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Steroidhormone

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Steroidhormone

Ob im Zusammenhang mit Doping im Sport oder im Biologieunterricht: viele Menschen haben schon einmal etwas von sogenannten Steroidhormonen gehört. Die wenigsten wissen jedoch, was Steroidhormone überhaupt sind und wie sie im Körper wirken.

Definition von Steroidhormonen

Der Name lässt vermuten, dass es sich um Hormone handelt. Aber was genau sind Steroide und was haben die mit Hormonen zu tun?

Steroide sind eine Stoffklasse der Fette (Lipide), welche sich eine gemeinsame Grundstruktur (Steroid-Gerüst) teilen. Steroide welche als Hormone fungieren werden als Steroidhormone bezeichnet und werden in der Regel von Cholesterin abgeleitet.

Cholesterin ist ein in Tierzellen weitverbreiteter fettartiges Molekül, welches hauptsächlich in der Leber gebildet wird und essenzielle Aufgaben in unseren Körpern übernimmt. Cholesterin ist unter anderem wichtiger Bestandteil von Biomembranen und ist die Vorstufe für Steroidhormone und Gallensäure.

Es gibt natürliche Steroidhormone, wie z. B. Testosteron oder Östrogen, und synthetische - also künstliche - Steroidhormone. Hierzu gehören die anabolen Steroide, welche beim Doping eingesetzt werden.

Der Begriff “anabol” beschreibt Vorgänge, bei denen Moleküle bis hin zu Muskeln aufgebaut werden. Im Gegensatz dazu stehen katabole Vorgänge, bei denen Strukturen abgebaut werden.

Verschieden Steroidhormone wirken unterschiedlichen im Körper und übernehmen eine ganze Breite an Funktionen in den Zellen. Testosteron ist z. B. maßgeblich am Muskelaufbau beteiligt, während Östrogen für den Aufbau der Gebärmutterschleimhaut und des Brustgewebes zuständig ist.

Eigenschaften von Steroidhormonen

Steroidhormone gehören zu den Lipidhormonen. Lipidhormone sein eine der drei Klassen von Hormonen im menschlichen Körper. Anhand des enthaltenen Steroid-Gerüsts ergeben sich bestimmte chemische Eigenschaften dieser Hormonklasse, die wiederum mit bestimmten biochemischen Eigenschaften einhergehen.

Lipidhormone leiten sich in ihrer Struktur von Fetten bzw. Lipiden ab und bilden eine Kategorien von Hormonklassen im menschlichen Körper.

Chemischer Aufbau und Eigenschaften

Das vom Cholesterin abgeleitete Steroid-Gerüst besteht aus drei C6-Ringen (A, B und C) und einem C5-Ring (D). Durch dieses chemische Grundgerüst sind die Steroidhormone lipophil, also fettlöslich. Deswegen gehören sie auch zu der Klasse der Lipidhormone. Ergänzend dazu sind sie schlecht wasserlöslich (hydrophob).

Biochemische Eigenschaften

Dadurch, dass es sich bei den Steroidhormonen um Lipidhormone handelt, können die Hormone durch die ebenfalls lipophile Lipidmembran hindurchtreten, ohne dass sie dafür einen Membran-Transporter benötigen. Um in der Zelle angekommen ihre Wirkung zu entfalten, müssen sie dann an Rezeptoren binden. Da die Steroidhormone also erst innerhalb der Zelle an Rezeptoren binden, bezeichnet man die entsprechenden Rezeptoren als intrazelluläre Rezeptoren.

Aufgrund ihrer hydrophoben Eigenschaft können die Steroidhormone jedoch nicht ohne Weiteres im wässrigen Blut transportiert werden. Zu Hilfe kommen Lipoproteine, an welche die Steroidhormone binden und so problemlos im Blut von A nach B transportiert werden können.

Peptidhormono können beispielsweise nicht ohne Weiteres die Biomembran durchqueren. Peptidhormone sind nämlich aufgrund der funktionellen Gruppen der Aminosäuren hydrophil, wodurch sie die im Inneren hydrophobe Doppellipidschicht nicht passieren können.

Peptidhormone sind Hormone, die aus 3-191 Aminosäuren bestehen und deswegen chemisch gesehen Proteine darstellen.

Weitere Informationen zu Peptidhormonen kannst Du im passenden StudySmarter Artikel nachlesen.

Wirkungsweise von Steroidhormonen und ihren Rezeptoren

Gebunden an ihren intrazellulären Rezeptor, bilden die Steroidhormone einen Hormon-Rezeptor-Komplex, der nun in den Zellkern gelangt. Dort kann dieser Komplex die Transkription verschiedener Zielgene positiv oder negativ beeinflussen. Durch die Steroidhormone findet also eine Genregulation statt.

Über eine veränderte Transkriptionsaktivität mit anschließender Translation werden entsprechende Proteine vermehrt oder verringert produziert. Diese verstärkt oder geringer synthetisierten Proteine können z.B. Enzyme sein, wodurch die von diesem Enzym katalysierte Reaktion häufiger bzw. seltener stattfindet und bestimmte Stoffwechselvorgänge gefördert bzw. gehemmt werden.

Die Wirkung der Steroidhormone findet also über die regulierte Synthese von Proteinen statt. Bis zum Wirkungseintritt müssen also viele Schritte abgelaufen sein (Permeation durch die Membran, Bindung an intrazelluläre Rezeptoren, Permeation in den Zellkern, Binden an DNA, Transkription, Translation, Wirken der Proteine). Es dauert dementsprechend im Gegensatz zu den Peptidhormonen relativ lange (einige Stunden) bis die Steroidhormone letztlich ihre Wirkung entfalten.

Das liegt daran, dass die Rezeptoren der Peptidhormone nicht am Zellkern liegen, sondern in der Zellmembran gebunden sind. Diese Rezeptoren können direkt Stoffwechselwege innerhalb der Zelle bewirken. Das Peptidhormon muss also nicht erst in die Zelle eintreten, an den Rezeptor binden und so eine Genaktivierung hinter sich bringen. Es muss lediglich an den Rezeptor binden, welcher dann weitere Schritte anstößt, was die Wirkung mit verkürzter Verzögerung möglich macht.

Synthese und Abbau von Steroidhormonen

Steroidhormone müssen - wie viele andere Moleküle im Körper - immer wieder abgebaut und wieder neu aufgebaut werden.

Synthese

Am Anfang der Synthese von Steroidhormonen steht als Ausgangsprodukt das Cholesterin, welches zum größten Teil in der Leber und der Darmschleimhaut produziert wird.

Das Cholesterin wird nun in verschiedenen Schritten durch bestimmte chemische Reaktionen (z. B. Hydroxylierungen und Demethylierungen) in die verschiedenen Steroidhormone umgewandelt. So entsteht aus dem C27-Körper Cholesterin im ersten und wichtigsten Schritt der C21-Körper Pregnenolon, aus dem im Anschluss alle weiteren Steroidhormone gebildet werden.

Die Synthese findet unter anderem in den Eierstöcken, Hoden und in der Nebenniere statt.

Reguliert wird die Synthese der Hormone durch einen hierarchischen Kreislauf. Um zu signalisieren, dass genug von einem Steroidhormon vorliegt, kann das entsprechende Hormon die höher gelegenen Ebenen in diesem Regelsystem hemmen. Dieses generelle Schema der Stimulierung und des negativen Feedbacks des Zielmoleküls findet sich für viele wichtige Vorgänge im Körper wieder.

Abbau

Abgebaut werden die Steroidhormone hauptsächlich in der Leber. Allerdings hat der Mensch keine Enzyme, die das Steroid-Gerüst gänzlich zersetzen können. Daher wird daraus ein anderer Stoff gebildet - die Galle. Diese wird teilweise ausgeschieden, der größte Teil wird allerdings immer wieder recycelt. Zu einem sehr geringen Anteil werden die Steroidhormone auch über die Nieren ausgeschieden.

Steroidhormone – die wichtigsten Vertreter der Hormonklasse

Welche Hormone gehören nun zur Gruppe der Steroidhormone und was bewirken sie im Körper?

Es wird in drei Hauptgruppen unterschieden. Diese sind Glukokortikoide, Mineralkortikoide und Geschlechtshormone.

Glukokortikoide

Die Glukokortikoide werden vor allem in der Nebennierenrinde gebildet und ihr wichtigster Vertreter ist der C21-Körper Cortisol. Glukokortikoide sind wichtig für den Stoffwechsel, allerdings sind sie unter anderem auch an der Stress- und Immunreaktion des Körpers beteiligt.

Mineralkortikoide

Mineralkortikoide werden ebenfalls v. a. in der Nebennierenrinde gebildet. Der bekannteste Vertreter dieser Untergruppe ist der C21-Körper Aldosteron, der für die Regulation des Wasser- und Elektrolyt-Haushalts sowie des Blutdrucks von enormer Wichtigkeit ist.

Geschlechtshormone

Die Geschlechtshormone werden zum Teil in der Nebennierenrinde gebildet, der wesentlich größere Anteil wird allerdings in den jeweiligen Geschlechtsorganen produziert, also entweder in den Eierstöcken oder in den Hoden. In den Eierstöcken wird vor allem der C18-Körper Östrogen und der C21-Körper Progesteron als weibliche Geschlechtshormone und in den Hoden wird insbesondere der C19-Körper Testosteron als männliches Geschlechtshormon synthetisiert.

Es ist völlig normal, dass beide Geschlechter einen gewissen Anteil an beiden Geschlechtshormonen produzieren. Bei Frauen entsteht das Östrogen sogar aus Testosteron.

Steroidhormone – Doping mit Steroiden

Wenn Sportler*innen bessere Leistungen aufbringen und schnellere Fortschritte erzielen wollen, wird häufig zu Doping gegriffen. Hierbei werden Stoffe eingenommen oder gespritzt, die den Stoffwechsel zum Gunsten des Sportlers künstlich verändern.

Es werden jedoch nicht direkt Steroidhormone verwendet, sondern sogenannte anabole Steroide, welche umgangssprachlich auch als Anabolika bezeichnet werden. Sie leiten sich strukturell vom Testosteron ab und beschleunigen den Muskelaufbau stark.

Sie haben zum Teil schwere Nebenwirkungen und können zum Gunsten von sportlichen Leistungen ein gesundheitliches Risiko für die Sportler*innen mit sich bringen. Hierzu gehören:

  • Schäden am Herz-Kreislauf-System, z. B. durch vergrößerte, aber nicht besser durchblutete Herzmuskelfasern

  • Schäden an der Leber

  • übermäßiges Brustwachstum bei Männern

  • irreversible Veränderungen der Stimme, des Menstruationszyklus und der Behaarung bei Frauen

  • positive oder negative Beeinflussung der Stimmung (von Euphorie bis Gewaltbereitschaft)

  • Akne durch Veränderung der Talg-Produktion

  • Gewichtszunahme durch Wassereinlagerungen

Es gab schon zahlreiche Vorfälle, bei denen Gewinner internationaler Sportveranstaltungen später des Dopings überführt wurden und ihnen aufgrund dessen die Medaille aberkannt wurde.

So auch beim Bulgaren Walentin Christow, der 1976 mit gerade einmal 20 Jahren bei den Olympischen Sommerspielen im Gewichtsheben antrat, ganze 400 kg stemmte und so die Goldmedaille in seiner Gewichtsklasse gewann. Später wurde ihm als erster Gewichtsheber überhaupt die Goldmedaille aberkannt, da bei ihm der Gebrauch von anabolen Steroiden nachgewiesen wurde.1980 gewann er dann bei Olympia doch noch eine Silbermedaille, welche er auch behalten durfte.

Steroidhormone Gewichtsheber Valentin Hristov Olympia 1980 StudySmarterAbbildung 3: Valentin Hristov (links) mit einer (diesmal) verdienten SilbermedailleQuelle: RIA Novosti Archiv

Steroidhormone - Das Wichtigste

  • Steroidhormone sind Lipidhormone und enthalten ein Steroid-Grundgerüst.
  • Weil es sich um Lipidhormone handelt, können die Steroidhormone die lipophile Lipidmembran passieren, ohne dass sie dafür einen Membran-Transporter benötigen.
  • Steroidhormone werden aus dem in der Leber produzierten Cholesterin abgeleitet.
  • Die Synthese findet in Nebennierenrinde und Geschlechtsorganen statt.
  • Der Abbau der Steroidhormone findet hauptsächlich in der Leber statt.

Nachweise

  1. spektrum.de: Steroidhormone. (25.06.22)
  2. flexikon.doccheck.com: Steroidhormon. (25.06.22)
  3. dshs-koeln.de: Steroidhormone. (25.06.22)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Steroidhormone

Ein Steroidhormon besitzt als Grundstruktur ein Steroidgerüst, welches dem Cholesterol ähnelt.

Es 3 Grundarten von Steroidhormonen: Glykokortikoide, Mineralkortikoide und Geschlechtshormone.

Steroidhormone gelangen durch ihre fettlöslichen Eigenschaften einfach durch die Membran in die Zelle und binden an einem Steroid-Rezeptor, welcher am Zellkern sitzt. Dadurch werden Gene und ihre daraus resultierenden Proteine entweder vermehrt oder weniger produziert.

Steroidhormone werden hauptsächlich in den Geschlechtsorganen und in der Nebennierenrinde gebildet.

Finales Steroidhormone Quiz

Frage

Wie lassen sich Steroidhormone definieren?

Antwort anzeigen

Antwort

Steroidhormone sind alle Hormone, die in ihrer chemischen Struktur ein vom Cholesterin abgeleitetes Steroid-Gerüst aufweisen. Sie gehören zu den Lipidhormonen.

Frage anzeigen

Frage

Wie ist das Steroid-Gerüst von Steroidhormonen aufgebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Steroid-Gerüst besteht aus 4 Ringen:

  • 3 C6-Ringe (A-C)
  • 1 C5 Ring (D)
Frage anzeigen

Frage

Welche chemischen Eigenschaften haben Steroidhormone?

Antwort anzeigen

Antwort

chemische Eigenschaften:

  • lipophil
  • hydrophob
Frage anzeigen

Frage

Warum sind Steroidhormone fettlöslich?

Antwort anzeigen

Antwort

Aufgrund des vom Cholesterol abgeleiteten Steroid-Gerüsts

Frage anzeigen

Frage

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

Antwort anzeigen

Antwort

Aufgrund der lipophilen Eigenschaften können Steroidhormone die Lipidmembran passieren, ohne dass sie einen Transporter brauchen.

Frage anzeigen

Frage

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

Antwort anzeigen

Antwort

Aufgrund der Hydrophobie können Steroidhormone nicht ohne Weiteres im Blut transportiert werden. Deswegen findet man sie dort an Transportproteine gebunden.

Frage anzeigen

Frage

Wahr oder falsch?

Steroidhormone können oral und über die Haut aufgenommen werden.

Antwort anzeigen

Antwort

Wahr.

Das ist dank ihrer Lipophilie möglich.

Frage anzeigen

Frage

An welchen Rezeptoren wirken Steroidhormone?

Antwort anzeigen

Antwort

Steroidhormone binden erst innerhalb der Zelle an Rezeptoren (= intrazelluläre Rezeptoren).

Frage anzeigen

Frage

Wie ist die Wirkweise von Steroidhormonen?

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Freie Permeation durch Lipidmembran
  2. Bindung an intrazellulären Rezeptor und Bildung eines Hormon-Rezeptor-Komplexes
  3. Permeation in den Zellkern
  4. Aktivierung/ Hemmung der Transkription bestimmter DNA-Zielgene
  5. Vermehrte/ Verminderte Translation des Gens
  6. Vermehrtes/ Vermindertes Vorliegen des Proteins
Frage anzeigen

Frage

Wahr oder Falsch?

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

Antwort anzeigen

Antwort

Falsch.

Es müssen viele Schritte durchlaufen werden bis die Hormone wirken können. Das dauert Stunden.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Ausgangssubstanz aller Steroidhormone?

Antwort anzeigen

Antwort

Cholesterin v. a. aus Lipoproteinen im Blut

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft die Synthese von Steroidhormonen ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Cholesterin (C27-Körper) wird in vielen Zwischenschritten (u. a. Hydroxylierungen) zu den verschiedenen Steroidhormonen umgewandelt. Im ersten und wichtigsten Schritt entsteht dabei Pregnenolon (C21).

Frage anzeigen

Frage

Was sind Syntheseorte der Steroidhormone?

Antwort anzeigen

Antwort

Generell können fast alle Steroidhormone in der Nebenniere(nrinde) gebildet. Weitere Syntheseorte sind:

  • Frauen: Eierstöcke
  • Mann: Hoden
Frage anzeigen

Frage

Wie läuft der Abbau von Steroidhormonen ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Steroidhormone werden v. a. in der Leber zu Galle umgewandelt und so teilweise ausgeschieden.

Ein sehr geringer Teil wird über die Nieren ausgeschieden.

Frage anzeigen

Frage

Was sind die 3 Hauptgruppen von Steroidhormonen?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Mineralkortikoide
  • Glukokortikoide
  • Geschlechtshormone
Frage anzeigen

Frage

Was sind Mineralkortikoide?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Steroidhormonklasse
  • wichtigster Vertreter: Aldosteron
  • Funktionen: Regulation des Wasser- & Elektrolythaushalts, Blutdruckregulation
Frage anzeigen

Frage

Was sind Geschlechtshormone, welche Vertreter gibt es und was sind ihre Funktionen?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Steroidhormonklasse
  • wichtigste Vertreter: Östrogen, Progesteron, Testosteron
  • Funktionen: Geschlechtsmerkmale, Stoffwechselregulation, Knochendichte
Frage anzeigen

Frage

Wahr oder Falsch?

Wenn Männer Östrogen bzw. Frauen Testosteron produzieren, liegt eine Krankheit vor.

Antwort anzeigen

Antwort

Falsch.

Beide biologischen Geschlechter produzieren mehr von einem der beiden Hormone, können aber auch das andere zu einem gewissen Grad herstellen.

Frage anzeigen

Frage

Was sind Glukokortikoide?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Steroidhormonklasse
  • wichtigster Vertreter: Cortisol
  • Funktionen: Stoffwechselregulation, Stress- und Immunreaktion
Frage anzeigen
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