Endokrine Signalübertragung

Endokrine Zellen produzieren Hormone, um mit entfernten Zielzellen in anderen Organen zu kommunizieren. Das Hormon erreicht diese entfernten Bereiche durch den Kreislauf. Der gesamte Organismus wird also dem Hormon ausgesetzt, aber nur die Zielzellen oder Zellen, die Hormonrezeptoren exprimieren, sind letztendlich vom Signal betroffen. Die endokrinen Signale lösen also langsame Reaktionen der Zielzellen aus, die gleichzeitig aber auch länger andauern.

Es gibt zwei Arten von endokrinen Rezeptoren: Zelloberflächenrezeptoren und intrazelluläre Rezeptoren. Zelloberflächenrezeptoren funktionieren ähnlich wie andere membrangebundene Rezeptoren. Hormone binden als Liganden an einen hormonspezifischen G-Protein-gekoppelten Rezeptor. Dadurch werden Konformationsänderungen des Rezeptors ausgelöst, wodurch eine Untereinheit des G-Proteins freigesetzt wird. Das Protein aktiviert einen sekundären Botenstoff, welcher das Signal durch spezifische Signalkaskaden und Transkriptionsfaktoren weiterleitet.

Viele Hormone arbeiten durch Zelloberflächenrezeptoren. Dazu gehören Epinephrin, Noradrenalin, Insulin, Prostaglandine, Prolaktin und Wachstumshormone.

Steroidhormone, wie Testosteron, Östrogen und Progesteron, übertragen Signale durch intrazelluläre Rezeptoren. Diese Hormone sind kleine hydrophobe Moleküle und können sich somit direkt durch die äußere Zellmembran bewegen. Sobald es sich in der Zelle befindet, bindet das Hormon an seinen Rezeptor, falls diese Zelle eine Zielzelle ist. Die Bindung bewirkt eine Konformationsänderung des Rezeptors, die seine Funktion als Transkriptionsfaktor aktiviert. Einmal aktiviert, fördert oder unterdrückt der Rezeptor bzw. Hormon-Rezeptor-Komplex die Genexpression.

Die intrazellulären Hormonrezeptoren stellen eine große Proteinsuperfamilie der Rezeptoren dar. Sie besitzen jedoch alle eine ähnliche einzelne Polypeptidkette mit drei verschiedenen Domänen. Der N-Terminus ist die aktive Transkriptionsfaktor-Domäne. Die mittlere enthält eine DNA-Bindungsdomäne, die spezifisch für das betreffende Gen ist und das Hormon bindet an eine Domäne am C-Terminus.