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Endokrine Kontrolle: Gewebe und Hormone
Dr. D. Wegener, Tierphysiologie SoSe 2007, ISTAB
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Untersuchungsmethoden
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Läsionsstudien Beobachtung der Veränderung physiologischer Prozesse bei Entnahme endokrinen Gewebes. Beispiel Kastration: - Reproduktionsunfähigkeit, während früher Entwicklungszeitpunkte Induktion anatomischer und morphologischer Änderungen - partielle Umkehrbarkeit der Effekte durch Transplantation - Charakterisierung der Substanzen durch Purifizierungstechniken u.ä. Radioimmunoassay-Studien Verwendung von radioaktiv markierten Antigenen zur Detektion chemischer Substanzen im Blut Äußerst empfindliche Methode, d.h. nutzbar zur Nachweisung geringster Konzentrationen Rosalyn Yalow, *1921 Nobelpreis 1977 Radioaktive Markierung endokriner Substanzen
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Die wichtigsten endokrinen Organe
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Epiphyse Hypothalamus Herz Hypophyse Leber Schilddrüse Haut Nebenschilddrüse Thymus Nieren Bauchspeicheldrüse Ovarien Hoden
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Funktion von Hormonen _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Hormone erhalten die Konstanz des internen Milieus. Sie regulieren z. B. die Rate, mit der Kohlenhydrate, Proteine, Fette, Elektrolyte und Wasser in das Gewebe aufgenommen oder von diesem abgegeben werden. Auf diese Weise erhalten sie die Homöostase. Hormone spielen eine morphogenetische Rolle. Sie haben regulatorische Funktion in Wachstums-, Differenzierungs- und Entwicklungsprozessen. Beispiele: - Regulation der Aktivität von Enzymen - Regulation der Genexpression - Regulation von Transmembranprozessen - Regulation der Freisetzung anderer Hormone
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Hormone: Klassische Definition
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Bildung: Inkretorische Drüsenzellen Transport: Blut Wirkung: Rezeptoren an Zielzellen
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Hormone: Moderne Definition
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Hormone sind Signalsubstanzen
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Exokrine Hormone _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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Endokrine Signalwege _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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Funktion von Hormonen _________________________________________________________________________ - Viele Hormone mit ähnlichen oder identischen Wirkungen in allen Wirbeltierklassen (Bsp. Testosteron, Östrogen) Andere mit unterschiedlichen Wirkungen (Bsp. Prolactin)
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Die wichtigsten endokrinen Organe und Hormone
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Epiphyse Melatonin: Körperrhythmen, Sexuelle Reifung Hypothalamus Regulation der Hypophyse Hypophyse - Vorderlappen - Hinterlappen Wachstumshormone, LH, FSH, Prolaktin, TSH Oxytocin, Vasopressin, Dopamin Schilddrüse T3, T4 (Thyroxin): Wachstum, Hirnentwicklung, Energiestoffwechsel Nebenschilddrüse PTH, PH: Plasmakonzentration an Calcium + Phosphat Thymus Thymopoietin: T-Lymphozyten-Funktion Nieren Renin, Erythropoietin: Blutdruck, Erythrozyten Nebennieren Cortisol, (Nor)Adrenalin, Androgene: Stress, Cardiovaskuläre Funktionen, Immunabwehr, Geschlechtstrieb Insulin, Glucagon, Somatostatin: Organischer Metabolismus, Blutzucker Bauchspeicheldrüse GI-Trakt Gastrin, Secretin, Somatostatin u.w.: Kontrolle der gastrointestinalen Funktionen, Leber, Galle Ovarien Östrogen, Progesteron, Inhibin: Uterusschleimhaut, Brustwachstum, Milchproduktion Hoden Testosteron, Inhibin: Wachstum und Entwicklung primärer und sekundärer Sexualorgane und -merkmale
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Neuronale Kontrolle _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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Neuronale Kontrolle Hypothalamische Hormone, die über
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Hypothalamische Hormone, die über die NEUROHYPOPHYSE freigesetzt werden: Vasopressin (ADH) Oxytocin Dopamin PRF (Prolaktin Releasing Factor)
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Neuronale Kontrolle Hypothalamische Hormone, die auf
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Hypothalamische Hormone, die auf die ADENOHYPOPHYSE wirken: Hypophysiotrope Hormone
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Hormonklassen Drei Klassen von Hormonen:
___________________________________________________________________________________ Drei Klassen von Hormonen: Peptidhormone (in Plasmamembran) Steroidhormone (intrazelluläre Rezeptoren, i.A. im Zellkern) Thyrosin-Derivate
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Hormonklassen Peptidhormone:
___________________________________________________________________________________ Peptidhormone:
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Hormonklassen Steroide:
___________________________________________________________________________________ Steroide:
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Hormonklassen Tyrosin-Derivate:
___________________________________________________________________________________ Tyrosin-Derivate:
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Hormone: Lipidlöslichkeit
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Lipid- Löslichkeit Steroidhormone Tyrosin – Derivate Thyroid- (Schilddrüsen-) Hormone Katecholamine Peptidhormone (Proteohormone)
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Hormone: Sonstige Charakteristika
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Lipophil Lipophob Keine Speicher Speicherung Granula Plasmaproteine Transport Frei Stunden bis Tage Halbwertszeit Minuten Zytosol oder Kern Rezeptor Membran Transkription langfristig Second messenger kurzfristig Zelluläre Effekte
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Lipophobe Hormone: Second-Messenger Systeme
Lipophile Hormone (Steroide und Thyroid-Hormone) _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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Lipophobe Hormone: Second-Messenger Systeme
Lipophobe Hormone (Peptidhormone und Katecholamine) _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Entwickeln ihre zellulären Effekte zumeist über Second messenger Systeme Beispielhafte, wichtige Vertreter: cAMP-System Phosphatidylinositol-System
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Lipophobe Hormone: Second-Messenger Systeme
Lipophobe Hormone: 1) Adenylatzyklase / cAMP - System _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Gs b g GDP Hormon-Rezeptor b g P GTP Gs Gs Adenylatzyklase GTP ATP cAMP Proteinkinase Gs b g P GDP Zielprotein Phosphorylierung P Zelluläre Effekte
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Lipophobe Hormone: Second-Messenger Systeme Kaskaden-Effekt
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Anzahl der Moleküle 1 Hormon-Rezeptor-Komplex Aktive Adenylatzyklase cAMP Aktive Proteinkinase Phosphorylierte Enzyme Produkte Adenylatzyklase cAMP Proteinkinase Zielprotein P
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Lipophobe Hormone: 2) Inositolphospholipid-System
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Ca2+ Ca2+-Kanal Rezeptor G-Protein PLC PIP2 DAG IP3 Gs b g PKC + IP3 Endoplasmatisches Reticulum Ca2+ Antwort der Zelle auf das Hormon
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Rezeptoren mit intrinsischer PK-Aktivität
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Hormon-Bindung an den Rezeptor aktiviert eine Proteinkinase, die ihrerseits die Phosphorylierung intrazellulärer Proteine bewirkt. Bsp.: Insulin-Rezeptor
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X Hormonantagonismus Agonist (Hormon) Acetylcholin Tubocurare
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Agonist (Hormon) Tubocurare Acetylcholin extrazellulär intrazellulär Membran Rezeptor X Antagonist Signal
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X Hormonantagonismus Aminophosphonovalerat Agonist (Hormon) Glutamat
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Aminophosphonovalerat X extrazellulär intrazellulär Membran Rezeptor Antagonist Agonist (Hormon) Signal Glutamat
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X Hormonantagonismus Antagonist extrazellulär Membran Rezeptor
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ extrazellulär intrazellulär Membran Rezeptor Antagonist Signal X Phenytoin
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Pathologische Effekte
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Hyposekretion: Zu geringe Konzentration eines Hormons Hypersekretion: Zu honhe Konzentration eines Hormons Hyper- / Hyporesponsiveness: Über-/Unterempfindlichkeit der Zielzellen Nichtvorhandensein oder Defizienz eines Rezeptors Beeinflussung der nachgeschalteten Signalkaskade Nichtvorhandensein oder Defizienz Hormon-aktivierender Enzyme Überhöhte Ausbildung von Rezeptoren oder anderer am Signalweg beteiligter Enzyme oder Hormone
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