Das Hormonsystem / endokrine System des Menschen (Animation)
Thomas Schwenke
https://www.youtube.com/watch?v=VhWCF27xXRE

Transkript (automatisch erstellt)

0:03 Das endokrine System unseres Körpers bestimmt über Hormone, wie wir handeln und wer wir sind. In dieser Animation
0:10 erleben wir unsere hormonabgebenden Organe auf atemberaubende Weise. [musik] Wenn der Körper als eine Einheit agieren
0:19 soll, müssen unsere Zellen miteinander kommunizieren können. Das Nervensystem ist ein möglicher Kommunikationsweg, der
0:27 mit Hilfe von Nervenfasern und elektrischen Signalen funktioniert. Das Endokrinesystem verwendet hingegen in
0:33 aller Regel den Blutstrom, um Signalstoffe, die als Hormone bezeichnet werden, von einem Ort zum anderen zu
0:40 transportieren. Die zum endokrinen System gehörenden Zellen befinden sich z.B. im oder in
0:46 unmittelbare Nähe zum Gehirn. Aber auch in anderen Bereichen des Körpers befinden sich Zellen, die Hormone in das
0:53 Blut abgeben und so mit anderen Zellen kommunizieren. Zum Hormonsystem des Menschen zählen je
1:00 nach Zählart 8 bis 10 endokrine Drüsen. Außerdem existieren in Leber, Herz und vielen weiteren Organen
1:13 hormonproduzierende Zellen. Die Hypophyse gilt als das kompakteste der endokrinen Organe. Der Vorderlappen
1:27 schüttet sechs Hormone aus, der Hinterlappen 2. Ein weitläufig bekanntes Hormon der Hypophyse ist das
1:34 Wachstumshormon HGH, welches auch als Somatotropin bezeichnet und von den Somatotropenzellen im Vorderlappen
1:42 produziert wird. Die Somatotropenzellen gehören zu den azidophilenzellen, weil sie sich bei
1:56 saurem Farbstoff rot einfärben. Das Hormon HGH, ebenso wie viele andere Hormone des Körpers können leicht in den
2:09 Blutstrom gelangen, weil die Kapillaren in der Nähe von hormonproduzierenden Zellen kleine Löcher besitzen.
2:17 Diese dünnen Blutgefäße nennt man fenrierte Kapillaren. Im Blutstrom kann HGH dann einerseits
2:30 frei im Blut zirkulieren, andererseits wird es aber an ein Protein mit Namen GHBP gebunden. Wenn HGH an GHBP gebunden
2:41 wird, steht es für andere Zellen zunächst nicht zur Verfügung, wird später aber bei abnehmendem HGH im Blut
2:47 freigegeben. Sowohl freie als auch gebundene Wachstumshormone treten dann ihre Reise
2:54 durch den Blutstrom des Körpers an und erreichen so jede Zelle des Körpers. Auch unsere Muskelzellen benötigen
3:06 dieses Wachstumshormon. Frei im Blut zirkulierendes HGH kann an zwei Rezeptoren einer Muskelzelle
3:15 andocken, wodurch die beiden Rezeptoren miteinander verbunden werden. Dieser Vorgang, der als Dimerisierung bekannt
3:22 ist, bewirkt zahlreiche Reaktion innerhalb der Zelle. Bei Muskelzellen führen die Reaktionen dann z.B. zum
3:29 Proteinaufbau und damit zum Verdicken der Muskelzelle. Zeitpunkt und Menge der HGH Produktion
3:43 wird insbesondere durch den Hypothalamus gesteuert. Der Hypothalamus befindet sich unter dem
3:50 Talamus und über der Hypophyse. Die genaue Lage kann in der Animation zum Gehirn betrachtet werden.
3:58 Spezielle Nervenzellen, die als neurosekretorische Neuronen bezeichnet werden, befinden sich dort. Diese
4:05 produzieren Hormone wie beispielsweise GHRH, dass sie über ihre Axone an feine
4:11 Blutgefäße übergeben. Über Portalvenen werden die Hormone in den vorderen Bereich der Hypophyse
4:17 transportiert, wodurch die Somatotropenzellen angeregt werden, das Wachstumshormon HGH zu produzieren. Von
4:26 hier aus gelangt es dann in den gesamten Körper. Beim hypophysen Hinterlappen handelt es
4:33 sich hingegen um eine direkte neuronale Verbindung vom Hypothalamus zur Hypophyse. Die Hormone werden hierbei
4:40 direkt zur Hypophyse transportiert, in der Nähe der Blutkapillaren gespeichert und bei Bedarf in den Blutstrom
4:47 ausgeschüttet. Die Vorgänge in Hypothalamus und Hypophysen Vorderlappen lassen sich wie
4:53 folgt zusammenfassen. Releasing Hormone werden im Hypothalamus produziert und in den Vorderlappen der
4:59 Hypophyse transportiert. Hier regen Sie die Bildung von Hormonen an, die dann in anderen Zellen Reaktionen auslösen, wie
5:07 beispielsweise das Produzieren weiterer Hormone in der Schilddrüse. Diese Hormone steuern dann andere Zellen
5:14 in unserem Körper, aber auch die Hormonproduktion in Hypothalamus und Hypophyse.
5:20 Dies wird als negative Rückkopplung bezeichnet. Sehr einfach lässt sich dieser Vorgang
5:26 mit Hilfe des uns bereits bekannten Wachstumshormon HGH erklären. Wie wir bereits gesehen haben, führt das
5:33 Releasing Hormon GHRH zur Ausschüttung von HGH in der Hypophyse. HGH gelangt dann zu allen Zellen unseres
5:41 Körpers und löst in denjenigen Zellen, welche die nötigen Rezeptoren besitzen, Reaktionen aus.
5:52 Sobald es auf die Zellen der Leber trifft, beginnen die Leberzellen große Mengen eines Hormons zu bilden, welches
5:58 als IGF1 bekannt ist und Insulinähnlicher Wachstumsfaktor genannt wird.
6:09 IGF1 hat viele Funktionen in unserem Körper. Es ist sehr wichtig für das Längenwachstum in der Pubertät.
6:19 Wie bei der Schilddrüse findet auch hier eine negative Rückkopplung statt. Dies bedeutet, dass der Wachstumsfaktor IGF1
6:26 die Produktionsmenge von HGH direkt beeinflusst. Bei einem hohen IGF1 Spiegel im Blut reduziert sich die Menge
6:34 des erzeugten HGH, da der Hypothalamus nun weniger Releasing Hormone und [musik] mehr Inhabiting Hormone
6:41 produziert. Die Releasing Hormone führen dazu, dass der Vorderlappen HGH ausschüttet.
6:51 Im Gegensatz dazu führen die Inhibiting Hormone des Hypothalamus dazu, dass die Ausschüttung von HGH reduziert oder
6:58 eingestellt wird. Nach einem ähnlichen Muster arbeiten auch alle anderen Hormone in unserem
7:07 Körper. Die Zielzelle besitzt Rezeptoren, an denen nur ganz bestimmte Hormone andocken können. Hormone, für
7:14 die keine Rezeptoren existieren, können nicht an die Zelle andocken und keine Vorgänge in der Zelle auslösen. Welche
7:22 Vorgänge in der Zelle ausgelöst werden, hängt sowohl von dem Hormon als auch von der Zelle ab. Eine Zelle kann durch
7:29 Hormone dann zum schnelleren Wachsen angeregt werden. Hormone können aber auch die Apoptose,
7:37 also den Zelltot, einleiten. Auch das Teil in einer Zelle kann durch Hormone gesteuert werden, wie auch die
7:46 Form der Zellen. Wir haben bereits gesehen, dass der Rezeptor für ein bestimmtes Hormon auf
7:55 der Zelloberfläche zu finden ist. Allerdings gibt es auch Hormone, die zunächst in die Zelle eindringen müssen,
8:02 da sich die Rezeptoren im Inneren befinden. Es existieren intrazelluläre Rezeptoren,
8:09 die sich im Zytoplasma der Zelle befinden und solche, die im Zellkern liegen.
8:15 Die intrazellulären Rezeptoren vom Typ 1 wandern erst dann in den Zellkern, wenn das Hormon an sie gebunden wurde.
8:25 Hier finden dann zahlreiche Vorgänge statt, die wir gleich genauer anschauen werden. Der Ablauf und die Wirkung
8:32 [musik] von Kernrezeptoren und Membranrezeptoren sind unterschiedlich. Membranrezeptoren lösen in der Regel
8:38 Signalkaskaden aus. Dabei bewirkt nur ein einzelnes Hormon eine Reihe weiterer Aktionen. Hierbei werden bereits
8:46 vorhandene Stoffe wie Proteine und Enzyme ein oder ausgeschaltet. Am Ende der Kaskade sprechen wir dann
8:54 von der zellulären Antwort, was z.B. das Aktivieren von Enzymen sein kann. Der Vorgang vom ersten Stimulus durch
9:04 das Hormon über die Signalkaskade bis zur zellulären Antwort wird als Signaltransduktion bezeichnet.
9:14 Bei Kernrezeptoren laufen in der Regel andere Vorgänge ab. Wenn sich das Hormon mit seinem Rezeptor
9:21 verbindet, ist das Ziel häufig unsere DNA im Zellkern, in welcher der Bauplan und die Funktionen unseres Körpers
9:28 gespeichert sind. Diese DNA besteht aus Abschnitten, die wir als Gene bezeichnen.
9:35 In diesen Genen ist z.B. unsere Augenfarbe gespeichert, aber auch die Funktionsweise unserer Zellen. Alle Gene
9:43 in dieser DNA bestehen aus einem Code, der sich aus vier Basen zusammensetzt. Adenin undin sowie Guuhanin und Zytosin.
9:59 Das Ablesen und Kopieren dieses Codes kann durch den entstandenen Hormonrezeptorkomplex eingeleitet
10:05 werden. Dazu binden Hormon und Rezeptor an einen bestimmten Teil der DNA und führen somit zur Hemmung oder aber wie
10:12 hier dargestellt zum Startschuss für die sogenannte Transkription. Die Polymerase läuft dann das Gen
10:19 entlang und kopiert den Code. Diese Kopie wird als Messenger RNA bezeichnet.
10:29 Diese MRNA verlässt den Zellkern und wird innerhalb der Zelle mit Hilfe von Ribosomen in ein Protein umgewandelt.
10:37 Wenn die Ribosomen Teil des endoplasmatischen Retikulums sind, sprechen wir von membrangebundenen
10:43 Ribosomen. Allerdings können Ribosome auch ungebunden in der Zelle zu finden sein.
10:53 Wenn die mRNA an das Ribosom andockt, kommt es zur Proteinbiosynthese. Diesen Vorgang bezeichnen
11:01 Wissenschaftler als Translation. Die Proteine können dann zu unterschiedlichen Reaktionen innerhalb
11:08 der Zelle führen, können aber auch aus der Zelle zu anderen Zellen gelangen, wenn sie in Ribosomen des
11:14 endoplasmatischen Retikulums hergestellt wurden. Die eben gezeigte Genexpression, bei der
11:20 häufig aus mRNA Proteine hergestellt werden und die zuvorgezeigte Signaltransduktion, bei der das Hormon
11:27 außen an der Zelle andockt und die Signalkaskade auslöst, sind die häufigsten Wirkwege von Hormonen. In
11:34 dieser Art und Weise können die endokrinen Drüsen unseres Körpers ihre Arbeit ausführen. Schauen wir uns einmal
11:41 sämtliche hormonproduzierenden Drüsen und ihre Funktionen innerhalb des Organismus an.
11:47 In unserem Kopf befindet sich nicht nur die Hypophyse, welche auch als Königin der Drüsen bezeichnet wird. Eine weitere
11:55 endokrine Drüse ist die Zirbeldrüse. Die Zirbeldrüse liegt im Zentrum des Gehirns und steuert unter anderem den
12:02 Schlafwachrhythmus. Sie verfügt über eine Verbindung zu den Netzhäuten unserer Augen. Sofern kein
12:09 Licht auf die Netzhaut des Auges trifft, also bei Dunkelheit, produziert die Zirbeldrüse größere Mengen des Hormons
12:16 Melatonin. Bei Lichteinfall gelangen dann die von der Netzhaut produzierten elektrischen
12:21 Signale zur Zirbeldrüse, die entsprechend die Melatoninproduktion vermindert.
12:31 Zusammenfassend können wir demzufolge sagen, dass das Hormon Melatonin bei Dunkelheit produziert wird und auf die
12:37 Zellen in unserem Körper wirkt, wodurch unsere Augen schwer werden und wir einschlafen.
12:44 Wir wissen bereits, dass die Hypophyse als die Königin der Drüsen bezeichnet wird, weil sie den gesamten
12:50 Hormonhaushalt des Körpers steuert. Sie schüttet das Wachstumshormon HGH aus, aber auch viele andere Hormone wie
12:58 Prolaktin und Oxytozin. Prolaktin führt bei Frauen dazu, dass die Milchdrüsen die Milch für das Baby
13:05 produzieren. Oxytozin löst dann den Milchspendereflex aus, indem es die Muskelzellen an den Milchdrüsen zur
13:11 Kontraktion bringt, um die Milch zum Baby fließen zu lassen. Die Ausschüttung von Prolaktin und Oxyozin wird auch vom
13:19 Säugling gesteuert. Rezeptoren an der Brust leiten elektrische Signale, die durch das Saugen ausgelöst werden ins
13:27 Gehirn, wodurch die Ausschüttung der beiden Hormone erfolgt. So produziert das Kind durch das Saugen nicht nur die
13:34 Milch, sondern befördert sie auch durch den Milchspendereflex von der Brust in den Mund.
13:40 Eine weitere Drüse, die Hormone produziert, ist die Schilddrüse. Sie hat beim Menschen das Aussehen eines
13:47 Schmetterlings und produziert z.B. ein Hormon, welches entweder aus drei oder vier Jodaten besteht. Wir nennen das
13:55 Hormon mit 3 Jodaten T3, das mit 4 T4. Schilddrüsenhormone verursachen in fast allen Zellen des menschlichen Körpers
14:10 einen erhöhten Stoffwechsel. Die Zelle produziert also mehr Energie und wird wärmer.
14:16 Dies geschieht unter anderem dadurch, dass die Hormone in die Zelle eindringen, dort an Rezeptoren andocken
14:22 und die zuvor beschriebene Genexpression auslösen, wodurch sich Anzahl und Aktivität der Mitochondrien, welches die
14:29 Kraftwerke in den Zellen sind, erhöhen. Die korrekte Anzahl von Schilddrüsenhormonen in unserem Körper
14:40 ist somit sehr wichtig. Bei einer erhöhten Produktion von Schilddrüsenhormonen erleidet die
14:46 betroffene Hitzegefühle und einen Gewichtsverlust. Bei einer geringen Produktion kommt es zu einer
14:52 Gewichtszunahme und einem Kältegefühl. Widmen wir uns nun einem weiteren endokrinen Organ, der Nebenniere. Der
15:02 Mensch besitzt zwei Nebennieren, die sich direkt über den Nieren befinden. Die Nebenniere besteht im Grunde aus
15:09 zwei verschiedenen Organen. Einmal aus der Nebenniierenrinde, die Steroidhormone produziert und am Wasser,
15:17 Mineralstoff und Zuckerhaushalt beteiligt ist und das Mark, welches die Stresshormone Adrenalin und Noadrenalin
15:24 bildet. Da unser Körper in einer Gefahrensituation schnell leistungsfähig
15:30 sein muss, sind Adrenalin und Noadrenalin bereits im Nebenniierenmark vorhanden und werden bei Bedarf vom
15:37 Hypothalamus freigesetzt. Dies geschieht über Nervenbahnen, die vom Hypothalamus über Hirnstamm und Rückenmark zum
15:44 Nebenniierenmag führen. Die ausgeschüttelten Hormone können binnen Sekunden zu einer höheren Herzfrequenz
15:52 und einer Erweiterung der Blutgefäße führen, wodurch die Muskeln besser mit Blut versorgt werden. Zur Verstärkung
15:59 von Adrenalin und Noadrenalin sowie für langhaltenden Stress ist hingegen die Nebenniierenrinde zuständig.
16:07 Hierbei bewirkt der Hypothalamus über das Releasing Hormon CRH die Ausschüttung eines Hormons in der
16:13 Hypophyse, welches schließlich die Produktion von Kortisol in der Nebenniierenrinde auslöst.
16:20 Dieser Regelkreis wird als HHNE bezeichnet, der bei Verletzungen bewirkt, dass Kortisol in unseren Zellen
16:27 mehr Energie bereitstellt, überschießende Entzündungen verhindert und dem Körper hilft, besser mit Stress
16:33 und Blutverlust umzugehen. Unsere Bauchspeicheldrüse ist ein weiteres endokrines, aber auch exokrines
16:40 Organ, welches sich in der Nähe des Magens und des Zwölfingerdarms befindet. Exokrin, weil die Bauchspeicheldrüse
16:49 sogenannte Verdauungsenzyme in den zwölfingerdarm abgibt und Endokrin, weil Hormone gebildet und
16:57 in den Blutstrom abgegeben werden. Die Bauchspeicheldrüse produziert verschiedene Hormone wie z.B. Insulin
17:04 und Glucagon. Wenn Insulin auf den entsprechenden Hormonrezeptor auf der Oberfläche einer
17:13 Muskelzelle trifft, führt dies dazu, dass Transportproteine an der Zelloberfläche den Zucker in die Zelle
17:19 passieren lassen. Die Muskelzelle speichert diesen Zucker für spätere Muskelarbeit als Glykogen.
17:40 Insulin wird vermehrt nach dem Essen produziert, sofern durch die Nahrung Zucker und Kohlenhydrate aufgenommen
17:47 werden, die dann zu einem höheren Blutzuckerspiegel führen. Die Leber nimmt auch ohne Insulin einen
17:53 Teil des Zuckers auf. Muskel und Fettzellen hingegen benötigen ausreichende Mengen Insulin.
18:01 Bei einem hohen Blutzuckerspiegel schüttet die Bauchspeicheldrüse höhere Mengen Insulin aus.
18:08 Neimmt der Blutzuckerspiegel dann ab, schüttet sie vermehrt Glucagon aus und veranlasst so die Leber zur Produktion
18:14 und Ausschüttung von Glucose, also Einfachzucker. So stellt die Bauchspeicheldrüse einen
18:21 optimalen Blutzuckerspiegel im Blut her. Sofern die Bauchspeicheldrüse nicht genug Insulin produziert, spricht man in
18:29 der Regel von Diabetes Melitus Typ 1. Beim Diabetes Melitus Typ 2 wird hingegen ausreichend Insulin produziert,
18:39 aber die Zellen nehmen kaum noch Zucker auf, wie wir hier im rechten Bild sehen können.
18:50 Auch die Eierstöcke bei der Frau und die Hoden beim Mann sind sowohl Exokrine als auch endokrine Drüsen. Exokrin, da zum
18:58 einen die Eierstöcke die Eizelle an die Eileiter abgeben, zum anderen, weil die Hoden die Samenzellen produzieren und an
19:06 den Samenleiter abgeben. Boden und Eierstöcke bilden jedoch auch Geschlechtshormone wie Testosteron,
19:17 Progesteron und Östrogene, welche sie in die Blutgefäße abgeben. Progesteron und Östrogene werden stärker in Frauen
19:25 produziert. Testosteron hingegen stärker in Männern. So ist es nicht verwunderlich, dass
19:35 Frauen und Männer unterschiedliche Körpermerkmale insbesondere während der Wachstumsphase ausbilden. Der hohe
19:42 Testosteronspiegel bei Männern bewirkt unter anderem mehr Muskelmasse, eine tiefere Stimme und starken Haar und
19:49 Bartwuchs. Da Frauen über einen höheren Östrogenspiegel verfügen, bildet sich die typische weibliche Brustform heraus.
19:57 Progesteron ist insbesondere in der Schwangerschaft sehr wichtig. unter anderem, damit das Baby nicht vom Körper
20:03 der Mutter abgestoßen wird. Die Sexualhormone haben starken Einfluss auf eine weitere endokrine Drüse, die
20:11 als Thymus bezeichnet wird. Der Thymus produziert verschiedene Hormone wie Thymosin, Thymopohetin und
20:21 Thymolin. Diese Hormone werden sowohl Endokrin, also in den Blutstrom, als auch Parakrin, also an Zellen im Thymus
20:28 abgegeben. Durch die parakrine Sekretion der Hormone reifen die Tezellen heran, die
20:34 ein wichtiger Teil unseres Immunsystems sind. Nähere Informationen hierzu gibt es in der Animation zum Immunsystem.
20:48 Da sich das adaptive Immunsystem insbesondere vor der Pubertät ausbildet, ist hier der Thümus relativ groß. Vor
20:56 allem durch die Ausschüttung der Sexualhormone in der Pubertät schrumpft der Thmus zunehmend und er wird durch
21:02 Fett und Bindegewebe ersetzt.