Gewebshormone (Zellhormone) - Arten, Funktion und Vorkommen

Grafik Gehirn Neurologie in blau

Man unterscheidet z.B. Histamin, Angiotensine sowie Gase mit Signalfunktion

Als Gewebshormone bezeichnet man Hormone, die unmittelbar an ihrem Wirkungsort gebildet werden. Dazu gehören zum Beispiel Histamin, Serotonin, Kinine, Angiotensine und Eikosanoide.

Gewebshormone werden auch Zellhormone oder Lokal-Hormone genannt. Gemeint sind damit hormonell aktive Substanzen, die entweder direkt an ihrem Wirkungsort oder in dessen unmittelbarer Nähe entstehen.

Gewebshormone bilden sich in spezialisierten Einzelzellen. Diese können sich über ein Gewebe verteilen.

  • Während endokrine Hormone über den Blutkreislauf zu ihren Organen gelangen,
  • ist dies bei parakrinen Hormonen durch Diffusion (Ausbreitung oder Verstreuung) der Fall.

Zu den Rezeptoren der Zielzellen wandern die Gewebshormone aus dem Interstitium (Zwischenraum) des Funktionsbereiches. Dabei brauchen sie nicht die Blutbahn zu durchqueren.

Arten von Gewebshormonen

Man unterscheidet zwischen unterschiedlichen Arten von Gewebshormonen. So gibt es

  • biogene Amine wie Histamin und Serotonin
  • Kinine (Kininogene)
  • Peptidhormone wie Angiotensine
  • Eikosanoide sowie
  • Gase mit Signalfunktion.

Funktionen

Zu den unterschiedlichen Funktionen der Gewebshormone zählen beispielsweise

  • die Regulierung des Körperwachstums
  • die Erhaltung des hormonellen Gleichgewichts
  • die Übermittlung des Schmerzempfindens
  • der Aufbau der Magenschleimhaut
  • die Vermeidung von Thrombosen und Embolien
  • die Senkung des Augeninnendrucks
  • eine bessere Bewältigung von Stress
  • die Reduzierung des Hungergefühls und
  • die Regulierung der Körpertemperatur.

Im Folgenden gehen wir etwas näher auf die unterschiedlichen Gewebshormone ein.

Biogene Amine

Biogene Amine werden im Stoffwechsel des Menschen durch enzymatische Decarboxylierung gebildet. Ähnlich wie Ammoniak reagieren die primären Amine basisch als Protonenakzeptoren.

Meist handelt es sich bei biogenen Aminen um Synthesevorstufen von Hormonen oder Alkaloiden. Doch auch als Bausteine für die Synthese von Vitaminen, Co-Enzymen und Phospholipiden dienen sie.

Manche biogenen Amine fungieren zudem als Neurotransmitter. Zwei bedeutende biogene Amine sind Histamin und Serotonin.

Histamin

Als Histamin bezeichnet man einen Naturstoff, der auch im menschlichen Organismus als Gewebshormon und Neurotransmitter fungiert. Im menschlichen Körper kommt das biogene Amin vor allem

vor. Außerdem findet sich Histamin in erhöhter Konzentration in bestimmten Zelltypen wie den ECL-Zellen der Magenschleimhaut, den Mastzellen sowie den basophilen Granulozyten.

Vorkommen in der Nahrung

Doch auch in verschiedenen Lebensmitteln sind Histamine enthalten. Dazu gehören beispielsweise

Entstehung

Zur Entstehung von Histamin im menschlichen Organismus kommt es durch Decarboxylierung, die aus der Aminosäure Histidin erfolgt. Für die Katalysierung der Umwandlung ist das Enzym Histidindecarboxylase (HDC) zuständig.

Durch HNMT (Histamin-N-Methyltransferase wird das Histamin zu N-Methylhistamin metabolisiert. Aber auch eine Umwandlung in Imidazolessigsäure durch Diaminooxidase (DAO) ist möglich.

Funktionen

Histamin nimmt im menschlichen Organismus mannigfaltige Funktionen wahr. Von besonderer Bedeutung ist dabei seine Beteiligung an Abwehrreaktionen.

Eine wichtige Rolle spielt das Gewebshormon auch bei der Symptomatik von Asthma bronchiale und Allergien. Des Weiteren ist Histamin eine Mediatorsubstanz bei Verbrennungen und Entzündungen. Das heißt, dass es zu Schmerzen, Juckreiz und Muskelkontraktionen führt.

Im Magen-Darm-Trakt hat Histamin einen Anteil an der Regulierung der Magensäureherstellung sowie der Motilität. Außerdem wirkt es sich auf das Herz-Kreislaufsystem und das zentrale Nervensystem (ZNS) aus. Es stimuliert die Muskelkontraktion sowie die Erweiterung der Gefäße.

Überdosierung und Mangel

Die Grenze der Verträglichkeit von Histamin wird bei etwa 10 Milligramm angesetzt. Durch größere Mengen besteht die Gefahr einer Vergiftung und von Beschwerden wie

Kopfschmerzen als mögliches Symptom von Überdosierung von Histamin
Kopfschmerzen als mögliches Symptom von Überdosierung von Histamin

Durch die Gabe von Histamin wird die Gefäßdurchlässigkeit angeregt - es fließt Flüssigkeit aus den Kapillaren hinein in das Gewebe; auf diese Weise kann eine allergische Reaktion verhindert werden. Die Wirkung des Histamins auf einen äußeren Reiz, z.B. nach einem Insektenstich, erfolgt in einer dreifachen Reaktion: Juckreiz und Anschwellen der entsprechenden Stelle, Rötung der Stelle und Rötung des umgebenden Bereiches.

Mitunter kann es zu einer Überempfindlichkeit auf Histamin kommen, die mit einer fehlerhaft gesteuerten Ausschüttung des Hormons begründet werden kann. Durch die angeregte Muskelkontraktion kann es zu verschiedenen Störungen kommen; beispielsweise entstehen bei einem übermäßigen Muskeltonus der Atemwege Verengungen, was zu Luftnot führt.

Ein Mangel an Histamin kann gleichzeitig zu einem Mangel an Melatonin führen und den Fettstoffwechsel im Hirn senken; es kommt dadurch zu einer erhöhten körperlichen Belastung. Mitunter ist auch eine Senkung des Folsäurespiegels möglich.

Verwendung als Medikament

Als Arzneimittel wird Histamin zur Behandlung einer seltenen Krebsform, der akuten myeloischen Leukämie eingesetzt. Dabei kombiniert man es mit Interleukin-2. Außerdem lässt sich das Gewebshormon zur Diagnose von Allergien und Atopien verwenden.

Serotonin

Ein weiteres biogenes Amin ist Serotonin, das auch als Enteramin oder 5-Hydroxytryptamin bezeichnet wird. Zu finden ist es

  • im Blut, im Darmnervensystem
  • im zentralen Nervensystem sowie
  • im Herz-Kreislauf-System.
Serotonin ist vorallem zu finden im Herz-Kreislauf-System
Serotonin ist vorallem zu finden im Herz-Kreislauf-System

Seinen Namen erhielt das Serotonin, weil es auf den Blutdruck wirkt. So ist es ein Bestandteil des Serums, von dem die Spannung der Blutgefäße reguliert wird. Darüber hinaus hat es Auswirkungen auf die Übertragung von Signalen im zentralen Nervensystem und die Magen-Darm-Tätigkeit.

Entstehung

Gebildet wird Serotonin durch Hydroxylierung und Decarboxylierung aus Tryptophan, einer Aminosäure. Beteiligt an diesem Vorgang sind die Enzyme Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase und Tryptophanhydroxylase. Ein Zwischenprodukt entsteht in der Aminosäure 5-Hydroxytryptophan.

Die Bildung von Serotonin erfolgt in erster Linie in den enterochromaffinen Zellen der Darmmukosa. Aber auch im Gehirn findet eine Synthetisierung statt. Gespeichert wird das Serotonin in Vesikeln in den Endknöpfchen der Neuronen.

Vorkommen in der Nahrung

Serotonin ist auch in einigen Nahrungsmitteln enthalten, darunter

Eine Wirkung des Hormons im Gehirn durch die Nahrungsaufnahme ist allerdings nicht möglich, da Serotonin auf diesem Weg die Blut-Hirn-Schranke nicht überschreiten kann.

Wirkung

Serotonin hat Auswirkungen auf verschiedene physiologische Abläufe. So ist es an

  • der Schlafsteuerung
  • dem Schmerzempfinden
  • dem Sexualverhalten
  • der Leistung des Gedächtnisses
  • der Thermoregulation und
  • dem Essverhalten

beteiligt. Weiterhin werden von dem Gewebshormon auch emotionale Vorgänge wie Angst und Aggressionen beeinflusst. Außerhalb des zentralen Nervensystems hat Serotonin Anteil an

  • der Senkung des Blutdrucks
  • der Steigerung der Darmperistaltik sowie an
  • einer verstärkten Aktivität der Thrombozyten.

Im Auge ist es wichtig für die Regulierung des Augeninnendrucks.

Mögliche Störungen und Erkrankungen

Ein Serotoninmangel kann im Falle von Depressionen vorliegen, ebenso bei bestimmten Angststörungen sowie im Falle von Aggrressionen. Die Impulskontrolle im Hirn wird durch den Mangel negativ beeinflusst, was zu den Beschwerden führt.

Ein Mangel kann auch bei Übergewicht vorliegen - das Hormon hat eine appetithemmende Wirkung. Schwankungen der Serotoninwerte können beispielsweise im Falle von Migräne bzw. kurz vor der Schmerzattacke vorliegen; auch hier sinkt der Wert. Es wird zudem vermutet, Serotonin könne das Risiko eines Reizdarms erhöhen.

Beim Karzinoidsyndrom, bestimmten Tumoren, liegt ein Serotoninüberschuss vor. Der Tumor stellt Serotonin her, was in Folge zu Atemnot, Durchfall und Bluthochdruck führen kann.

Kinine (Kininogene)

Kinine gehören zu den Gewebshormonen und stellen biologisch aktive Oligopeptide dar. Wichtige Kinine sind Kallidin und Bradykinin.

Entstehung der Kinine

Gebildet werden Kinine durch Kallikrein aus ihren inaktiven Vorstufen, den Kininogenen. Bei dem Kininsystem, auch Kinin-Kallikrein-System genannt, handelt es sich um ein System aus Blutproteinen.

Dieses System ist für zahlreiche biologische Vorgänge sehr wichtig. Dazu gehören

Wichtige Mediatoren der Kinine sind Bradykinin und Kallidin, die auf viele Zelltypen wirken.

Funktionen von Kininen

Zu den Aufgaben der Kinine gehören die Regulierung der Gefäßdurchlässigkeit und der Gefäßweite. Ferner wird vermutet, dass sie für die Aktivitäten von glattmuskulären Organen zuständig sind. Außerdem haben sie Anteil an der Erregung von sensiblen Strukturen sowie an der Entstehung von Entzündungen und Schocks.

Vertreter der Kinine

Das Kininsystem setzt sich aus verschiedenen großen Proteinen und Polypeptiden zusammen. Ebenfalls beteiligt sind einige Enzyme, deren Funktion darin besteht, die Substanzen entweder zu aktivieren oder zu deaktivieren.

Zu den Kininen gehören

  • Bradykinin (BK)
  • Neurokinin
  • Harnkinin
  • Kolostkinin und
  • Lysylbradykinin.

Bei den Proteinen handelt es sich um das hochmolekulare Kininogen (HMW-Kininogen) und das niedermolekulare Kininogen (LMW-Kininogen). Sie stellen Vorläufer der Polypeptide dar.

Gebildet wird das hochmolekulare Kininogen von Leber und Präkallikrein. Das HMW-Kininogen hat keinerlei intrinsische katalytische Wirkung.

Es fungiert vor allem als Co-Faktor bei Entzündungen und Blutgerinnung. Zuständig für die Entstehung des niedermolekularen Kininogen sind diverse lokale Gewebe.

Zur Produktion von Bradykinin kommt es durch die Freisetzung aus HMW-Kininogenen. Diese Freisetzung erfolgt durch Kallikrein.

Bei Bradykinin handelt es sich um ein Nonapeptid. Kallidin, das ein Decapeptid ist, bildet sich durch Gewebekallikrein aus niedermolekularen Kininogenen.

Zu den Enzymen, die wichtig für das Kininsystem sind, gehören

  • Kallikreine wie Plasmakallikrein und Gewebekallikrein
  • ACE (Angiotensin Converting Enzyme)
  • neurale Endopeptidase sowie
  • Carboxypeptidasen.

Peptidhormone

Peptidhormone zählen zu den Proteohormonen, werden aber aus weniger Aminosäuren zusammengesetzt und gelten chemisch als Peptide, bei denen es sich um kurzkettige Eiweiße handelt. Peptidhormone bestehen aus mehreren Aminosäuren und verfügen über hydrophile Eigenschaften.

Wichtige Peptidhormone sind

  • Insulin
  • HGH (Human Growth Hormone)
  • ANP (Atriales Natriuretisches Peptid)
  • Somatotropin
  • Glucagon sowie
  • die Angiotensine.
Insulingewinnung der Bauchspeicheldrüse grafisch dargestellt
Insulingewinnung der Bauchspeicheldrüse grafisch dargestellt

Angiotensine

Zu den Peptidhormonen zählen die Angiotensine, die als Gewebshormone gelten. Gebildet werden sie in der Leber, in der sie aus Angiotensinogen durch eine enzymatische Spaltung entstehen.

Zu den Angiotensinen gerechnet werden Angiotensin I und Angiotensin II. Das Prohormon Angiotensin I ist wichtig für die Regulation des Wasser- und Elektrolythaushaltes.

Durch das Enzym ACE kommt es zur Umwandlung in Angiotensin II. Erst nach dieser Umwandlung wird das Prohormon wirksam.

Zu den Wirkungen von Angiotensin II gehören

  • die Kontraktion der glatten Gefäßmuskulatur
  • die Steigerung der Natriumresorption
  • die Sekretion des antidiuretischen Hormons (ADH) sowie
  • die Stimulierung der Synthese von Aldosteron.

Darüber hinaus regt es den Appetit auf Salz an, was wiederum zu vermehrtem Durst führt. Auf diese Weise kommt es zur Steigerung des Blutdrucks.

Eikosanoide

Bei Eikosanoiden oder Eicosanoiden handelt es sich um Verbindungen, die von mehrfach ungesättigten Fettsäuren abgeleitet werden. Die Eikosanoide sind hormonähnliche hydrophobe Substanzen, die an verschiedenen physiologischen Vorgängen beteiligt sind.

Funktionen der Eikosanoide

Die Eikosanoide zählen zu den Lokalhormonen und sind Gewebemediatoren. Sie fungieren als Immunmodulatoren und Neurotransmitter und haben Anteil an verschiedenen Vorgängen im Organismus. So sind sie an

  • Entzündungen
  • Schmerzen
  • Fieber
  • Allergien und
  • der Blutgerinnung

beteiligt. Da es sich bei den Eikosanoiden um extra- und intrazelluläre Signalstoffe handelt, lassen sie sich in jeder Zelle herstellen.

Einteilung und Vertreter der Eikosanoide

Das Grundgerüst aller Eikosanoiden bildet die Prostansäure. Man unterscheidet drei verschiedene Serien von diesen Hormonen:

  • Serie 1 hat eine entzündungshemmende Wirkung und wird aus Dihomogammalinolensäure (DGLA) hergestellt; man bezeichnet die dazugehörigen Eikosanoide oftmals als gute Eikosanoide
  • Serie 2 enthält böse Eikosanoide; sie wird aus Arachidonsäure (AA) synthetisiert und bewirkt eine Schmerzleitung sowie Entzündungsreaktionen
  • Serie 3 wird von Eicosapentaensäure (EPA) abgeleitet; sie gilt als Gegenspieler von Serie 2 und wirkt entzündungshemmend

Die größte Bedeutung wird den Eikosanoiden der Serie 2 beigemessen, auch wenn diese entzündungsfördernde Substanzen enthält. Diese Entzündungen dienen jedoch der körperlichen Abwehrreaktion und sind daher sehr wichtig.

Eikosanoide unterteilt man in verschiedene Substanzgruppen. Dazu gehören

  • Prostaglandine
  • Thromboxane
  • Leukotriene und
  • Prostazyklin.

Sie alle haben eine gemeinsame Grundstruktur und wirken über G-Protein-gekoppelte Membranrezeptoren.

Stickstoffmonoxid - Gas mit Signalfunktion

Bei Stickstoffmonoxid (NO) handelt es sich um ein Molekül, das sich aus einem Stickstoff- und einem Sauerstoffatom zusammensetzt. Diese sind über eine Doppelbindung miteinander verknüpft.

Bei der Regulation der Blutgefäßerweiterung spielt Stickstoffmonoxid eine wichtige Rolle. In seinem Wirkungsmechanismus lässt es sich mit einem Gewebshormon vergleichen.

Herstellung

Hergestellt wird Stickstoffmonoxid aus Arginin durch Nitroxid-Synthese. Seine Freisetzung erfolgt durch eine Bindung von

  • Histamin
  • Endothelin-1 oder
  • ATP

an die H1-Rezeptoren des Gefäßendothels. Aber auch eine Freisetzung durch parasympathische Reize ist möglich. Diese setzen Acetylcholin frei, das wiederum durch eine Bindung an M-Rezeptoren von bestimmten Zellen eine Freisetzung von Stickstoffmonoxid bewirkt. Eine andere Option ist das unmittelbare Freisetzen von Stickstoffmonoxid aus VIP- und NO-freisetzenden Neuronen beim Schlucken.

Wirkung

Stickstoffmonoxid hat verschiedene physiologische Wirkungen. So ist es wichtig für die Erweiterung der Blutgefäße und die Durchblutungsregulierung am Herzen oder in der Skelettmuskulatur. Außerdem ist es an der unspezifischen Immunabwehr beteiligt.

In der Herzchirurgie setzt man Stickstoffmonoxid zur Behandlung eines erhöhten pulmonaren Drucks ein. Da Stickstoffmonoxid rasch wirkt, eignet es sich gut als Gegenmaßnahme bei lebensbedrohlichen Komplikationen.

Grundinformationen zu Hormonen

War der Artikel hilfreich?

Fehler im Text gefunden?

Bitte sagen Sie uns, warum der Artikel nicht hilfreich war:

Um die Qualität unserer Texte zu verbessern, wären wir Ihnen dankbar, wenn Sie uns den/die konkreten Fehler benennen könnten:

Kategorien:

Quellenangaben

  • Bildnachweis: the brain © ktsdesign - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: hangover, headache, pain © Leah-Anne Thompson - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Blood Heart Circulation © freshidea - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Bauchspeicheldrüse. Insulingewinnung © Henrie - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: magenschleimhaut © Sebastian Kaulitzki - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: gehirn © axel kock - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: lunge mit bronchien © sebastian kaulitzki - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: querschnitt der haut © Sebastian Kaulitzki - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Delicious close-up of chocolate © Yuri Arcurs - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: cheese and wine © crolique - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Nahaufnahme von frischen Tomaten © Birgit Reitz-Hofmann - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: glass of red wine on white © robynmac - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: slit pineapple © Valentin Mosichev - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: banana © April D - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: coquille de noix © luc gillet - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: sezione del cuore © Albix - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: terrible headache © Renee Jansoa - www.fotolia.de
  • Bildnachweis: Tonsils - Angina Pectoris © decade3d - www.fotolia.de

Autor:

Paradisi-Redaktion - Artikel vom (zuletzt überarbeitet am )

Weitere Artikel zum Thema