Hormone sind körpereigene Wirkstoffe, die als chemische Botschafter zwischen den Organen lebenswichtige Signale transportieren und spezifische Vorgänge in Gang setzen. Sie sorgen für die Entstehung neuen Lebens, für stürmische Frühlingsgefühle, aber auch für Verdauung und Schlaf.
Den Begriff Hormone (altgriechisch hormaen = antreiben, erregen) hat 1905 der englische Physiologe Ernest Starling geprägt, der Entdecker des Verdauungshormons Sekretin, das unter anderem indirekt die Magensäurebildung bremst. Im 19. Jahrhundert wurden Erkrankungen von Nebennieren und Schilddrüse erstmals beschrieben. Zuvor hatte die Theorie von Körpersäften, die Körper und Seele beherrschen, jahrhundertelang Vorrang in der Medizingeschichte. Im 20. Jahrhundert setzte vor allem die Entschlüsselung verschiedenster Sexualhormone Meilensteine. Carl Djerassi, dem amerikanischen Biochemiker österreichisch-bulgarischer Herkunft, gelang 1951 die Herstellung von Gestagen, worauf er mit seinen Kollegen Pincus und Rock die erste Antibabypille entwickelte.
Hormone werden von den endokrinen Drüsen (endokrin = nach innen abgebend) produziert. Besonders fleißig ist die Hirnanhangdrüse, die Hypophyse, die verbunden ist mit einem ebenfalls hormonproduzierenden Teil des Zwischenhirns, dem Hypothalamus. Schilddrüse, Nebenschilddrüsen, Nebennieren sowie Eierstöcke und Hoden gehören zu diesem Regelwerk. Auch Nieren und Leber stellen Hormone her, und nach jüngeren Erkenntnissen sind endokrine Zellen auch in Magen, Darm, Herz, den Gefäßwänden und im Fettgewebe aktiv.
Viele Botenstoffe des Hormonsystems werden kontinuierlich ausgeschüttet, andere auf Abruf oder in einem vom Tag-Nacht-Rhythmus bestimmten Takt. Der Hormontransport geschieht über den Blutstrom. Um zielgenau zu landen, muss ein Schlüssel-Schloss-Prinzip bestehen. Die Zielzellen müssen über Rezeptoren verfügen, die das jeweilige Hormon an sich binden, erklärt Univ.-Prof. Mag. Dr. Michael Gabriel, der Vorstand des Instituts für Nuklearmedizin und Endokrinologie am AKh Linz. Die Erzeugung und Freisetzung von Hormonen unterliegen einer Hierarchie, die mit einem Rückkoppelungsmechanismus abgesichert ist.
Paradebeispiel Schilddrüse
Die schmetterlingsförmig vor und neben der Luftröhre beziehungsweise unterhalb des Kehlkopfs liegende Schilddrüse produziert laufend die lebenswichtigen Hormone T3 und T4 (Thyroxin), die auf fast jedes Organ wirken. Sie erhöhen den Grundumsatz, also den Energieverbrauch des Körpers in Ruhe, helfen bei der Energieversorgung der Zellen, beeinflussen Herzschlag, Blutdruck, Temperaturhaushalt und Fettstoffwechsel, Haut und Haar und auch die Psyche. Sie sind unverzichtbar für das Gedeihen eines Kindes vor und nach der Geburt und überhaupt Voraussetzung für das Eintreten einer Schwangerschaft. Calcitoninproduzierende Zellen sind ebenfalls in der Schilddrüse lokalisiert, regulieren gemeinsam mit dem Hormon der Nebenschilddrüse, dem Parathormon, den Kalzium- und Phosphatgehalt im Blut und fördern einen soliden Knochenbau.
Jede Abweichung vom normalen Hormonspiegel wird durch Rückmeldung aus dem Blutkreislauf im Gehirn registriert. Ein Absinken der Schilddrüsenhormone T3 und T4 ruft im Hypothalamus das Hormon TRH ab, das in der Hypophyse die Bildung und Freisetzung des Hormons TSH anregt. Dessen Zielzellen in der Schilddrüse, die Thyreozyten, antworten mit der Bildung von T3 und T4. Solange deren Niveau im Normbereich bleibt, besteht von der Hypophyse eine konstante TSH-Ausschüttung. Wenn der Spiegel von T3 und T4 sinkt, ergeht ein Signal zurück an den Hypothalamus zur weiteren Bildung von TRH. Das fein abgestimmte Hormonkarussell dreht sich weiter.
Je niedriger der Spiegel von T3 und T4, umso stärker die TSH-Ausschüttung aus der Hypophyse. Ein konstant erhöhter TSH-Wert weist also auf eine Schilddrüsenunterfunktion hin. Selten ist diese Störung angeboren. Viel häufiger ist sie Folge einer Entzündung, einer Operation oder von Medikamenten. Bei der Überfunktion sind die Schilddrüsenhormone im Übermaß vorhanden, daher wird die übergeordnete TSH-Ausschüttung gedrosselt. Dies kann beispielsweise bei einer bestimmten Autoimmunerkrankung, dem Morbus Basedow, oder auch bei einem „heißen“, überaktiven Schilddrüsenknoten, einem autonomen Adenom, vorkommen. Auch Leberleiden, Schwangerschaft und verschiedene Medikamente können die Schilddrüsenwerte verändern. Zum Bau der Hormone T3 und T4 (Thyroxin) braucht die Schilddrüse vor allem Jod. Einen ernährungs- oder umweltbedingten Jodmangel gleicht die Schilddrüse durch eine Vergrößerung ihrer Gewebsmasse aus – so entsteht der jodbedingte Kropf. In Österreich gilt eine gesetzliche Jodprophylaxe durch jodiertes Kochsalz.
Ein Ausfall der körpereigenen Schilddrüsenhormone kann durch künstliche Hormone kompensiert werden. Sie sind den natürlichen so ebenbürtig, dass die meist lebenslange Behandlung weder Lebensqualität noch Lebenserwartung beeinträchtigt.
Weiblicher Zyklus
Das Follikelstimulierende Hormon FSH wird so wie das Luteinisierende (lateinisch luteus = gelbfärbende) Hormon LH in regelmäßigen Schüben ebenfalls aus der Hypophyse freigesetzt – auf Kommando des Hypothalamus, der den Botenstoff GnRH an die Hypophyse schickt. LH ist gemeinsam mit FSH für die Produktion und Reifung der Eizellen und damit für die Steuerung des weiblichen Zyklus mitverantwortlich. Außerdem wird LH für die Bildung und Reifung der Samenzellen des Mannes gebraucht – es steuert die Testosteronproduktion in den Hoden.
Und so fördert LH den Eisprung und die Gelbkörperbildung: Die Follikel (Eibläschen) wachsen in den ersten Zyklustagen mit Hilfe von LH heran. Nach dem Eisprung entsteht aus Follikelresten der Gelbkörper und produziert in der zweiten Zyklushälfte etwas Östrogen und zunehmend Progesteron, auch Gelbkörperhormon genannt. Es bereitet die Gebärmutterschleimhaut auf die mögliche Einnistung einer Eizelle vor. Bei erfolgreicher Befruchtung eines Eies bleibt der Gelbkörper unter dem Einfluss eines weiteren Hormons (HCG) erhalten und befiehlt den Eierstöcken per Rückkoppelung über die Hypophyse eine anhaltende Eisprungpause. Das ständige Progesteronangebot verhindert weitere Menstruationen. Bis etwa zum Ende des ersten Schwangerschaftsdrittels ist der Gelbkörper als Progesteronlieferant zuständig und bildet sich erst zurück, wenn die Plazenta (Mutterkuchen) diese Aufgabe übernehmen kann. Eine Gelbkörperschwäche ist häufig Ursache für Unfruchtbarkeit oder frühe Fehlgeburten. Weil das Hormon HCG gerade in den ersten Schwangerschaftswochen rasant ansteigt, ist es der Marker für einen positiven Schwangerschaftstest.
Beispiel Insulin
Insulin schleust den Energieträger Zucker in die Zellen, hemmt gleichzeitig dessen Nachschub aus der Leber und senkt so den Blutzuckerspiegel. Außerdem verhindert es den Abbau von körpereigenem Fettgewebe. Im Gegenzug aktiviert das Hormon Glukagon, ebenfalls aus der Bauchspeicheldrüse kommend, den Zuckerabbau in der Leber – eine Strategie gegen Unterzuckerung nach getaner Arbeit des Insulins. Beim Diabetes mellitus Typ II passt aber der Insulinschlüssel nicht mehr zum Zellenschloss – die Energiequelle Glucose (Blutzucker) kann in den Organ- und Muskelzellen nicht mehr adäquat verarbeitet werden und verbleibt in den Blutgefäßen als „Gefahrengut“, welches unmittelbar eine lebensbedrohliche Stoffwechselentgleisung zur Folge haben kann und mittelfristig die Blutgefäße durch Ablagerung dauerhaft schädigt – mit gravierenden Auswirkungen auch auf Herz, Nieren, Hirn und Augen. Auch die Durchblutung der Beine kann bei schlecht behandeltem Diabetes schwer in Mitleidenschaft gezogen werden. Früher oder später versiegt die Insulinausschüttung, weshalb frühzeitig mit eine Medikamenten- beziehungsweise Insulintherapie begonnen werden muss.
Insulin beweist, wie gut heutzutage körperfremde Hormone die natürlichen ersetzen können. Eine Herausforderung für viele Diabetiker ist das disziplinierte Einhalten der Therapieregeln samt Ausdauer- und Krafttraining. Bewegung verbessert die Verarbeitung von Glucose durch Erhöhung der Empfangsbereitschaft der Zelle für das Insulin.
Keine Nebensache
Die etwa zwetschkengroßen Drüsen der Nebenniere sitzen auf den oberen Nierenpolen. In der Nebennierenrinde erzeugen sie aus Cholesterin unter anderem das Steroidhormon Cortisol. Es bekämpft Entzündungen, fördert den Knochenumbau, unterstützt die Blutdruckregulierung und stellt durch eine spontane Anhebung des Blutzuckerspiegels rasch verfügbare Energiereserven bereit. Es hilft, sich konzentriert und hellwach einer Stresssituation zu stellen. Deshalb ist Cortisol landläufig als Stresshormon bekannt.
Aldosteron ist ebenfalls ein Produkt der Nebennierenrinde, steuert den Wasser- und Elektrolythaushalt und regelt so Blutsalze und Blutdruck. Es ist verwandt mit Androgen und Östrogen, den männlichen und weiblichen Geschlechtshormonen. Diese entstehen übrigens nicht nur in Hoden und Eierstock, sondern geringfügig auch in der Nebennierenrinde. Ausgangssubstanz ist das Hormon DHEA, ein Schutzfaktor gegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen und als Anti-Aging-Hormon als vermeintlicher Jungbrunnen im Gespräch.
Im Nebennierenmark entstehen die bekannten Stresshormone Adrenalin, seine Vorstufe Dopamin und Noradrenalin. Sie bereiten zusammen mit Cortisol den Körper auf eine optimale Stressreaktion vor, indem sie durch Gefäßerweiterung die Durchblutung wichtiger „Fluchtorgane“ erhöhen. Dieses Alarmsystem ist ein immer noch brauchbares Erbe menschlicher Entwicklungsgeschichte. Ein Übermaß an Stresshormonen schlägt sich allerdings auch in krankhaften Symptomen wie Bluthochdruck nieder. Östrogen ist im Übrigen auch bei Fettleibigkeit erhöht. So ist beispielsweise auch bei Männern mit einem „Bierbauch“ ein erhöhter Östrogenspiegel feststellbar. Ob erhöhte Östrogenwerte bei fettleibigen Frauen für eine vermehrte Anfälligkeit von östrogenabhängigen Tumoren, zum Beispiel Brustkrebs, verantwortlich sind, ist Gegenstand aktueller wissenschaftlicher Forschung.
Falsches Spiel mit EPO
Die Bildung des Hormons Erythropoietin, kurz EPO, vor allem in der Niere ist eine Reaktion auf einen Mangel an roten Blutkörperchen und die dadurch bedingte Sauerstoffnot. EPO regt den Bau neuer Blutkörperchen an. Berühmt-berüchtigt ist EPO als illegaler Leistungskick im Profisport. Riskante Tricks kursieren aber auch im Breitensport. Das erklärte Trainingsziel vom raschen Fettverlust und imposanten Muskelaufbau lässt manche nicht vor der ärztlich unkontrollierten Einnahme fragwürdiger Präparate zurückschrecken. Die Verabreichung von HGH, dem menschlichen Wachstumshormon schlechthin, ist medizinisch nur bei Wachstumsdefiziten infolge einer Hypophysenstörung zu rechtfertigen.
Heilen mit Hormonen
Hormonersatztherapien und Empfängnisverhütung mit möglichst naturidenten Präparaten, verbesserte Zellandockmanöver im Schlüssel-Schloss-Prinzip, neue Wege zur frühen Kontrolle von Tumorprozessen, mehr Wissen über das Zusammenspiel von Hormonen und Psyche – die Medizin wünscht sich in naher Zukunft von der Forschung nicht weniger als das.
Kleines Hormon-ABC
- Melatonin – aus der Zirbeldrüse im Gehirn, entsteht aber auch aus Serotonin im Blut, steuert den Schlaf-Wach-Rhythmus, wird nur bei Dunkelheit ungestört gebildet.
- Nebenschilddrüsen – nur wenige Millimeter klein, vierfach in der Halsgegend angelegt, produzieren Parathormon, das den Kalziumhaushalt regelt.
- Oxytocin – das Bindungshormon, aktiviert den Geburtsvorgang, von der Hypophyse ausgeschickt als Reaktion auf zärtliche Berührung.
- Pregnenolon – Botenstoff im Gehirn, Basis für viele Hormone, Mangel kann vor allem im Alter die Gehirnleistung einschränken.
- Prolaktin – in Schwangerschaft und Stillphase von der Hypophyse vermehrt erzeugt, fördert Brustwachstum und Milchfluss. Stress erhöht den Prolaktinlevel auf ungesunde Art.
- Serotonin – im Gehirn produzierter Botenstoff, steuert Schlaf, Appetit und Stimmung, zirkuliert nach sportlicher Aktivität vermehrt im Körper
- Eines der bekanntesten Hormone ist Cortison. Die künstliche Variante von Cortisol wirkt entzündungshemmend und immunsuppressiv. Es wird unter anderem auch gegen Allergien verordnet. Eine längerfristige Anwendung von Cortison birgt aber das Risiko ernster Nebenwirkungen
Umweltprobleme
Weichmacher aus Kunststoffprodukten, Spielzeug und Gebrauchsgegenständen können sich ähnlich wie Hormone über Jahre im Körperfett einlagern – mit noch unabsehbaren Folgen. Unberechenbar ist die Hormonmenge, die über Abwässer und Müll in die Gewässer und wieder in die Nahrungskette gespült wird – vielleicht ein Damoklesschwert. Und das Gespenst Hormonfleisch schaut bei Verhandlungen um künftigen globalen Handel zu.
Klaus Stecher
September 2015
Foto: shutterstock, privat
Kommentar
Prim. Ao. Univ.-Prof. Mag. Dr. Michael Gabriel
Vorstand Institut für Nuklearmedizin und Endokrinologie, AKh Linz