Hormone und Phytohormone: Funktionen und Mechanismen

Was sind Hormone?

Hormone sind Substanzen, deren Aufgabe es ist, chemische Reaktionen und die Entfaltung zu regulieren. Hormone werden in kleinen Mengen produziert. An der Stelle, an der sie synthetisiert werden, gelangen sie in den Blutkreislauf oder werden durch die Luft transportiert, um ihre Wirkung zu entfalten.

Phytohormone: Botenstoffe der Pflanzen

Phytohormone sind organische Verbindungen, die für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen verantwortlich sind. Sie werden in einem Teil der Pflanze synthetisiert und wirken in der Regel an anderer Stelle, wo sie bereits bei sehr niedrigen Konzentrationen eine physiologische Reaktion hervorrufen. Die wichtigsten Impulse, welche die Entwicklung und Freisetzung der pflanzlichen Stoffe steuern, sind der Grad der Luftfeuchtigkeit, die Temperatur, die Dichte des Tageslichts und der Kontakt mit Objekten.

Rezeptoren in Pflanzen

Das empfindliche Pigment Phytochrom reagiert auf rotes Licht sowie Infrarotlicht und ermöglicht es Pflanzen, die Schwerkraft zu erkennen. Berührungsempfindliche Zellen erfassen taktile Reize, die hormonelle Reaktionen und schnelle Bewegungen auslösen.

Wichtige Pflanzenhormone im Überblick

• Auxine: Sie befinden sich in den apikalen Knospen (Ort der Synthese). Zu ihren Hauptfunktionen gehört die Regulierung des Stängel- und Wurzelwachstums. Das Licht aktiviert dabei den Wirkmechanismus.
• Cytokinine: Diese werden in den Wurzeln gebildet. Sie fördern das Wachstum der Seitentriebe und verhindern die Alterung der Blätter. Sie werden durch rotes Licht und hohe Temperaturen aktiviert.
• Ethylen: Es fördert die Reifung von Früchten. Ethylen wird durch Auxin aktiviert und durch hydrisches Defizit, Wunden sowie Abscisinsäure gehemmt.
• Abscisinsäure: Vorkommen in verschiedenen Geweben wie Blättern und Stängeln. Sie kontrolliert das Öffnen und Schließen der Spaltöffnungen, hemmt das Pflanzenwachstum sowie die Entwicklung von Saatgut und Früchten. Die Konzentration erhöht sich bei Dürre, Staunässe an den Wurzeln, Kälte und rotem Licht.
• Gibberelline: Vorkommen in Vorbauten und jungen Blättern. Sie fördern die Keimung von Samen und sind bei langen Photoperioden besonders aktiv.

Wirkungsmechanismus von Auxin

Das Auxin bewirkt am Ende des Stängels eine Dehnung (Streckungswachstum). Dieser Vorgang wird auch als Säurewachstum bezeichnet. Die Wirkung der Auxine kann die Krümmung des Stammes zum Licht hin beeinflussen. Vom Stamm aus migrieren Auxine zu den Wurzeln. Dort fördern sie das Wachstum bei geringen Konzentrationen oder hemmen es, wenn sie in hohen Konzentrationen vorliegen.

Hormonelle Regulation beim Menschen

Der Rückkopplungsmechanismus

Der Rückkopplungsmechanismus wird vom Hypothalamus gesteuert und dient dazu, angemessene Hormonspiegel im Blut aufrechtzuerhalten. Nach Erhalt von Reizen setzt der Hypothalamus Neurohormone frei, die an die Hypophyse gerichtet sind. In der Hypophyse wird die Freisetzung von tropen Hormonen in das Blut aktiviert, um die Drüsen zu erreichen. Dort wird die Synthese bestimmter Hormone aktiviert, die im Blut auf die Zielorgane wirken.

Die Rolle des Hypothalamus

Der Hypothalamus besteht aus Nervengewebe, dessen Nervenzellen Informationen aus dem Kortex des Gehirns über interne oder externe Reize erhalten. Der Hypothalamus synthetisiert Neurohormone, die er an die Hypophyse sendet. Diese haben eine stimulierende oder hemmende Funktion auf den Hypophysenvorderlappen.

Menschliche Hormone und ihre Funktionen

• Wachstumshormon: Erhöht die Proteinsynthese und stimuliert das Knochenwachstum.
• Prolaktin: Stimuliert die Milchsynthese in den Drüsenzellen der Brust nach der Geburt.
• Thyreoidea-stimulierendes Hormon (TSH): Stimuliert die Zellen der Schilddrüse.
• ACTH: Stimuliert die Produktion von Cortisol in der Nebennierenrinde.
• Follikel-stimulierendes Hormon (FSH): Aktiviert die Produktion von Spermien und stimuliert die Reifung von Eizellen.
• Luteinisierendes Hormon (LH): Stimuliert die Produktion von Testosteron und aktiviert die Reifung der Eizellen bis zum Eisprung sowie deren Überführung in den Eileiter.
• Oxytocin: Stimuliert die Kontraktionen der Gebärmuttermuskulatur während der Geburt und provoziert die Ausgabe von Milch aus den Drüsenzellen der Brust.
• Antidiuretisches Hormon (ADH): Stimuliert die Wasserrückgewinnung (Reabsorption) in den Nephronen der Nieren.