Hormone erreichen ihre Bestimmungsorte im Körper über die Blutbahn, liegen dort aber in nur sehr geringen Konzentrationen vor. Bereits kleine Schwankungen des Hormonspiegels können dementsprechend gravierende Folgen haben, weshalb eine gute Hormonregulation sehr wichtig ist.
Die Hormonregulation muss dabei nicht nur einige Kenngrößen des Körpers (zum Beispiel den Blutzuckerspiegel) konstant halten, sondern auch auf wechselnde Anforderungen entsprechend reagieren. Aber wie funktioniert dieses exakte System der Hormonregulation? Woher weiß eine Hormondrüse, wie viele Hormone sie wann bilden und ausschütten muss?
Hormonelle Regelkreise im Körper
Der Hormonspiegel im Blut muss laufend überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Die Hormonregulation folgt daher dem Prinzip eines Regelkreises.
Ein Regelkreis ist ein sich selbst steuerndes, geschlossenes System.
In einem Regelkreis gibt es
eine Regelgröße
einen Regler
einen Fühler
eine Stellgröße
und Stellglieder.
In Bezug auf Hormone stellt die Hormonkonzentration oder ein anderer körperlicher Parameter die Regelgröße dar. Der Regler ist die Hormondrüse oder ein der Hormondrüse übergeordnetes Organ. Der Fühler ist die Messvorrichtung des Systems. Es handelt sich dabei um Rezeptoren, welche den Ist-Wert (zum Beispiel die aktuelle Hormonkonzentration) an den Regler weiterleiten. Der Regler vergleicht den Ist-Wert dann mit dem Soll-Wert (zum Beispiel einzustellende Hormonkonzentration).Stimmen die beiden Werte nicht überein, so ergreift der Regler Maßnahmen, um den Ist-Wert dem Sollwert anzugleichen. Überschreitet der Ist-Wert den Soll-Wert, so muss die Hormonfreisetzung gebremst werden und anders herum. Die Stellglieder eines hormonellen Regelkreises sind die Zellen, an denen das Hormon seine Wirkung entfalten soll und die Stellgröße in der Regel die Hormonsekretions-Rate.
Zur Veranschaulichung dient das Prinzip eines Regelkreises am Beispiel der Schilddrüsenhormone:
Im thyreotropen Regelkreis kann der Blutspiegel an Schilddrüsenhormonen als Regelgröße betrachtet werden. Der Ist-Wert ist die aktuelle Konzentration an Schilddrüsenhormonen im Blut, welcher mithilfe des Reglers an den Soll-Wert angepasst werden soll. Der Soll-Wert wird dabei vom Hypothalamus vorgegeben. Des Weiteren gleicht er den Soll-Wert mit dem Ist-Wert ab.Stimmen Ist- und Soll-Wert nicht überein, passt der Hypothalamus die Konzentration der Schilddrüsenhormone an. Ist die Hormonkonzentration zu niedrig, so schüttet der Hypothalamus vermehrt das Hormon TRH aus, wodurch er im Rahmen eines mehrstufigen Systems indirekt die Schilddrüsenhormonkonzentration im Blut steigert.
Regelkreise sind in der Medizin keine Seltenheit. Man findet sie zum Beispiel auch bei der Atmungs- und Blutdruckregulation.
Eine wichtige Voraussetzung innerhalb solcher Regelkreise, die der Regulation der Hormone dienen, ist das Vorhanden sein von Feedbackmechanismen (Rückkopplungsmechanismen):
Bedeutung von Feedback-Mechanismen bei der Hormonregulation
Rückkopplungsmechanismen ermöglichen die genaue Regulation im Rahmen endokriner Regelkreise, denn durch sie können die beteiligten Organe in Interaktion miteinander treten.
Hier wird unterschieden zwischen negativem und positivem Feedback:
- Negatives FeedbackGibt es innerhalb eines hormonellen Regelkreises einen Rückkopplungsmechanismus, so handelt es sich meistens um ein negatives Feedback. Das bedeutet, dass ein Anstieg der Konzentration eines Hormons zu einer reduzierten Ausschüttung desselben oder eines anderen Hormons führt.
Ein Beispiel für ein negatives Feedback findet sich bei der Schilddrüse. Hier führt eine hohe Konzentration an Schilddrüsenhormonen zu einer gehemmten Sekretion von TRH (Thyreotropin-Releasing-Hormon) im Hypothalamus, was indirekt eine Abnahme der Schilddrüsenhormone zur Folge hat.
Die Schilddrüse wird in der Medizin auch gemäß ihres lateinischen Namens als Thyreoidea bezeichnet. Von diesem Begriff leiten sich viele Begriffe im Zusammenhang mit der Schilddrüse ab, zum Beispiel die Hyperthyreose (Schilddrüsenüberfunktion) oder die Schilddrüsenhormone Thyroxin und Triiodthyronin.
- Positives FeedbackEs gibt aber auch Fälle, bei denen eine Erhöhung der Hormone zur gesteigerten Ausschüttung anderer Hormone führt.
Ein Beispiel für diesen Mechanismus ist das Östrogen, welches bei vermehrter Sekretion eine gesteigerte LH-Sekretion aus der Hypophyse nach sich zieht. Das positive Feedback bewirkt einen schnellen Anstieg der Hormonkonzentration. Es kommt zu einer Art Signalverstärkung, die aber auch schnell entgleisen kann. Das liegt daran, dass sich dieses System im Gegensatz zum negativen Feedback nicht selbst hemmt, sondern ein Stoppsignal außerhalb des Regelkreises benötigt.
Hypothalamus-Hypophysen-Achse
Es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten, wie die Zellen unseres Körpers miteinander kommunizieren können:
- Reizweiterleitung über Neurone des Nervensystems
- Signalübertragung mittels der Hormone im endokrinen System.
Damit komplexe Organismen funktionieren können, müssen beide Systeme aber auch in der Lage sein, miteinander zu agieren. Daher gibt es Schnittstellen von Nervensystem und Hormonsystem. Die wichtigste Verbindung zwischen Nervensystem und Hormonsystem ist der Hypothalamus.
Die Kopplung von Nerven- und Hormonsystem ist zum Beispiel relevant für die unterschiedliche Ausschüttung von Sexualhormonen zu bestimmten Jahreszeiten und damit für die saisonabhängige Brunst von vielen Tieren. Hier wird über das Nervensystem die Tageslichtdauer registriert und entsprechend die Hormonausschüttung angepasst.
Im Hypothalamus finden sich neurosekretorische Zellen.
Neurosekretorische Zellen sind Nervenzellen, welche die Reize anderer Nervenzellen empfangen können und als Antwort darauf entsprechend Hormone bilden. Diese Hormone wirken dann auf die Hypophyse, weshalb man sie auch als hypophyseotrope Hormone bezeichnet.
Die Regulation der klassischen Hormone erfolgt nach einem hierarchischen System, wobei der Hypothalamus an der Spitze dieser Rangordnung steht. Zur Verwirklichung seiner Kontrolle produziert er eine Vielzahl an Steuerhormonen. Diese Steuerhormone gelangen über ein hypophysäres Pfortadersystem, also über den Blutweg, zur Adenohypophyse.
Pfortadersystem
Normalerweise verzweigt sich eine Arterie in immer kleiner werdende Gefäße und endet in einem Kapillarnetz, wo das sauerstoffreiche Blut seinen Sauerstoff abgibt. Das sauerstoffarme, venöse Blut sammelt sich dann wieder in kleinen venösen Gefäßen, die in ihrem weiteren Verlauf immer größer werden. Bei einem Pfortadersystem sind nun zwei Kapillarnetze hintereinandergeschaltet.
Die vom Hypothalamus gebildeten Neurohormone werden in zwei Kategorien eingeteilt:
- SteuerhormoneDie Steuerhormone steuern die Hormonbildung anderer Hormondrüsen.
- EffektorhormoneDie Effektorhormone werden in der Neurohypophyse gespeichert und wirken nach ihrer Sekretion direkt auf ihre Zielzellen. Sie gelangen nicht über das hypophysäre Pfortadersystem, sondern über die Nervenfasern in die Hypophyse.
Bei den Steuerhormonen unterscheidet man weiterhin in Liberine und Statine. Liberine oder auch Releasing Hormones (kurz RH) wirken stimulierend auf die Bildung anderer Hormone. Statine oder auch Inhibiting Hormones hingegen wirken hemmend auf die Bildung anderer Hormone.
Hier ist eine Übersicht einiger wichtiger Hormone des Hypothalamus:
| Hormonart | Hormonname | Funktion |
| Liberine | TRH (Thyrotropin-Releasing-Hormon) | stimuliert Ausschüttung von THS |
| GnRH (Gonadotropin-Releasing-Hormone) | stimuliert Ausschüttung von LH und FSH | |
| GHRH (Growth-Hormon-Relealsing-Hormon beziehungsweise Somatoliberin) | stimuliert Ausschüttung von GH bzw. STH | |
| CRH (Corticotropin-Releasing-Hormone) | stimuliert Ausschüttung von ACTH | |
| Statine | GHIH (Growth-Hormone-Inhibiting-Hormone beziehungsweise Somatostatin) | hemmt Ausschüttung von TSH und GH beziehungsweise STH |
| PIH (Prolactin-Inhibiting-Hormone) | hemmt Ausschüttung von Prolaktin | |
| Effektorhormone | ADH (Antidiuretisches-Hormon beziehungsweise Vasopressin) | Rückresorption von Wasser in den Nieren |
| Oxytocin | „Kuschelhormon”, löst Wehen während Schwangerschaft aus, Milcheinschuss |
Dem Hypothalamus unmittelbar untergeordnet ist die Hypophyse. Sie nimmt mit ihren Hormonen wiederum Einfluss auf die peripheren Hormondrüsen.Die Hypophyse lässt sich in zwei Bereiche einteilen:
- NeurohypophyseIn der Neurohypophyse enden Nervenfasern der Nervenzellen des Hypothalamus, welche die Effektorhormone Vasopressin und Òxytcin bilden. Dieser Teil der Hypophyse bildet also selbst keine Hormone, sondern schüttet nur die im Hypothalamus gebildeten Effektorhormone aus und ist daher eigentlich keine endokrine Drüse.
- AdenohypophyseDie Adenohypophyse hingegen ist eine endokrine Drüse. Sie bildet auch Steuerhormone, die dann auf periphere Hormondrüsen wirken, sowie Effektorhormone, die direkt auf ihre Zielzellen wirken.
Hier eine Übersicht der wichtigsten Hormone der Adenohypophyse:
| Hormonart | Hormonname | Funktion |
| Steuerhormone | TSH (Thyroidea-stimulierendes Hormon) | stimuliert Ausschüttung von Schilddrüsenhormonen |
| ACTH (Adrenocorticotropes Hormon) | stimuliert Ausschüttung von Glukokortikoiden | |
| LH (Luteinisierendes Hormon)FSH (Follikel-stimulierendes Hormon) | stimulieren Gonaden beziehungsweise Ausschüttung von Sexualhormonen | |
| Effektorhormone | GH beziehungsweise STH (Growth Hormone, Somatotropin) | Regulation des Wachstums |
| PL (Prolaktin) | Milchproduktion |
Hormonregulation – Beispiel Schilddrüse
Die Hormone der Schilddrüse werden im Rahmen des thyreotropen Regelkreises reguliert, welcher auch als Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse bezeichnet wird.
Die einzelnen Schritte der Hormonregulation der Schilddrüse:
- Der Hypothalamus verarbeitet Reize wie Kälte oder Stress und reagiert darauf mit der Produktion von TRH (Thyreotropin-Releasing-Hormon).
- TRH gelangt dann zur Adenohypophyse und bewirkt dort die vermehrte Bildung von TSH (Thyreoidea-stimulierendes Hormon).
- Über die Blutbahn erreicht TSH die Schilddrüse, welche als Reaktion vermehrt Schilddrüsenhormone (Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4)) ausschüttet.
- Die Schilddrüsenhormone erreichen dann ebenfalls über den endokrinen Weg, also über die Blutbahn, ihre Zielzellen.
Was bewirken Schilddrüsenhormone?
- beschleunigen den Herzschlag
- aktivieren den Kohlenhydrat-, Eiweiß- und Fettstoffwechsel
- erhöhen die Wärmeproduktion
- und vieles mehr.
Insgesamt lässt sich sagen, dass die Schilddrüsenhormone zu einer Erhöhung des Grundumsatzes und des Energieverbrauchs des Körpers führen.
Steigt der Blutspiegel der Schilddrüsenhormone zu stark an, so passt der Hypothalamus seine TRH-Ausschüttung an. Dadurch wird weniger TSH in der Hypophyse gebildet und der Hormonspiegel sinkt. Auch das Hormon Somatostatin des Hypothalamus hemmt die Ausschüttung von TSH.
Im entgegengesetzten Fall, also wenn der Hormonspiegel unter dem Sollwert liegt, produziert der Hypothalamus vermehrt TRH, wodurch die TSH-Konzentration und auch die Schilddrüsenhormonkonzentration im Blut ansteigt.
Hormonregulation – Störungen
Nicht immer funktioniert die Hormonregulation einwandfrei. Die Ursachen solcher Störungen der Hormonregulation sind vielfältig, zum Beispiel können Tumore oder Medikamente ursächlich sein. Erkennen lässt sich eine Störung der Hormone nicht immer leicht, da die Symptome (zum Beispiel Müdigkeit oder Stimmungsschwankungen) oft nicht eindeutig zuzuordnen sind und außerdem von Hormon zu Hormon stark variieren.
Helfen können bei der Diagnosestellung sogenannte Immunoassays. Das sind Labortests, welche auf Antikörper-Antigen-Bindungen beruhen und eine Bestimmung der Hormonkonzentration im Blut ermöglichen.
Da Hormone in einen Regelkreis eingebunden sind, kann die Beeinträchtigung eines Gliedes dieses Regelkreises die ganze Hormonregulation durcheinanderbringen.
Liegt zum Beispiel eine angeborene Hypophyseninsuffizienz vor, also eine Unterfunktion der Hypophyse, so wirkt sich das auf die gesamte Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse aus. Diese äußert sich als Schilddrüsenunterfunktion, obwohl die Schilddrüse selbst gesund ist.
Hormonregulation - Das Wichtigste auf einen Blick
- Die Hormonregulation wird durch Regelkreise gesteuert.
- Negative Feedbackmechanismen sind ein wichtiges Instrument bei der Hormonregulation.
- Viele Hormone werden über das Hypothalamus-Hypophysen-System gesteuert.
- Ist die Hormonregulation an einem Punkt des Regelkreisen gestört, so kann das Auswirkungen auf die restlichen Größen des hormonellen Regelkreises haben.
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Häufig gestellte Fragen zum Thema Hormonregulation
Was ist ein hormoneller Regelkreis?
In einem hormonellem Regelkreis wird die Ausschüttung der Hormone genau gesteuert. Es handelt sich dabei um ein geschlossenes System.
Was reguliert die Hormone?
Hormone werden durch Regelkreise reguliert. In vielen dieser Regelkreise sind Hypothalamus und Hypophyse miteingebunden. Man spricht daher im Bezug auf solche Systeme auch von einer Hypothalamus-Hypophysen-Achse.
Welches Organ reguliert den Hormonhaushalt?
Es gibt nicht nur ein Organ, welches den Hormonhaushalt steuert. An der Hormonregulation sind stattdessen zum Beispiel über Feedbackmechanismen viele Organe beteiligt. Hypothalamus und Hypophyse nehmen besonders oft Einfluss auf die Steuerung des Hormonhaushaltes.
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