peptidhormon und wird im Hypothalamus synthetisiert. Dort wird GnRH in einem pulsatilen Muster alle 60-90 Minuten freigesetzt. Diese pulsatilen Freisetzungen sind entscheidend für die adäquate Funktion der gonadalen Achse. Die Halbwertszeit von GnRH ist kurz und liegt bei ca. 2-4 Minuten. GnRH stimuliert die Adenohypophyse zur Sekretion der Gonadotropine follikelstimulierendes Hormon (FSH) und luteinisierendes Hormon (LH).

Der Regelkreis der GnRH-Freisetzung unterliegt einer negativen Rückkopplung: niedrige Gonadotropinspiegel fördern, während hohe Gestagenspiegel die GnRH- Sekretion hemmen.

Follikelstimulierendes Hormon (FSH):

Das follikelstimulierende Hormon (FSH) ist ein Glykoprotein und wird pulsatil aus der Adenohypophyse freigesetzt. Es hat eine Halbwertszeit von ca. 3-4 Stunden.

Bei Männern fördert FSH die Spermatogenese in den Sertoli-Zellen der Hoden sowie die Inhibinsynthese, welche wiederum die Freisetzung von FSH hemmt.

Bei Frauen stimuliert FSH die Östrogensynthese und Follikelreifung („follikelstimulierend“) in den Granulosazellen der Ovarien.

Die Sekretion von FSH wird durch eine negative Rückkopplung reguliert: Niedrige Östrogenkonzentrationen zu Beginn der Follikelphase hemmen die FSH- Freisetzung, wohingegen ab einer bestimmten Östrogenkonzentration eine positive Rückkopplung auf den Hypothalamus und die Hypophyse hervorgerufen wird.

Luteinisierendes Hormon (LH):

Das luteinisierende Hormon (LH) ist ein Glykoprotein und wird ebenfalls im pulsatilen Muster freigesetzt. Es weist eine Halbwertszeit von ca. einer Stunde auf.

Bei Männern fördert LH die Testosteronsynthese in den Leydig-Zellen der Hoden.

Bei Frauen steigert LH die Androgen-Synthese in den Theca-Zellen der Ovarien und ist maßgeblich an der Auslösung des Eisprungs (Ovulation) sowie der Bildung des Corpus luteum (Gelbkörper) beteiligt (daher kommt der Name „luteinisierend“). Der Gelbkörper bildet Progesteron.

Auch LH unterliegt einer negativen Rückkopplung: Bei Männern hemmt Testosteron die Sekretion von GnRH und LH, während bei Frauen das Progesteron aus dem Corpus luteum hemmend auf die Sekretion von GnRH und LH wirkt.

Hormon	Beschreibung	Wirkung	Regulation
GnRH (Gonado-tropin-Releasing-Hormon)	Peptidhormon Syntheseort: Hypothalamus Sekretion: pulsatil (alle 60-90 Minuten) Halbwertszeit: 2-4 min.	Adenohypophyse: Förderung der Sekretion von LH und FSH	Negative Rückkopplung: Niedrige Gonadotropin- und Sexualhormonspiegel (außer Östrogen) wirken stimulierend Hohe Gestagen- und niedrige Östrogenspiegel wirken hemmend Eine geringe Östrogenkonzentration wirkt hemmend auf die Ausschüttung. Eine hohe Östrogenkonzentration fördert die Ausschüttung
FSH (follikel-stimu-lierendeshormon)	Glykoproteine Syntheseort: Adenohypophyse Sekretion: pulsatil, wie GnRH Halbwertszeit: 3-4 Stunden (FSH) bzw. 1 Stunde (LH)	Mann: Sertoli-Zellen: Spermatogenese ↑ Inhibinsynthese ↑ ➜ Hemmt wiederum die Freisetzung von FSH Frau: Granulosazellen: Östrogensynthese ↑ Follikelreifung ↑	Inhibin hemmt die Sekretion von FSH (Mann) Niedrige Östrogenkonzentration zu Beginn der Follikelphase führt zu einer negativen Rückkopplung auf den Hypothalamus (GnRH) und die Hypophyse Übersteigt die Östrogenkonzentration jedoch einen bestimmten Wert, wird die negative Rückkopplung zu einer positiven Rückkopplung, d.h. Östrogen aktiviert den Hypothalamus und die Hypophyse
LH (lutein-isierendes Hormon)	Mann: Leydig-Zellen (Hoden): Testosteronsynthese ↑ Frau: Theca-Zellen (Ovar): Androgen-Synthese ↑ Hohe LH-Konzentration: Ovulation (Eisprung) Bildung des Corpus luteum (Gelbkörper) -> bildet Progesteron	Negative Rückkopplung: Testosteron hemmt Sekretion von GnRH und LH (Mann) Das aus dem Corpus luteum stammendem Progesteron hemmt den Hypothalamus und die Hypophyse (Frau)

Hormon

Beschreibung

Wirkung

Regulation

GnRH (Gonado-tropin-Releasing-Hormon)

Peptidhormon
Syntheseort: Hypothalamus
Sekretion: pulsatil
(alle 60-90 Minuten)
Halbwertszeit: 2-4 min.

Adenohypophyse: Förderung der Sekretion von LH und FSH

Negative Rückkopplung:

Niedrige Gonadotropin- und Sexualhormonspiegel (außer Östrogen) wirken stimulierend
Hohe Gestagen- und niedrige Östrogenspiegel wirken hemmend
Eine geringe Östrogenkonzentration wirkt hemmend auf die Ausschüttung. Eine hohe Östrogenkonzentration fördert die Ausschüttung

FSH (follikel-stimu-lierendeshormon)

Glykoproteine
Syntheseort: Adenohypophyse
Sekretion: pulsatil, wie GnRH
Halbwertszeit: 3-4 Stunden (FSH) bzw. 1 Stunde (LH)

Mann:

Sertoli-Zellen:
Spermatogenese ↑
Inhibinsynthese ↑
➜ Hemmt wiederum die Freisetzung von FSH

Frau:

Granulosazellen:
Östrogensynthese ↑
Follikelreifung ↑

Inhibin hemmt die Sekretion von FSH (Mann)
Niedrige Östrogenkonzentration zu Beginn der Follikelphase führt zu einer negativen Rückkopplung auf den Hypothalamus (GnRH) und die Hypophyse
Übersteigt die Östrogenkonzentration jedoch einen bestimmten Wert, wird die negative Rückkopplung zu einer positiven Rückkopplung, d.h. Östrogen aktiviert den Hypothalamus und die Hypophyse

LH (lutein-isierendes Hormon)

Mann:

Leydig-Zellen (Hoden):
Testosteronsynthese ↑

Frau:

Theca-Zellen (Ovar):
Androgen-Synthese ↑
Hohe LH-Konzentration: Ovulation (Eisprung)
Bildung des Corpus luteum (Gelbkörper)
-> bildet Progesteron

Negative Rückkopplung:

Testosteron hemmt Sekretion von GnRH und LH (Mann)
Das aus dem Corpus luteum stammendem Progesteron hemmt den Hypothalamus und die Hypophyse (Frau)

Östrogene

Östrogene sind die wichtigsten Geschlechtshormone der Frau. Östrogene sind Steroidhormone und dienen bei der Frau der Entwicklung und Erhaltung der primären und sekundären Geschlechtsorgane. Bei allen Geschlechtern regulieren sie zusammen mit Testosteron den Knochenstoffwechsel und das Skelettwachstum. Die Konzentration der Östrogene wird durch GnRH aus dem Hypothalamus und LH sowie FSH aus der Hypophyse reguliert. Die Konzentration ändert sich bei Frauen stark während des Zyklus und nimmt nach der Menopause stark ab.

Wichtigste Östrogene:

Östradiol (E2): ist das wirksamste Östrogen
Östron (E1): weniger wirksam als Östradiol
Östriol (E3): gering wirksam (ca. 1/10 der Östradiol-Aktivität)

Bildungsort:

Frau:

Hauptsächlich in den Granulosazellen (Zellen der Follikelwand) im Corpus luteum (entsteht nach dem Eisprung aus dem geplatzten Follikel) im Ovar gebildet -> Östrogenkonzentration nimmt mit der Follikelreifung zu und erreicht kurz vor dem Eisprung ein Maximum
Außerdem zu geringen Teilen in den Nebennierenrinden und während der Schwangerschaft in der Plazenta gebildet

Mann:

Hauptsächlich im peripheren Fettgewebe gebildet (Testosteron wird durch die Aromatase zu Östradiol umgewandelt)
Zu 20% in den Leydig-Zellen der Hoden synthetisiert (vor der Pubertät auch in den Sertoli-Zellen möglich)

Synthese:

Östrogene werden aus den Androgenen Androstendion und Testosteron durch das Enzym Aromatase gebildet. Dabei wird aus Androstendion Östron und aus Testosteron Östradiol gebildet. Aus Östron und Östradiol kann Östriol gebildet werden, das nur etwa 1/10 der Aktivität von Östradiol besitzt.

(Die Abbildung muss für Physiologie in der Regeln nicht auswendig gelernt werden)

Östrogene - Synthese — User:Mikael Häggströmderivative work (german translation): Benff, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons.
Es wurden die Östrogen-Beschriftungen ersetzt.

Transport im Blut:

Proteingebunden an Albumin oder dem Sexualhormon-bindenden Globulin (SHBG)
Ein kleiner Teil der Östrogene zirkuliert ungebunden und in freier Form im Blut
Die ungebundene Form ist biologisch aktiv

Abbau:

Östrogene werden mittels der Biotransformation durch Konjugation an Schwefelsäure oder Glucuronsäure abgebaut und über den Urin ausgeschieden

Wirkprinzip:

Aufgrund ihrer lipophilen Eigenschaft können Östrogene durch die Zellmembran diffundieren und an intrazelluläre Rezeptoren im Cytosol oder im Zellkern binden. Der so gebildete Hormon-Rezeptor-Komplex wirkt als Transkriptionsfaktor und beeinflusst dadurch die Transkription der Zielgene. Einige Zellen besitzen auch membranständige Östrogen-Rezeptoren, die nicht-genomische Effekte vermitteln.

Wirkung an den Zielorganen:

Genitale Effekte:

Entwicklung und Reifung der primären Geschlechtsmerkmale:
- Wachstum von Vulva, Vagina, Uterus, Tuba uterina und Ovarien
Entwicklung und Reifung der sekundären Geschlechtsmerkmale:
- Brustwachstum (= Thelarche), Schambehaarung (= Pubarche), Achselbehaarung, Regelblutung (= Menstruation), breite Hüften, schmale Taille, schmale Schultern
Kontrolle des Menstruationszyklus
Vorbereitung der Befruchtung:
- Ovarien:
  - Förderung der Reifung einer befruchtungsfähigen Eizelle, Follikelreifung ↑
  - Lösen durch positive Rückkopplung den Eisprung aus
- Uterus, Tuben und Vagina:
  - Motilität der Tubae uterinae ↑
  - Kontraktilität des Myometriums ↑
  - Oxytocinempfindlichkeit des Myometriums ↑
  - Proliferation der Uterusschleimhaut (Endometrium) ↑
  - Produktion des Zervixschleims ↑
  - Durchlässigkeit des Zervixschleims für Spermien ↑

Öffnung des Muttermundes
Proliferation des Vaginaepithels ↑
Während der Schwangerschaft:
- Uterusdurchblutung ↑
- Entwicklung der Brustdrüse ↑
- Progesteronsynthese ↑

Extragenitale Effekte:

Anabole Wirkung:
- Proteinstoffwechsel ↑
- Knochenaufbau ↑
- ➜ Fördern den Epiphysenschluss an den Knochen
- ➜ Calcium- und Phosphatretention ↑
- ➜ Hemmung der Osteoklasten und Förderung der Osteoblastenaktivität
  - ➜ Ein Mangel an Östrogen (z.B. nach der Menopause) führt zu einer Entmineralisierung der Knochen und in der Folge zu einem Verlust an Knochenmasse (Osteoporose)
Protektiver Effekt auf das Gefäßsystem
Weibliche Fettverteilung
Stimulation des Immunsystems
Erhöhen im Gehirn die Hörsensibilität und sind essentiell für die Speicherung von Gedächtnisinhalten von Geräuschen und Sprache
Erhöhte Gerinnungsneigung des Blutes ➜ Erhöhtes Thromboserisiko
NaCl- und Wasserretention ↑

Gestagene

Gestagene sind ebenfalls Steroidhormone. Sie werden auch als Gelbkörperhormone bezeichnet, da sie während des Menstruationszyklus primär im Corpus luteum (Gelbkörper) gebildet werden. Progesteron ist ihr wichtigster Vertreter, welches das Leithormon der lutealen Phase des Menstruationszyklus ist. Die Ausschüttung des Progesterons wird durch das luteinisierende Hormon (LH) stimuliert. Weitere Gestagene sind das Pregnandiol und das Pregnenolon.

Synthese & Bildungsort:

Die Bildung des Progesterons geht vom Cholesterin aus. Die Synthese erfolgt an denfolgenden Orten:

Granulosaluteinzellen des Corpus luteum des Ovars: während der Lutealphase nach dem Eisprung
Thekaluteinzellen des Corpus luteum des Ovars: während der Lutealphase nach dem Eisprung
Plazenta: während der Schwangerschaft ab dem zweiten Trimester übernimmt die Plazenta die Hauptproduktion des Progesterons
Nebennierenrinden (bei Frauen und Männern): geringere Produktion, unabhängig vom Menstruationszyklus bei Frauen
Bei Männern insbesondere in den Leydig-Zellen der Hoden

Progesteron wird überwiegend im Corpus luteum des Ovars während der Lutealphase durch eine Stimulation von LH gebildet.
Bei einer ausbleibenden Befruchtung der Eizelle geht der Corpus luteum nach 10-12 Tagen unter und löst hierdurch die Menstruationsblutung aus.

Kommt es zu einer Befruchtung übernimmt der Corpus luteum in den ersten zwei bis drei Monaten die Produktion von Progesteron. Anschließend übernimmt im dritten Trimester die Plazenta die Produktion von Progesteron und der Corpus luteum bildet sich zurück.