Hormone und Hormonsystem - Lehrbuch der Endokrinologie

484 Pages·2014·28.66 MB·German

by  Bernhard Kleine

Bernhard Kleine
Winfried Rossmanith
Hormone und
Hormonsystem
Lehrbuch der Endokrinologie
3. Aufl age
Hormone und Hormonsystem –
Lehrbuch der Endokrinologie
Bernhard Kleine · Winfried Rossmanith
Hormone und
Hormonsystem –
Lehrbuch der
Endokrinologie
3., vollständig überarbeitete
und erweiterte Auflage
BernhardKleine WinfriedRossmanith
Lenzkirch,Deutschland Ettlingen,Deutschland
ISBN978-3-642-37091-5 ISBN978-3-642-37092-2(eBook)
DOI10.1007/978-3-642-37092-2
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Vorwort zur dritten Auflage
LiebeLeserinnenundLeser,
nachvier Jahrenerscheint nun dieDritte Auflageunseres Buches,nochmalüberarbeitet
undaktualisiert. Die wesentliche Neuerung istder generelle Gebrauch vonFarbe in fast
allenAbbildungen.DamitwirdunsererMeinungnachdasLesenderSchematawesenlich
einfacher.Inden Steckbriefen wird dasbeschriebeneHormonfastdurchgehendin Gelb
unterlegtundkanndaherleichtidentifiziertwerden.AußerdemhabenwirdenAbschnitt
über Steroidhormoneund die Enzyme, durch die Steroide gebildet werden, völlig über-
arbeitet undihn vonder Detailtiefe andie Peptid- undProteinhormoneangepasst.Was
dieHerstellungdesBuchesanbelangt,dankenwirauchdiesmalunserenFamilienfürdie
Geduld,mitdersiedieEntstehungdiesesBuchesbegleitethaben,FrauWolfvomSpringer-
VerlagundderFa.le-tex inLeipzigfürdenSatz.DerGemeindederTEX-Spezialistensei
auchbeidieserAusgabegroßerDankgesagtfürdieHilfe,dieKlippenderLATEX-Gestaltung
zuumschiffen.AlsProgrammekamenKileundpdfLATEXfürsErstellen,JabReffürdieVer-
waltungderZitate,PyMolfürdieGestaltungderProteinstrukturen,undInkscapefürdie
weiterenAbbildungenzumEinsatz.
WirwünschenfrohesLesen!
EttlingenundLenzkirchimAugust2013
BernhardKleineundWinfriedRossmanith
V
Vorwort zur zweiten Auflage
LiebeLeser,
wirhabenunsüberdiefreundlicheAufnahmeunseresBuchessehrgefreut.Geradezwei
JahrennachderPublikationwardieersteAuflageschonverkauft.HerzlichenDankfürdas
inunsgesetzteVertrauen!
DieKritik,dieunserreichthat,warfastausschließlichfreundlich.Eswurdemehrfach
festgestellt, dassunserBuch sichfastausschließlich mitder EndokrinologievonWirbel-
tierenbefasst.DieEndokrinologiederWirbellosenTiereseinichtrepräsentiert.WennSie
jetztinunserWerkhineinschauen,könnenSiefeststellen,dasswirversuchthaben,diesem
Mangelabzuhelfen.FastallebekanntenHormonevonSchnecken,Muscheln,Insektenund
Krebsenwurdenaufgenommenundvorgestellt.Darüberhinaushabenwireinigecharakte-
ristischehormon-gesteuerteProzessebeiInvertebratendargestellt.DieendokrinenOrgane
wurden ebenfalls aufgenommen. Dabei danken wir Herrn Professor Heinz Penzlin, aus
dessenWerkTierphysiologiewirBilderübernehmenkonnten.
EinenweiterenKritikpunkt,dasFehleneinerTake-home-Lessonhabenwirdadurchaus-
geräumt,indemwireinenHormonsteckbriefeingeführthaben,derfürjedesHormondie
wichtigsten Informationenzusammenfasst.DiefehlendeFarbehabenwir jetzt daeinge-
führt,wosiezurÜbersichthilft.
Alswiranfingen,unsmitderEndokrinologiederInvertebratendetailliertzubefassen,
konntenwirfeststellen,dasseserstaunlicheParallelenzudenHormonenderVertebraten
gibt,auchzudenenderSäuger.Dashatunsdazuveranlasst,jedemInvertebratenhormon
einenphylogenetischenStammbaumzurSeitezustellen,derdieNachweisevonGenenin
den verschiedenen Ästendes Lebensbaums herausstellt.Eswerden dieGeneaufgeführt,
die zum Zeitpunkt der Suche, also vonJuni 2008 bis Februar 2009, in der Genbank der
NationalInstitutesofHealthaufgeführtwaren.
ZusätzlichzumHormonsteckbriefhabenwirmiteinerGliederunginjedemeinzelnen
Hormonabschnittversucht,dieÜbersichtzuerhöhen.DazuhabenwireinigeAbschnitte
völligneugefasst.Hormone,derenWichtigkeitvorfünfJahrennochnichterkennbarwa-
ren,sindneuaufgenommen,wiez.B.Kisspeptin,dasfürdieFreisetzungvonGnRHeine
wichtigeRollespielt.
VII
VIII VorwortzurzweitenAuflage
FürdiegroßartigeMithilfeallerKollegenimIn-undAusland,dieunsbereitwilligihre
ArtikelzurVerfügunggestellthaben,möchtenwirganzherzlichdanken.DenKollegenim
ehemaligenInstitutfürImmunbiologiederUniversitätFreiburg,dieunsbeiderLiteratur-
beschaffungunterstützthaben,gilteinherzlichesDankeschön!FürdiekritischeDurchsicht
vonTeilendesManuskriptessindwirFrauBeateFink-Kleine,HerrPrivatdozentDr.Rein-
hardGereckeinTübingen,HerrnDr.ChristofKloosinJenaundnatürlichderLektorinDr.
ClaudiaSchönzugroßemDankverpflichtet.
AufSeitendesVerlagesdankenwirbesondersFrauStefanieWolf,dieimmereinoffenes
OhrfürdieanstehendenProblemehatte.FürdieLösungvielersatztechnischerProbleme
gehtderDankanHeikoOberdiekvonderUniversitätFreiburg,FrankMittelbachinMainz,
FrankHolzwarthvomSpringer-Verlag,dieDamenundHerrenvonle-texpublishingser-
vicesinLeipzig,sowieandievielenMitglieder derverschiedenenLATEX-Newsgroups,die
unsmitihrenVorschlägenundTippsaufdieSprüngegeholfenhaben.SeienSie,Seidherz-
lichbedankt!
Karlsruhe,Lenzkirch WinfriedRossmanith,BernhardKleine
imMärz2009
Vorwort
Mit diesem Buch dokumentieren wir, wie in den letzten 20 Jahren in der Endokrinolo-
gieGen-undAntikörpertechnologieaufbreiterFrontEinzuggehaltenhaben.WoSchally
und Guillemin noch Tonnen von Schweinehypothalami zur Gewinnung von TRH oder
GnRHbenötigten,wirdheuteEndokrinologiemitMikromethoden,mitPCRundmitmo-
noklonalenAntikörpernbetrieben.FaktorenwurdenzuHormonen,seitsiekloniertund
sequenziertwurden,wasfürfastalleHormonegilt.
LangsamwerdenaberauchdieGrenzenderGentechnologiedeutlich:EsgibtdenReiz
nichtmehr,einneuesGenzuklonieren,daallemenschlichenGeneidentifiziert sind.Es
wirddaherwichtig,diezeitlicheundräumlicheOrdnungvonGenaktivitätenzustudieren,
beiderEmbryonal-Entwicklung,beiderOrganreifungundnichtzuletztbeiderendokri-
nenSteuerung.
UnserBuchspiegeltauchimAufbaudieseEntwicklungwider:Wirbefassenunszuerst
mitderBiochemieundinAnsätzenmitderMolekularbiologiederHormone,derFunktion
derhormonbildendenEnzymeundmitdenHormonrezeptorenundihrenCharakteristika.
NachderBehandlungderendokrinenOrganeundZellenwendenwirunsdenspeziellen
endokrinenRegulationsmusternzu,beidenenesgeradeaufdiesezeitlicheundräumlich
regulierteGenexpressionundHormonfreisetzungankommt.MitAbschnittenüberRhyth-
menderHormonfreisetzungundüberdieEvolutionvonTeilen desendokrinenSystems
leitenwirdannüberindenAbschnitt„MedizinundHormone“,wowirvorallemdiemole-
kularenundgenetischenUrsachenendokrinerKrankheitenvorstellen.EinSchlusskapitel
überDopingbeschließtdasWerk.
Einweiterer AspektdesmodernenLebensprägtdiesesBuch:dasInternet.Ohneden
freienZugriffaufdiePubmed-Datenbank, aufvieleZeitschriften,dieihreArtikelimIn-
ternetfreizugänglichmachen,ohneKontaktezuanderenForschernperEmailwäredieses
Buch nicht entstanden. Auch Suchdienste wie Googleoder die wikipedia haben immer
wiederherhaltenmüssen,wennz.B.englischeanatomischeBezeichnungeninlateinische
Vokabelnübersetztwerdenmussten.
FürdiesesBuchwurdefreieSoftwarezumSchreibenundzurAnfertigungvonBildern
eingesetzt: Emacs,GimpundInkscape,Rasmol,OpenofficeundLatex.FürdieBeratung
beikomplizierten Satzproblemenmöchtenwirallenherzlichdanken,dieunsunterstützt
haben.
IX
X Vorwort
UnserDankgehtandieKollegenundVerlage,dieunsihrBildmaterialzurVerfügung
gestellthaben.BesondererDankgehtanProfessorRadivojKrstic,ausdessenBuch„Hu-
manMicroanatomy“wirfreizitieren durften.AuchHerrnHugoHeikenwälder unddem
Springer-VerlagganzherzlichenDank!
Dieses Buch istnacheinemSkriptentstanden,dasunsereKurseundVorlesungenan
derUniversitätKarlsruhebegleitethat.AllenStudenten,MitarbeiternundLeserndanken
wirganzherzlichfürdieproduktiveKritik,dieunsdannauchdiesesBuchgestaltenließ.
FürunzähligeHilfen,RatschlägeundErmunterungengehteinbesonderesDankeschön
anProfessorHubertusJarry.
AufSeiten desSpringer-VerlageshatsichFrauStefanieWolfumdiesesBuch verdient
gemacht.HerrHolzwarthhatsichmitdemSatzauseinandergesetzt.Ihnenbeidengebürt
eingroßesLob.
Ohnedas Verständnisder Familien, ohnedie kritische undaufmunternde Begutach-
tungdererstenEntwürfe,ohnedieGeduldvonFrauenundKindern,dieallesdashaben
durchführen müssen, wozu die Papas keine Zeit hatten, hätte dieses Werk nie ausreifen
können.DafürbedankenwirunsauchandieserStelle.
Freiburg,Karlsruhe BernhardKleine,WinfriedRossmanith
imDezember2006
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXI
1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 ZurMachart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 ZurGeschichtederEndokrinologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1 Altertum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Neuzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3 Moderne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.4 AktuelleProbleme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.5 TabellarischerÜberblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
TeilI Hormonbiochemie
3 Protein-undPeptide-HormonevonInvertebraten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.1 DasWesendesHormonsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 WasisteinHormon? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2.1 Hormonwirkung=endokrin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2.2 Neurotransmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2.3 ZytokineundLymphokine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.4 ProstaglandineundTromboxane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.5 Pheromone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3 WascharakterisiertdasHormonsystem?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4 HierarchieimHormonsystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5 DreiStoffklassenvonHormonen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5.1 Protein-/Peptidhormone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5.2 Terpene:JuvenilhormoneundSteroidhormone . . . . . . . . . . . . . 18
3.5.3 Aminosäurederivate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4 Protein-undPeptid-HormonevonVertebraten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1 Translation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
XI