Hormone – Kommunikation mit Botenstoffen

Abb. 1: Hormondrüsen des Menschen¹

 

Abb. 2: Spezifische Hormon-Rezeptor-Bindung¹

 

Abb. 3: Hormontransport¹

Der menschliche Körper besitzt mehrere Hormondrüsen. Diese befinden sich an verschiedenen Stellen des Körpers und produzieren jeweils spezielle Botenstoffe, die Hormone. Die Hormondrüsen geben die gebildeten Hormone in das Transportsystem Blut ab. Auf diesem Wege werden die Hormone im gesamten Körper verteilt und erreichen jede einzelne Zelle. Im Vergleich zum Nervensystem ist das Hormonsystem ein eher langsames Informationssystem. Beide Informationssysteme arbeiten zusammen.

Hormone sind bereits in sehr geringen Konzentrationen wirksam. Jedes Hormon weist eine eigene räumliche Struktur auf. Es löst nur bei bestimmten Zellen und Geweben seine Wirkung aus. Die jeweiligen Zellen werden als Zielzellen bezeichnet. Diese Zellen besitzen Rezeptoren. Das sind Bindungsstellen, die aufgrund ihrer Struktur spezifisch für ein bestimmtes Hormon sind. Hormon und Rezeptor passen zusammen wie Schlüssel und Schloss. Die Passgenauigkeit des Hormons auf einen spezifischen Rezeptor ist ein Beispiel für das Schlüssel-Schloss-Prinzip. Nur wenn ein Hormon zu einem Rezeptor passt und bindet, kommt es zu der jeweiligen Wirkung in der Zelle. Fehlt ein passender Rezeptor, so findet keine Bindung statt und in der Zelle wird keine Wirkung ausgelöst.

Eine Zelle kann Rezeptoren für mehrere Hormone besitzen. Und ein Hormon kann bei verschiedenen Zellen unterschiedliche Wirkungen haben. Die in den Keimdrüsen (Eierstöcken und Hoden) gebildeten Geschlechtshormone bewirken in den Zielzellen verschiedener Organe unter anderem die Ausprägung der sekundären Geschlechtsmerkmale.¹

Aufgaben

1. Erkläre den Begriff Hormon in eigenen Worten.
2. Beschreibe den Weg eines in den Keimdrüsen gebildeten Hormons zu einem seiner Wirkorte.
3. Erkläre mit Hilfe von Abb. 2, wodurch in der Zielzelle eine spezifische Wirkung ausgelöst wird.
4. Hormone werden mit dem Blut im gesamten Körper verteilt. Erkläre, wie sichergestellt wird, dass nur bestimmte Zellen auf das Hormonsignal hin reagieren.
   Fertige hierzu ein Modell aus Moosgummi. (Tipp: Fertige zuerst eine Handskizze an.)
5. Nenne weitere Hormondrüsen und recherchiere die zugehörigen Hormone und deren Wirkung. Fertige eine Übersichtstabelle an.

Lösungshinweise

1. Erkläre den Begriff Hormon in eigenen Worten.
   Individuelle Schülerlösung mit folgenden Elementen: Botenstoff, Bildung in Drüse, Transport im Blut, daher langsamere Informationsübertragung als mit Nerven, bereits in geringen Mengen wirksam, Bindung an spezifischen Rezeptor nach dem Schlüsssel-Schloss-Prinzip, der nur an Zielzellen vorhanden ist.
    
2. Beschreibe den Weg eines in den Keimdrüsen gebildeten Hormons zu einem seiner Wirkorte.
   z. B.: Testosteron aus Hoden über Blut zu Hautzellen an Brust, unter der Achsel und im Schambereich → Wachstum der Haare (sekundäres Geschlechtsmerkmal)
   z. B.: Östrogene aus Eierstöcken über Blut zu Zellen der Brüste → Wachstum der Brüste (sekundäres Geschlechtsmerkmal)
   
   
3. Erkläre mit Hilfe von Abb. 2, wodurch in der Zielzelle eine spezifische Wirkung ausgelöst wird.
   Ein Hormon kann in einer Zelle nur dann seine spezifische Wirkung entfalten, wenn die Zelle bestimmte Rezeptoren auf der Oberfläche besitzt. Eine Zielzelle für ein bestimmtes Hormon besitzt zu diesem Hormon passende Rezeptoren. Das Hormon passt zu diesen Rezeptoren wie ein Schlüssel zu einem Schloss. Das Hormon Insulin zum Beispiel bewirkt in den Zielzellen eine die Aufnahme von Glucose. [Die Tatsache, dass es auch Rezeptoren innerhalb von Zellen geben kann ist an dieser Stelle aus didaktischen Gründen reduziert.]
   
   
4. Hormone werden mit dem Blut im gesamten Körper verteilt. Erkläre, wie sichergestellt wird, dass nur bestimmte Zellen auf das Hormonsignal hin reagieren.
   Fertige hierzu ein Modell aus Moosgummi. (Tipp: Fertige zuerst eine Handskizze an.)
   Zielzellen besitzen für das Hormon spezifische Rezeptoren. Nicht-Zielzellen besitzen für das Hormon keine Rezeptoren. Jede Zelle kann unterschiedliche Rezeptoren für verschiedene Hormone besitzen.
   Individuelles Modell: Zellkörper mit mindestens zwei verschiedenen Rezeptoren für unterschiedliche Hormone. Mindestens 1 Hormon ohne Rezeptor an der Zelle.
   
   
5. Nenne weitere Hormondrüsen und recherchiere die zugehörigen Hormone und deren Wirkung. Fertige eine Übersichtstabelle an.
   

   [Vollständigkeit wird keinesfalls erwartet. Ggf. können auch drei Hormondrüsen vorgegeben werden.]

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