Hormonsystem

Einführung

Die organisatorische Einheit des endokrinen Systems sind Regelkreise, deren zentrale Koordinationsstelle im Gehirn (Hypothalamus) liegt. Der aktuelle Zustand des Organismus wird dem Hypothalamus auf verschiedenen Wegen mitgeteilt und mit Start eines neuen Regelkreises werden immer wieder Anpassungen vorgenommen.

Die Hormone geben Auskunft über den Zustand eines Drüsenorgans (z.B. Unter- oder Überfunktionen) und wirken auf die Aktivität bestimmter Zielorgane ein. Teilweise besteht auch eine Wechselwirkung zwischen mehreren Drüsen.

Endokrine Drüsen verteilen ihre Hormone meistens über den Blutkreislauf. Einige sehr kurzlebige Hormone (Regulatorsubstanzen) entfalten ihre Wirkung dabei direkt in unmittelbarer Umgebung oder noch innerhalb der ausschüttenden Drüse und werden als parakrin bezeichnet. Bei autokrin wirkenden Hormonen erfolgt eine direkte Rückmeldung zu der hormonbildenden Zelle.

Um letztlich am Zielorgan wirken zu können, besitzen die Zielorgane jeweils spezifische Rezeptoren.

Einteilung

Organe des endokrinen Systems können in zwei Gruppen unterschieden werden. Zum einen die großen endokrinen Drüsen wie Hypophyse, Schilddrüse, Nebenschilddrüsen, Nebennieren und Zirbeldrüse.

Die hormonbildenden Zellen sind hier dicht gelagerte Epithelzellen. Sie bilden oft Zellstränge, -knäuel oder Follikel aus.

Daneben gibt es außerdem Organe mit endokrinen Zellgruppen oder endokrinen Einzelzellen. Bei diesen Organen stehen die endokrinen Funktionen nicht unbedingt im Vordergrund und sie besitzen teilweise noch weitere Funktionen. Zu dieser Gruppe zählen Ovarien, Hoden, Magen-Darm-Trakt, Pankreas, aber auch Thymus, Herz und Niere.

Zirbeldrüse

Die Zirbeldrüse (Glandula pinealis, Epiphyse) nimmt eine Sonderstellung unter den endokrinen Organen ein, da sie primär keine Drüse, sondern ein hormonbildendes Lichtsinnesorgan ist. Es handelt sich um eine stark vaskularisierte neurohämale Region an der Hinterwand des dritten Hirnventrikels, die sich aus dem Zwischenhirn (Diencephalon) entwickelt hat.

Sie ist in das sympathische Nervensystemeingebunden und erhält über Photorezeptorzellen Informationen zur Helligkeit von der Retina. Auf der Basis dieser Informationen schüttet die Zirbeldrüse Melatonin aus und wirkt auf den Schlaf-Wach-Rhythmus und andere zeitabhängige Rhythmen ein.

Melatonin entsteht in den Nachtstunden aus Serotonin und hat unter anderem eine hemmende Wirkung z.B. auf gonadotrope Hormone der Hypophyse. Damit beeinflusst die Zirbeldrüse auch die Entwicklung der Geschlechtsorgane.

Hypothalamus

Der Hypothalamus liegt im Zwischenhirn und ist durch den Hypophysenstiel mit der Hypophyse verbunden. Als zentrale Koordinationsstelle für das Hormonsystem erhält der Hypothalamus umfassende Informationen (Impulse aus verschiedenen Hirnregionen, motorische und sensible oder sensorische Informationen, Botenstoffe anderer Drüsen) aus dem Körper.

Er besteht aus neurosekretorische Zellen in klein- und großzelligen Kernregionen, die auf Grundlage dieser Informationen verschiedene Hormone in die Blutbahn abgeben. Bei den Hormonen des Hypothalamus handelt es sich um zwei Gruppen: Steuer- und Effektorhormone.

Die Steuerhormone werden je nach Wirkung weiter in Releasing- und Inhibiting unterteilt und zu den Effektorhormonen zählen die Vorläuferhormone von ADH und Oxytocin.

Lust auf Abwechslung beim Lernen? Dann schau dir unsere kostenlosen Arbeitblätter an, um das Hormonsystem zu lernen!

Hypophyse

Die Hypophyse (Hirnanhangdrüse, Glandula pituitaria) liegt nahe dem Hypothalamus und besteht aus zwei grundlegend unterschiedlichen Anteilen, der Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen) und der Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen).  

An der Adenohypophyse regulieren die im Hypothalamus gebildeten Hormone die Ausschüttung von glandotropen Hormonen (ACTH, TSH, FSH, LH, Prolaktin) und glandulären Hormonen (Wachstumshormonen). Releasing-Hormone (Liberine) aktivieren hierbei die Produktion und Freisetzung. Inhibiting Hormone (Statine) hingegen hemmen die Ausschüttung z.B. von TSH bei bereits hohem Thyroxinspiegel im Blut.

Die im Hinterlappen gespeicherten Hormone Oxytocin und ADH entstammen aus dem Hypothalamus und werden bei Bedarf in den Blutkreislauf gegeben und wirken auf die glatte Muskulatur oder den Blutdruck ein.

Schilddrüse

Die Schilddrüse (Glandula thyroidea) ist ein schmetterlingsförmiges Organ, das unmittelbar vor der Trachea unterhalb des Kehlkopfes lokalisiert ist.

Histologisch besteht sie aus kleinen Läppchen aus Follikeln, die Jod aus dem Blut aufnehmen und es zur Bildung der Schilddrüsenhormone (Thyroxin (T4), Tetrajodthyronin (T3)) nutzen. Die Schilddrüse in der Lage, diese Hormone zu speichern und erst bei Bedarf ins Blut abzugeben.

Das Signal dazu erhält sie durch das TSH der Hypophyse aufgrund der aktivierenden Hormone des Hypothalamus, die wiederum durch einen sinkenden Thyroxinspiegel ausgeschüttet werden.

Weiterhin produziert die Schilddrüse Calcitonin, das den Calciumeinbau in die Knochen fördert, sowie dessen Resorption aus der Nahrung verringert (Senkung des Calciumspiegels).

Die Hormone der Schilddrüse wirken auf fast alle Organe des Körpers ein und beeinflussen damit den Stoffwechsel, die Hormonausschüttung weiterer Hormondrüsen und den Wärme- und Calciumhaushalt.

Nebenniere

Die Nebennieren (Glandula suprarenalis) befinden sich am oberen Pol der Nieren und bestehen aus den zwei funktionellen Anteilen, Nebennierenmark (Medulla) und -rinde (Cortex).

Die Nebennierenrinde lässt sich mikroskopisch, morphologisch und funktionell weiter in drei unterschiedliche Zonen unterteilen: Zona glomerulosa, fasciculata und reticularis. Sie produziert Gluko- und Mineralokortikoide sowie Geschlechtshormone, welche nach Anregung durch die Hormone der Hypophyse (Ausnahme Mineralkortikoide) freigesetzt werden.

Glukokortikoide tragen als Stresshormone zur Energiebereitstellung (Fett- und Proteinabbau, Glykogenese) bei und hemmen die Immunabwehr sowie Entzündungsprozesse. Die Mineralkortikoide (freigesetzt durch RAAS) wirken direkt in der Niere (parakrin) und nehmen durch Rückresorption von Wasser und Natrium sowie einer vermehrten Calciumsekretion Einfluss auf den Blutdruck.

Die Bildung von Androgenen ist die Voraussetzung zur Herstellung von weiblichen und männlichen Sexualhormonen (Östrogenen und Testosteron) in den Keimdrüsen.

Das Nebennierenmark entspricht in seinem Aufbau einem Ganglion des Sympathikus und wird auch durch diesen gesteuert. Damit ist die Produktion der Hormone Adrenalin und Noradrenalin eng verknüpft.

Eierstock

Die paarig angelegten Eierstöcke (Ovarien) sind der Reil der inneren weiblichen Geschlechtsorgane und liegen im kleinen Becken. Bei der geschlechtsreifen Frau haben sie etwa eine Größe von 3,5 cm x 1,5 cm x 1 cm und wiegen etwa 10 g. Es wird zwischen der größeren Rinde (Cortex ovarii) und dem Mark (Medulla ovarii) unterschieden.

Der Eierstock enthält die, während der frühen Embryonalzeit gebildeten, unreifen Eizellen. Mit einsetzender Geschlechtsreife wird innerhalb eines regelmäßigen Zyklus, durch die hormonelle Einwirkung von Hypothalamus und Hypophyse (FSH und LH), eine Veränderung des Ovars gesteuert. Die in ihm heranreifenden Eizellen produzieren bis zur Ovulation zunehmend Östrogen.

Durch LH-Ausschüttung wird die Ovulation letztlich ausgelöst und die weiblichen Sexualorgane zur Aufnahme von Spermien vorbereitet. Nach der Ovulation entwickelt sich ein Gelbkörper, der Progesteron und eine weitere Östrogenform produziert und zugleich den Hypothalamus und die Hypophyse hemmt (phasenweise Verhinderung einer erneuten Eizellreifung).

Zudem regen diese Hormone die Uterusschleimhaut zur Sekretion an und halten eine eingetretene Schwangerschaft aufrecht. Im Falle einer Nicht-Befruchtung wird der Gelbkörper abgebaut, der Östrogen- und Progesteronspiegel sinkt und die Menstruation wird eingeleitet.

Hoden

Der männliche Hoden (Testes) liegt paarig vor und wird ebenso wie das Ovar durch Hormone (FSH und LH) der Hypophyse gesteuert. Sein Gewebe enthält die Leydig-Zwischenzellen, die das männliche Geschlechtshormon Testosteron bilden sowie die Sertoli-Zellen, die Inhibin und ein Androgen-bindendes Protein (ABP) produzieren.

Nach einer kurzen pränatalen Aktivitätsphase zur Ausbildung der männlichen Geschlechtsteile sind die Leydig-Zwischenzellen bis zur Geschlechtsreife inaktiv. Mit erneuter Aktivierung und Testosteronproduktion wird regelmäßig die Spermatogenese sowie die Ausbildung der Geschlechtsorgane und sekundären Geschlechtsmerkmale gefördert.

In diesem Zusammenhang wirkt Testosteron auch Libido- und Potenzsteigernd. Im Rahmen der Rückkopplung hemmt ein zunehmender Testosteronspiegel die Ausschüttung gonadotroper Hormone.

Pankreas

Das Pankreas (Bauchspeicheldrüse) ist ein 14-18 cm langes und 70-100 g schweres Drüsenorgan im Oberbach. Es ist in unregelmäßige Läppchen unterteilt und hat neben seiner endokrinen Funktion auch eine exokrine. Letztere dient der Bereitstellung verschiedener Verdauungsenzyme.

Die verteilt im Pankreas vorliegenden endokrinen Zellen werden als Inselorgan zusammengefasst. Seine einzelnen Langerhans’schen Inseln produzieren u.a. die Hormone Insulin und Glukagon.

Die Insulinausschüttung bewirkt die Senkung des Blutzuckerspiegels im Blut durch Speicherung von Zucker in der Leber, im Fettgewebe und der Skelettmuskulatur sowie den direkten Abbau des vorhandenen Zuckers bei gleichzeitiger Energiegewinnung (Glykolyse).

Ein niedriger Blutzuckerspiegel bewirkt über den Regelkreis des Hormonsystems (negative Rückkopplung) eine verringerte Insulinausschüttung. Glukagon hat eine antagonistische Wirkung und unterstützt z.B. die Generierung von zusätzlicher Energie aus gespeichertem Zucker in der Leber.

Teste dein neues Wissen mit unserem kurzen Quiz!

Vertiefe dein Wissen über die endokrinen Organe mit folgenden Lerneinheiten: