Peptid- und Steroidhormone

Neben dem Nervensystem übermitteln auch Hormone Informationen zwischen weit voneinander entfernten Zellen.

• Hormon:chemischer Botenstoff, der schon in sehr geringer Konzentration wirkt und in anderen Zellen Reaktionen auslöst.
• Hormondrüse:Organ oder Zellgruppe aus Drüsenzellen, die Hormone bilden und direkt ins Blut abgeben (sezernieren), z. B. Nebenniere, Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse, Schilddrüse.
• Transport:Das Blut verteilt die Hormone im ganzen Körper; fettlösliche Hormone sind dabei überwiegend an Transportproteine gebunden.
• Zielzelle:Zelle mit einem passenden Hormonrezeptor. Nur sie reagiert (Spezifität nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip); verschiedene Zielzellen können auf dasselbe Hormon unterschiedlich antworten.
• Peptidhormone:aus Aminosäuren aufgebaut und hydrophil; sie können die Lipiddoppelschicht nicht durchqueren. Beispiele: Insulin, Glucagon, ADH (Adiuretin). Adrenalin ist kein Peptid, verhält sich als hydrophiles Hormon aber genauso.
• Steroidhormone:aus Cholesterin gebildet und lipophil; sie diffundieren durch die Lipiddoppelschicht. Beispiele: Cortisol, Aldosteron, Testosteron, Östradiol.

Ob ein Hormon an der Membran oder im Zellinneren andockt, hängt von seiner Löslichkeit ab.

• Membranrezeptor:Hydrophile Hormone binden außen an einen Rezeptor in der Zellmembran; das Hormon selbst bleibt außerhalb der Zelle (first messenger).
• cAMP-Weg:Bei vielen dieser Hormone, z. B. Glucagon, ADH und Adrenalin, aktiviert der Rezeptor ein G-Protein, dieses die Adenylatcyclase; sie bildet aus ATP viel cAMP als second messenger.
• Kinase-Kaskade:cAMP aktiviert die Proteinkinase A. Kinasen übertragen Phosphatgruppen auf weitere Enzyme und aktivieren sie; jede Stufe vervielfacht das Signal (Verstärkung).
• Beispiel Leberzelle:Über die Kaskade wird das Enzym Glykogenphosphorylase aktiviert; Glykogen wird zu Glucose abgebaut — innerhalb von Sekunden bis Minuten.
• Intrazellulärer Rezeptor:Steroidhormone lösen sich vom Transportprotein, diffundieren durch die Membran und binden an einen Rezeptor im Cytoplasma oder im Zellkern.
• Transkriptionsfaktor:Der Hormon-Rezeptor-Komplex bindet im Zellkern an bestimmte DNA-Abschnitte und schaltet Gene an oder ab; neue mRNA und neue Proteine entstehen (Genexpression).
• Zeitverlauf:Steroidhormone wirken erst nach Stunden, dafür lange anhaltend, weil die neu gebildeten Proteine eine Zeit lang bestehen bleiben.

Wähle ein Hormon und tippe zuerst: Sitzt sein Rezeptor an der Membran oder im Zellinneren, und wirkt es schnell oder langsam? Starte dann mit ▶ und vergleiche deinen Tipp mit dem Weg durch die Zielzelle.

Halte fest: Hydrophile Hormone wie Glucagon und Adrenalin bleiben außerhalb der Zielzelle und lösen über cAMP eine Kinase-Kaskade aus — die Wirkung setzt nach Sekunden ein und wird stark verstärkt. Lipophile Steroidhormone wie Cortisol und Aldosteron gelangen bis in den Zellkern und verändern die Transkription — die Wirkung setzt erst nach Stunden ein, hält aber lange an. (Vereinfachte Darstellung; die Zahl der Moleküle je Stufe ist ein Modell.)