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15.6.1: Humanhormone - Biologie

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Die Essenz der Vielzelligkeit ist das koordinierte Zusammenspiel der verschiedenen Zellarten, aus denen der Körper besteht. Drei Arten der chemischen Signalübertragung können unterschieden werden:

  • autokrin: Die Zelle signalisiert sich selbst durch eine Chemikalie, die sie synthetisiert und auf die sie dann reagiert. Die autokrine Signalübertragung kann ausschließlich im Zytoplasma der Zelle erfolgen oder durch eine sezernierte Chemikalie, die mit Rezeptoren auf der Oberfläche derselben Zelle interagiert
  • parakrin: chemische Signale, die in den Bereich diffundieren und mit Rezeptoren auf nahegelegenen Zellen interagieren. Beispiele hierfür sind die Freisetzung von Zytokinen, die eine Entzündungsreaktion im Bereich auslösen, und die Freisetzung von Neurotransmittern an Synapsen im Nervensystem.
  • endokrin: Die Chemikalien werden ins Blut ausgeschieden und von Blut und Gewebeflüssigkeiten zu den Zellen transportiert, auf die sie einwirken.

Auf dieser Seite werden die Eigenschaften der endokrinen Signalübertragung untersucht.

Arten von Hormonen

Es gibt zwei Hauptklassen von Hormonen: (1) Proteine, Peptide und modifizierte Aminosäuren und (2) Steroide.

Proteine, Peptide und modifizierte Aminosäuren

Diese hydrophilen (und meist großen) Hormonmoleküle binden an Rezeptoren auf der Oberfläche von "Ziel"-Zellen; das heißt, Zellen, die in der Lage sind, auf die Anwesenheit des Hormons zu reagieren. Diese Rezeptoren sind Transmembranproteine. Die Bindung des Hormons an seinen Rezeptor löst eine Sequenz intrazellulärer Signale aus, die das Verhalten der Zelle verändern (z. B. durch Öffnen oder Schließen von Membrankanälen) oder die Genexpression im Zellkern stimulieren (oder unterdrücken) können, indem die Promotoren und Enhancer der Gene

Dies ist der Ablauf der Ereignisse:

  • Das Hormon bindet an eine Stelle im extrazellulären Teil des Rezeptors.
    • Die Rezeptoren sind Transmembranproteine, die die Plasmamembran 7-mal passieren, wobei ihr N-Terminus an der Außenseite der Zelle freiliegt und ihr C-Terminus in das Zytoplasma hineinragt.
  • Bindung des Hormons an den Rezeptor
    • aktiviert a G-Protein assoziiert mit dem zytoplasmatischen C-terminalen
    • Dies initiiert die Produktion von a "zweiter Bote". Die häufigsten davon sind
      • zyklischer AMP, (Lager) die produziert wird von Adenylylcyclase von ATP
      • Inosit 1,4,5-triphosphat (IP3)
    • Der zweite Botenstoff wiederum initiiert eine Reihe von intrazellulären Ereignissen (hier als kurze Pfeile dargestellt), wie z
      • Phosphorylierung und Aktivierung von Enzymen
      • Freisetzung von Ca2+ in das Zytosol aus den Speichern im endoplasmatischen Retikulum
    • Im Fall von cAMP aktivieren diese enzymatischen Veränderungen die Transkriptionsfaktor CREB (CAMPERE RAntwort element Bindisches Protein).
    • Einmal an seine gebunden Antwortelement 5' TGACGTCA 3' in den Promotoren von Genen, die auf das Hormon reagieren können, aktiviert aktiviertes CREB die Gentranskription.
    • Die Zelle beginnt als Reaktion auf das hormonelle Signal, das sie an ihrer Oberfläche erhalten hat, die entsprechenden Genprodukte zu produzieren.

Steroide

Steroidhormone diffundieren als hydrophobe Moleküle frei in alle Zellen. Ihre "Ziel"-Zellen enthalten jedoch zytoplasmatische und/oder nukleäre Proteine, die als Rezeptoren des Hormons dienen. Das Hormon bindet an den Rezeptor und der Komplex bindet an Hormonreaktionselemente — DNA-Abschnitte innerhalb der Promotoren von Genen, die auf das Hormon ansprechen. Der Hormon/Rezeptor-Komplex wirkt als Transkriptionsfaktor, der Zielgene "an" (oder "aus" schaltet).

Hormonregulation

Die im Blut zirkulierenden Hormonspiegel werden durch drei homöostatische Mechanismen streng kontrolliert:

  1. Wenn ein Hormon die Produktion eines zweiten stimuliert, unterdrückt das zweite die Produktion des ersten. Beispiel: Das follikelstimulierende Hormon (FSH) stimuliert die Freisetzung von Östrogenen aus dem Follikel der Eierstöcke. Ein hoher Östrogenspiegel wiederum unterdrückt die weitere Produktion von FSH.
  2. Antagonistische Hormonpaare. Beispiel: Insulin lässt den Blutzuckerspiegel (Glukose) sinken, wenn er angestiegen ist. Glucagon lässt es steigen, wenn es gefallen ist.
  3. Die Hormonsekretion wird durch dieselbe Substanz erhöht (oder verringert), deren Spiegel durch das Hormon verringert (oder erhöht) wird. Beispiel: steigender Ca .-Spiegel2+ im Blut unterdrückt die Produktion des Parathormons (PTH). Ein niedriger Gehalt an Ca2+ stimuliert es.

Hormontransport

Obwohl einige Hormone einfach im Blut gelöst zirkulieren, werden die meisten an Plasmaproteine ​​gebunden im Blut transportiert. Beispielsweise werden alle Steroidhormone, die stark hydrophob sind, an Plasmaproteine ​​gebunden transportiert.

Übersichtstabelle der menschlichen Hormone
HormonStruktur (1)Hauptquelle
Schilddrüsenstimulierendes Hormon (TSH)Eiweiß (201)Hypophysenvorderlappen
Follikelstimulierendes Hormon (FSH)Eiweiß (204)
Luteinisierendes Hormon (LH)Eiweiß (204)
Prolaktin (PRL)Eiweiß (198)
Wachstumshormon (GH)Eiweiß (191)
Adrenokortikotropes Hormon (ACTH)Peptid (39)
VasopressinPeptid (9)Hypophysenhinterlappen
OxytocinPeptid (9)
Thyrotropin-Releasing-Hormon (TRH)Peptid (3)Hypothalamus
Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH)Peptid (10)
Wachstumshormon-freisetzendes Hormon (GHRH)Peptide (40, 44)
Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH)Peptid (41)
SomatostatinPeptide (14, 28)
DopaminTyrosin-Derivat
MelatoninTryptophan-DerivatZirbeldrüse
Thyroxin (T4)Tyrosin-DerivatSchilddrüse
CalcitoninPeptid (32)
Parathormon (PTH)Eiweiß (84)Nebenschilddrüsen
Eiweiß (251)Knochen
OsteocalcinPeptid (49)
Erythropoietin (EPO)Eiweiß (166)
Glukokortikoide (z. B. Cortisol)SteroideNebennierenrinde
Mineralokortikoide (z. B. Aldosteron)Steroide
Androgene (z. B. Testosteron)Steroide
Adrenalin (Epinephrin)Tyrosin-DerivatNebennierenmark
Noradrenalin (Noradrenalin)Tyrosin-Derivat
Östrogene (z. B. Östradiol)SteroideEierstockfollikel
ProgesteronSteroideGelbkörper und Plazenta
Humanes Choriongonadotropin (HCG)Eiweiß (237)Trophoblast und Plazenta
Androgene (z. B. Testosteron)SteroideHoden
InsulinEiweiß (51)Bauchspeicheldrüse (Langerhans-Inseln)
GlukagonPeptid (29)
SomatostatinPeptide (14, 28)
AmylinaPeptid (37)
Erythropoietin (EPO)Eiweiß (166)Niere
CalcitriolSteroidderivat
Calciferol (Vitamin D3)SteroidderivatHaut
Vorhof-natriuretisches Peptid (ANP)Peptide (28, 32)Herz
GastrinPeptide (z. B. 14)Magen und Darm
SekretinPeptid (27)
Cholecystokinin (CCK)Peptide (z. B. 8)
Fibroblasten-Wachstumsfaktor 19 (FGF19)Eiweiß (216)
InkretinePeptide (z. B. 31, 42)
SomatostatinPeptide (14, 28)
Neuropeptid YPeptid (36)
GhrelinPeptid (28)
PYY3-36Peptid (34)
SerotoninTryptophan-Derivat
Eiweiß (70)Leber
AngiotensinogenEiweiß (485)
ThrombopoetinEiweiß (332)
HepcidinPeptid (25)
BetatrophinEiweiß (193)
LeptinEiweiß (167)Fettzellen (Adipozyten)
Retinol-bindendes Protein 4Eiweiß (~180)
AdiponektinEiweiß (117)
AsprosinEiweiß (140)

Hinweis: Zahlen in Klammern geben die Anzahl der Aminosäuren in dem Protein oder Peptid(en) an.


Schau das Video: Chapter: Hormonal Coordination (Kann 2022).