Biologie für Hauptfächer II

Hormonproduktion und -freisetzung werden hauptsächlich durch negative Rückkopplung gesteuert. In Systemen mit negativer Rückkopplung löst ein Stimulus die Freisetzung einer Substanz aus; sobald die Substanz ein bestimmtes Niveau erreicht, wird ein Signal gesendet, das die weitere Freisetzung der Substanz stoppt. Auf diese Weise wird die Konzentration von Hormonen im Blut in einem engen Bereich gehalten. Beispielsweise steuert die Menge an Glukose im Blut die Sekretion von Insulin und Glukagon über eine negative Rückkopplung.

Bei der Hormonregulation werden Hormone freigesetzt, entweder direkt von einer endokrinen Drüse oder indirekt durch die Wirkung des Hypothalamus des Gehirns, der andere endokrine Drüsen zur Freisetzung von Hormonen anregt, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Die Hormone aktivieren Zielzellen, die physiologische Veränderungen einleiten, die die Körperbedingungen anpassen. Wenn die normalen Bedingungen wiederhergestellt sind, wird die korrigierende Aktion – die Produktion von Hormonen – eingestellt. Bei der negativen Rückkopplung, wenn der ursprüngliche (anormale) Zustand repariert oder negiert wurde, nehmen die korrigierenden Maßnahmen also ab oder werden eingestellt.

In einem anderen Beispiel der Hormonregulation signalisiert der Hypophysenvorderlappen der Schilddrüse, Schilddrüsenhormone freizusetzen. Steigende Spiegel dieser Hormone im Blut geben dann eine Rückmeldung an den Hypothalamus und den Hypophysenvorderlappen, um weitere Signale an die Schilddrüse zu hemmen, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. Der Hypophysenvorderlappen stimuliert die Schilddrüse zur Ausschüttung der Schilddrüsenhormone T3 und T4. Ein Anstieg dieser Hormone im Blut führt zu einer Rückkopplung an den Hypothalamus und den Hypophysenvorderlappen, um die weitere Signalgebung an die Schilddrüse zu hemmen. (credit: Modifikation der Arbeit von Mikael Häggström)

Stimuli

Es gibt drei Mechanismen, durch die endokrine Drüsen zur Synthese und Freisetzung von Hormonen angeregt werden: humorale Stimuli, hormonelle Stimuli und neurale Stimuli.

Humorale Reize

Der Begriff „humoral“ leitet sich von dem Begriff „Humor“ ab, der sich auf Körperflüssigkeiten wie Blut bezieht. Ein humoraler Stimulus bezieht sich auf die Steuerung der Hormonausschüttung als Reaktion auf Veränderungen in extrazellulären Flüssigkeiten wie dem Blut oder der Ionenkonzentration im Blut. Zum Beispiel löst ein Anstieg des Blutzuckerspiegels die Freisetzung von Insulin durch die Bauchspeicheldrüse aus. Insulin bewirkt, dass der Blutzuckerspiegel sinkt, was der Bauchspeicheldrüse in einer negativen Rückkopplungsschleife signalisiert, die Insulinproduktion zu stoppen.

Hormonelle Stimuli

Hormonelle Stimuli beziehen sich auf die Freisetzung eines Hormons als Reaktion auf ein anderes Hormon. Eine Reihe von endokrinen Drüsen setzen Hormone frei, wenn sie durch Hormone stimuliert werden, die von anderen endokrinen Drüsen abgegeben werden. Zum Beispiel produziert der Hypothalamus Hormone, die den vorderen Teil der Hypophyse stimulieren. Der Hypophysenvorderlappen wiederum setzt Hormone frei, die die Hormonproduktion anderer endokriner Drüsen regulieren. Der Hypophysenvorderlappen setzt das schilddrüsenstimulierende Hormon frei, das wiederum die Schilddrüse zur Produktion der Hormone T3 und T4 anregt. Wenn die Blutkonzentrationen von T3 und T4 ansteigen, hemmen sie sowohl die Hypophyse als auch den Hypothalamus in einer negativen Rückkopplungsschleife.

Neurale Stimuli

In einigen Fällen stimuliert das Nervensystem die endokrinen Drüsen direkt zur Freisetzung von Hormonen, was als neurale Stimuli bezeichnet wird. Erinnern Sie sich, dass bei einer kurzfristigen Stressreaktion die Hormone Adrenalin und Noradrenalin wichtig sind, um die Energieschübe bereitzustellen, die der Körper benötigt, um zu reagieren. Hier stimulieren neuronale Signale des sympathischen Nervensystems das Nebennierenmark direkt zur Freisetzung der Hormone Adrenalin und Noradrenalin als Reaktion auf Stress.

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