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Peptidhormone

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Biologie


Unter Peptidhormonen versteht man die größte Hormonklasse. Diese Hormone gehören chemisch betrachtet zu den Peptiden (also Verbindungen aus 3-100 Aminosäuren) oder Proteinen bzw. Polypeptiden (also Verbindungen aus über 100 Aminosäuren). 


Darüber hinaus gibt es auch die kleineren aminosäureverwandten Hormone, deren Vorstufen einzelne Aminosäuren sind. Streng genommen zählen sie nicht zu den Peptidhormonen, da es keine Peptidverbindungen in der chemischen Struktur gibt. Sie sollen hier trotzdem kurz erwähnt werden, damit ihr schon mal von ihnen gehört habt.

sieglinde.sterbling@studysmarter.de

STARK-Abbildungen, Quellenangabe nicht nach aktuellen Vorgaben ("via"), FAQs fehlen, keine Formatvorlage für Keytakeaways, alter Schlusssatz, Leser wird nicht mit "du" angesprochen

20:12 16.12.2021

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Abbildung 1: schematische Darstellung der Peptidbindung; Quelle via Thieme


Um einen generellen Überblick von Hormonen als Botenstoffe zu bekommen, lies Dir doch mal unseren Artikel zu Hormonen durch!



Eigenschaften von Peptidhormonen 


Anhand des Aufbaus ergeben sich bestimmte chemische Eigenschaften dieser Hormonklasse, die wiederum mit bestimmten biochemischen Eigenschaften einhergehen.


Chemischer Aufbau


Die unterschiedlichen Peptidhormone setzen sich aus verschiedensten Aminosäureverbindungen zusammen. Aufgrund dieses Aufbaus sind die Hormone sehr gut wasserlöslich (= hydrophil) und schlecht fettlöslich (= lipophob).


Biochemische Eigenschaften  


Durch ihre Lipophobie können Peptidhormone die fetthaltige Lipidmembran ihrer jeweiligen Zielzellen nicht passieren. Das ist aber auch kein weiteres Problem. Die Rezeptoren, an denen die Peptidhormone binden, um ihre Wirkung zu entfalten, befinden sich nämlich direkt in der Zellmembran. Dabei ragt die Bindungstasche für die Peptidhormone in den Extrazellularraum, sodass die Hormone bequem von außen binden können. Solche Rezeptoren bezeichnet man passenderweise als "transmembranäre Rezeptoren" oder "Transmembranrezeptoren".


Eine weitere Folge ihrer hydrophilen und lipophoben Eigenschaft ist, dass Peptidhormone im Gegensatz zu Steroidhormonen nicht über die Haut in den Körper gelangen und wirken können. Auch oral wirken sie nicht, da sie im Magen durch die Magensäure verdaut werden würden.


Aufgrund ihrer hydrophilen Eigenschaft können die Peptidhormone ohne Hilfe von Transportproteinen frei im wässrigen Blut transportiert werden. 



Wie wirken Peptidhormone?


Erklärung der zellulären Wirkungsweise


Nachdem die Peptidhormone an ihren transmembranären Rezeptor gebunden haben (Schritt A in Abbildung 2), werden eben diese Rezeptoren aktiviert und lösen auf ihrer intrazellulären Seite eine Kette von weiteren Reaktionen aus.


Zuerst aktivieren sie ein Enzym, das wiederum einen sogenannten "second messenger" also "zweiten Boten" in die aktive Form umwandelt (Schritt B in Abbildung 2). Der erste Bote ist also das Peptidhormon, das leider nicht in die Zelle hineingelangt. Dafür aber über den Rezeptor dazu führt, dass ein zweiter Bote innerhalb der Zelle mobilisiert wird.

Dieser second messenger (z. B. cAMP) führt nun zu einer Aktivierung einer Signalkaskade, bei der Enzyme das jeweils nächste Enzym aktivieren (angedeutet mit Schritt C in Abbildung 2). 


Das Enzym am Schluss der schnellen Signalkaskade führt letztendlich die Wirkung des Hormons aus und greift in den Stoffwechsel der Zelle ein.


Sehr häufig ist das zuerst aktivierte Enzym die Adenylatcyclase, die aus ATP cyklisches AMP bzw. cAMP herstellt.



Man kann sich die Signalkaskade vorstellen wie Dominosteine, die nachdem sie angestupst werden, immer wieder den nächsten Stein umwerfen. So ist das Binden des Peptidhormons der Finger, der den ersten Dominostein anstupst (Aktivierung des second messenger). Dieser erste Stein (second messenger) wirft den nächsten Stein um (Aktivierung eines ersten Enzyms) und immer so weiter...

Damit der second messenger die Signalkaskade nicht ewig anfeuert, wird es nach einiger Zeit selbst durch eines der aktivierten Enzyme deaktiviert (Schritt D in Abbildung 2).


Im Falle des cAMPs wird es durch die Phosphodiesterase (PDE) gespalten und so deaktiviert. Dabei entsteht AMP.


Die Peptidhormone wirken also über Transmembranrezeptoren und eine durch einen second messenger angefeuerte schnelle Signalkaskade, sodass die Peptidhormone im Gegensatz zu den Steroidhormonen ihre Wirkung rasch entfalten (innerhalb von Minuten).



               

Abbildung 2: Zelluläre Wirkungsweise; Quelle via STARK: Abitur-Wissen Biologie Neurobiologie - Hormonsysteme 

 
 

 

Synthese und Abbau von Peptidhormonen


Synthese


Die Herstellung der Peptidhormone läuft über die Proteinbiosynthese ab - also genau so wie alle anderen Peptide auch.


Die Synthese findet dabei an vielen verschiedenen Orten im Körper ab: Im ZNS, im autonomen Nervensystem, in der Hypophyse, in den Verdauungsorganen und in vielen anderen Organen des Körpers. 


Dadurch, dass die Peptidhormone hydrophil sind, lassen sie sich innerhalb ihres Syntheseortes in den entsprechenden Zellen in kleinen Sekretbläschen speichern. Dort können sie verweilen bis sie gebraucht und ausgeschüttet werden.


Hormonregulation 


Reguliert wird die Synthese der Hormone durch einen hierarchischen Kreislauf. Auf der obersten Ebene stehen dabei bestimmte Hypothalamus-Hormone, die auch "Releasing Factors" genannt werden. Die wirken auf die Hypophyse und führen dort wiederum zur Synthese von anderen Hormonen. Deren Zielorgane sind im vorliegenden Fall jene Organe, die Peptidhormone produzieren und ausschütten.


Um zu signalisieren, dass genug vom Peptidhormon vorliegt, kann das entsprechende Hormon die höher gelegenen Ebenen in einem Regelsystem hemmen. Das heißt, das Peptidhormon kann die Produktion der Hypothalamus- und Hypophysen-Hormone bremsen (s. Abbildung 2).


Dieses generelle Schema der Stimulierung und des negativen Feedbacks des Zielhormons findet sich für viele wichtige Hormone im Körper wieder und wird als Hypothalamus-Hypophysen-Zielorgan-Achse bezeichnet.Die meisten Hypothalamus- und Hypophysen-Hormone sind selbst Peptidhormone. 


Die meisten Hypothalamus- und Hypophysen-Hormone sind selbst Peptidhormone.


                                                     

 

Abbildung 3: Hormoneller Regelkreis; Quelle via Christen P, Jaussi R, Benoit R. Hormone und Mediatoren. 2016.



Abbau


Der Abbau der Peptidhormone findet über den allgemeinen Abbauweg aller Peptide statt: Durch die Proteolyse werden die Peptide im Blutplasma oder in der Niere gespalten und dann über die Niere ausgeschieden. 



Die wichtigsten Vertreter der Hormonklasse


Einen groben Überblick hast du jetzt schon erhalten, aber damit du dir auch praktisch etwas unter Peptidhormonen vorstellen kann, erfährst du im Folgenden, welche Hormone zu dieser Gruppe gehören.


Blutzucker-Hormone


Die wahrscheinlich wichtigsten Peptidhormone im menschlichen Körper sind die Hormone, die für die Aufrechterhaltung eines ausreichenden Blutzuckerspiegels verantwortlich sind.


Insulin


Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse gebildet und ausgeschüttet, wenn der Blutzuckerspiegel steigt (z. B. nach dem Essen). Durch Insulin wird dann vermehrt Glucose in die Zellen aufgenommen, sodass der Blutzuckerspiegel wieder sinkt und sich normalisiert.


Glukagon


Glukagon wird auch in der Bauchspeicheldrüse gebildet und ist der Gegenspieler zum Insulin. So wird Glukagon ausgeschüttet, wenn der Blutzuckerspiegel sinkt (z. B. wenn man lange nichts gegessen hat). Dadurch wird vermehrt Glucose produziert, sodass der Blutzuckerspiegel am drastischen Abfallen gehindert wird.


Möchtest Du mehr zum Blutzucker-Gleichgewicht erfahren? Dann kannst Du bequem hier bleiben und unseren Artikel zum Blutzuckerspiegel lesen!


Schilddrüsenhormone


Zwei sehr wichtige Schilddrüsenhormone zählen zu den aminosäureverwandten Hormonen. Sie werden in ihrer Synthese aus der Aminosäure Tyrosin abgeleitet und dabei und bei der Sekretion durch das Hypothalamus-Hormon TRH und das Hypophysen-Hormon TSH stimuliert. 


Zu den aminosäureverwandten Schilddrüsenhormonen zählt das Thyroxin (T4) und Triiodthyronin (T3), die - wie der Name schon verrät - in der Schilddrüse gebildet werden. Diese Schilddrüsenhormone sind an verschiedenen Stoffwechselprozessen beteiligt und von enormer Relevanz für das Wachstum des Organismus.


Menschen mit einer Schilddrüsenunterfunktion produzieren nicht genug T3 und T4. Dadurch würden sie ohne Behandlung nicht normal wachsen und wären viel kleiner als der Durchschnitt. Allerdings kann man das durch die orale Einnahme von Thyroxin gut verhindern. Doch wie ist das möglich?


Das liegt an einer Ausnahme: Die Schilddrüsenhormone T3 und T4 entstehen zwar aus einer Aminosäure, sind aber hydrophob und lipophil. Dadurch können sie genauso wie andere lipophile Hormone auch oral eingenommen werden und wirken.



Das Wichtigste zu Peptidhormonen auf einem Blick!


  • Peptidhormone entstehen aus min. 3 Aminosäuren, die über Peptidverbindungen miteinander verbunden sind.
  • Weil es sich um hydrophile und lipophobe Hormone handelt, können sie nicht durch die Lipidmembran gelangen und lösen nach der Bindung an Transmembranrezeptoren eine second-messenger-Signalkette aus.
  • Die Synthese findet im ZNS, im autonomen Nervensystem, in der Hypophyse, in den Verdauungsorganen und Co. statt.
  • Der Abbau der Steroidhormone findet über Proteolyse im Blutplasma und in der Niere statt.
  • Wichtigste Vertreter sind zum Beispiel die Blutzucker-Hormone Insulin und Glukagon, sowie die Schilddrüsenhormone T3 und T4.



FERTIG!

Jetzt kennst du alle Eigenschaften und die Bedeutung von Peptidhormonen. Schau dir gleich noch den StudySmarter Artikel zu einer anderen großen Hormonklasse, den Steroidhormonen an!


shirin.sarmadi@studysmarter.de

FAQ1: Was bewirken Peptidhormone?

Peptidhormone bewirken über Transmembranproteine und daraufhin eine second-messanger-Signalkette eine Veränderung der Aktivität von Hormonen und greifen so in den Stoffwechsel ein.


FAQ2: Wodurch werden Peptidhormone klassifiziert?

Peptidhormone werden chemisch aufgrund ihrer Peptidverbindungen durch hydrophile und gleichzeitig lipophobe Eigenschaften klassifiziert. Biochemisch zeichnen sie sich durch einen schnellen Wirkeintritt und freien Transport im Blut aus.


FAQ3: Was sind Peptidhormone? 

Peptidhormone sind Hormone, die aus Aminosäuren bestehen, die über Peptidverbindungen miteinander verbunden sind.

12:24 29.08.2021

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Finales Peptidhormone Quiz

Frage

Wie lassen sich Peptidhormone definieren?

Antwort anzeigen

Antwort

Peptidhormone entstehen aus mindestens 3 Aminosäuren, die über Peptidverbindungen miteinander verbunden sind.

Frage anzeigen

Frage

Welche ist die größte Hormonklasse im Menschen?

Antwort anzeigen

Antwort

Peptidhormone

Frage anzeigen

Frage

Welche chemischen Eigenschaften haben Peptidhormone?

Antwort anzeigen

Antwort

chemische Eigenschaften:

  • hydrophil
  • lipophob
Frage anzeigen

Frage

Wie wirkt sich die Löslichkeit der Peptidhormone auf ihre Membrangängigkeit aus? 


Antwort anzeigen

Antwort

Aufgrund der lipophoben Eigenschaften können Peptidhormone die Lipidmembran nicht passieren. Deswegen wirken sie über Transmembranrezeptoren.

Frage anzeigen

Frage

Wie wirkt sich die Löslichkeit der Peptidhormone auf ihren Transport im Blut aus?

Antwort anzeigen

Antwort

Aufgrund der Hydrophilie können Steroidhormone frei und ohne Transportproteine im Blut transportiert werden.  

Frage anzeigen

Frage

Wahr oder falsch?

Peptidhormone können oral und über die Haut aufgenommen werden.

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Antwort

Falsch.

Das ist wegen ihrer lipophoben Eigenschaft und der Fähigkeit Peptide im Magen zu zersetzen nicht möglich.

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Frage

An welchen Rezeptoren wirken Peptidhormone?

Antwort anzeigen

Antwort

Die lipophoben Peptidhormone binden außerhalb der Zelle an Rezeptoren, die quer durch die Membran reichen (= transmembranäre Rezeptoren/ Transmembranrezeptoren).

Frage anzeigen

Frage

Wie ist die Wirkweise von Peptidhormonen?

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Bindung an Transmembranrezeptor 
  2. Aktivierung eines intrazellulären second messanger
  3. Starten einer Signalkette mit Aktivierung verschiedener Enzyme
  4. Eingreifen in den Stoffwechsels
  5. Deaktivierung des second messangers
Frage anzeigen

Frage

Was sind second messenger

Antwort anzeigen

Antwort

Das sind intrazelluläre Botenstoffe, die durch Bindung von z. B. Peptidhormonen an Transmembranrezeptoren aktiviert werden und dann eine Signalkaskade auslösen.

Frage anzeigen

Frage

Wahr oder Falsch?

Der Wirkeintritt von Peptidhormonen ist ziemlich rasch (im Sekunden bis Minutenbereich).

Antwort anzeigen

Antwort

Wahr.

Die ausgelöste Signalkaskade läuft sehr schnell ab.

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft die Synthese von Peptidhormonen ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Wie alle anderen Peptide auch:

  • Proteinbiosynthese 
Frage anzeigen

Frage

Was sind Syntheseorte der Peptidhormone?

Antwort anzeigen

Antwort

Bsp. für Syntheseorte:

  • ZNS
  • autonomes Nervensystem
  • Hypophyse
  • Verdauungsorgane
Frage anzeigen

Frage

Wie läuft der Abbau von Peptidhormonen ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Wie alle anderen Peptide auch: 

  1. Proteolyse im Blutplasma/ in der Niere
  2. Ausscheidung über die Nieren
Frage anzeigen

Frage

Welche Hormone sind Vertreter der Peptidhormone?

Antwort anzeigen

Antwort

Vertreter sind z. B. Folgende:

  • Blutzucker-Homone
    • Insulin
    • Glukagon
Frage anzeigen

Frage

Welche Hormone sind Vertreter der aminosäureverwandten Hormone?

Antwort anzeigen

Antwort

Vertreter sind z. B. Folgende:

  • Schilddrüsen-Hormone
    • Triiodthyronin (T3)
    • Thyroxin (T4)
Frage anzeigen

Frage

Wie lassen sich aminosäureverwandten Hormone definieren?

Antwort anzeigen

Antwort

Das sind kleine Hormone, deren Vorstufen einzelne Aminosäuren sind. Streng genommen zählen sie nicht zu den Peptidhormonen, da es keine Peptidverbindungen in der chemischen Struktur gibt.

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