B2: KV4 männliche Geschlechtshormone

• Struktur: siehe Bild
• Hoden
• Es bindet intrazellulär entweder an den Androgenrezeptor oder wird durch die 5alpha-Reduktase zum biologisch wirksameren Dihydrotestosteron metabolisiert.
• Wirkungen:
  • Differenzierung der Wolff'schen Gänge
  • Reifung der äusseren Genitalien  (Skrotum, Penis) und akzessorischen Drüse (Prostata, Samenblase)
  • sekundäre Geschlechtsmerkmale (tiefe Stimme, Haarwuchs)
  • anabolische Effekte wie Körperwachstum und Muskelentwicklung

• überall im Körper (Enzym 5alpha-Reduktase nötig)
• über Androgen-Rezeptor, heat shock protein wird abgespalten, Hormon-Rezeptor-Komplex wandert in den Zellkern und bindet dort an Hormon response elements und beeinflusst so die Gentranskription versch. Gene
• äussere Virilisierung und für das Wachstum & Differenzierung der Prostata
• 3 x potenter als Testosteron
• Haarausfall

• Leydigzellen
• Cholesterol (aus LDL oder de novo synthetisiert aus Acetyl-CoA)
• Schritte:
  • Cholesterol (C27) wird durch das side chain cleavage enzyme im Mitochondrium in Pregnenolon (C21) umgewandelt. (geschwindigkeitsbestimmender Schritt, reguliert durch LH)
  • Entweder Umwandlung in 2) Progesteron (durch 3beta-Hydroxysteroid-dehydrogenase, glattes ER) oder in 1) 17alpha-Hydroxypregnenolon (via 17alpha-Hydroxylase, Cytosol).

1. Die 17, 20 Desmolase wandelt 17alpha-Hydroxypregnenolon in Dehydroepiandrosteron DHEA um (glattes ER). DHEA wird durch die 17beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase zu Androstendiol (glattes ER) umgewandelt. Aus Androstendiol entsteht durch die  3beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (Cytosol) Testosteron.
2. Progesteron wird durch die 17alpha-Hydroxylase im glatten ER zu 17alpha-Hydroxyprogesteron umgewandelt. Die 17, 20 Desmolase wandelt 17alpha-Hydroxyprogesteron in Androstendion um. Die 17beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase wandelt Androstendion in Testosteron um (glattes ER).

Durch die 5alpha-Reduktase (glattes ER) kann Testosteron in Dihydrotestosteron umgewandelt werden.

Es gehört zu der Gruppe der Cytochrom P450. Es sind Hämoproteine. Sie enthalten als prostethische Gruppe das Protoporphyrin IX. Diese Enzyme katalysieren folgende Reaktion (siehe Bild).

Ihren Namen erhielten sie durch die für Hämoproteine untypische Absorption des reduzierten CO-Komplexes bei 450 nm.

• 45% gebunden an sex hormon binding globulin SHBG
• 55% gebunden an Serum-Albumin

• Fetalperiode:
  • Entwicklung von Nebenhoden, Samenleiter und Samenblase aus dem Ductus mesonephricus
  • Deszensus testis ins Skrotum (vor der Geburt)
• Entwicklung & Pubertät (auch DHT):
  • primäre Geschlechtsmerkmale (Penis, Samenleiter, Hoden, Prostata)
  • sekundäre Geschlechtsmerkmale (Virilisierung; männlicher Behaarungstyp, Tieferwerdende Stimme, Zunahme der Muskelmasse, Längenwachstum)
• Nach Wachstumsschub:
  • Verschluss der Epiphysenfugen
• Erwachsenenalter:
  • Bildung der Spermien in Samenkanälchen
  • Reifung der Samenzellen in Nebenhoden
• Allg. Wirkungen:
  • gesteigerte Libido
  • gesteigerte Potenz
  • gesteigerte Proteinsynthese
  • gesteigerte Erythropoese

• Entwicklung & Funktion von Prostata, Penis und Skrotum
• Körperbehaarung
• Bartwuchs
• Talgdrüsen
• aber auch: Abnahme der Kopfbehaarung bei genetischer Disposition

Durch Konjugation mit Glukoronsäure oder Schwefelsäure (in der Leber) und dann renale Elimination.

• Schritte: siehe Bild
• 2n/2c (und zwar 2 mal)

• Schritte: siehe Bild
• 1n/1c (und zwar 4 mal)

Hoden determinierender Faktor (TDF, codiert durch das Gen SRY). Es erfolgt eine Differenzierung der Sertolizellen der Hoden, welche die Urkeimzellen umgeben, während sie gleichzeitig als Gonadenstränge in das Mark vorwachsen. Aus den Gonadensträngen bilden sich die Hodenstränge, welche zu Samenkanälchen des reifen Testis ausdifferenzieren.

• Ernährung der Spermatozoen
• Sekretion der Anti-Müller-Hormons

Rückbildung des Ductus paramesonephricus/Müller-Gang

• gehört mit dem Inhibin zusammen in die Familie der Transforming growth factors TGF
• Syntheseorte:
  • Sertolizellen des embry. Hoden (bei weiblichen Föten kein AMH)
  • Granulosazellen von heranwachsenden Follikel im Ovar der geschlechtsreifen Frau
• Rückbildung der Müller-Gänge bis zur 8. Woche

Spermatogonien

Sie teilen sich ab Pubertät bis zum Lebensende mitotisch.

Spermatogonien werden dann in funktionelle Spermatozoen umgewandelt. Meiose 1 und Meiose 2. Dieser Prozess ist Testosteron-abhängig und dauert 74 Tage.

= Spermatogenese

• Beweglichkeit
• Fertilität

• mitotische Teilung der Keimzellen findet vor der Geburt statt
• Frau: erster Teil der meiotischen Teilung der Geschlechtszellen findet ausschliesslich vor der Geburt statt (bei Männern erst nach Pubertät)
• Frau: die 2. Meiose wird nur bei Befruchtung abgeschlossen
• Beim Mann enstehen 4 Spermatozoen, bei der Frau nur 1 Oovum

Leydigzellen des Hodens.

LH = Luteinisierendes Hormon

FSH = Follikel stimulierendes Hormon

• Synthese des Androgen-Binding Protein ABP
• Synthese der P450 Aromatase (= Umwandlung der Androgene in Östrogene)
• Umwandlung von Testosteron (der Leydigzellen) in Östrogen
• Produktion von growth hormonen
• Produktion von Inhibin (TGF-beta, Feedback auf HH-Hoden-Achse)

Leydigzellen stellen Testosteron her, welches auf die Sertolizellen wirkt. Sertolizellen wandeln Testosteron von Leydigzellen in Östrogen um, welches dann hemmend auf die Testosteronsynthese der Leydigzellen wirkt.

Optimale Spermatogenese:

1. LH und Leydigzellen erforderlich für die Testosteron-Synthese.

2. FSH und Sertolizellen sind verantwortlich für die Ernährung und den Unterhalt der sich entwickelnden Spermien. Sie produzieren Inhibin und Growth factors, was die Leydigzellen beeinflusst. FSH reguliert die Entwicklung der erforderlichen Anzahl von Leydigzellen, sodass ausreichend Testosteron für die Spermatogenese vorhanden ist.

Androgen Binding Protein bindet Testosteron, wodurch dieses weniger hydrophob wird. Somit kann es sich im Lumen der Samenkanälchen bei den sich entwickelnden Spermien optimal anreichern.

Die Reifung und Fertilität der Spermatozoen findet im Nebenhoden statt.

Der Ductus epididymidis exprimiert (androgen-abhängig) TRPV6, ein Calciumkanal. Die genaue Calciumkonzentration im Lumen ist essentiell für eine optimale Spermienbeweglichkeit.

Calcium.

CatSper (= cation channels of sperm) ist ein Calcium-Kanal auf den Spermien. Sobald die Spermien dem alkalischen Milieu des weiblichen Reproduktionstrakts begegnen, werden die CatSper-Kanäle aktiviert durch die veränderte Ionen-Konzentration. Diese Kanäle sind für eine Befruchtung unverzichtbar

Sie produziert ein alkalisches Sekret, welches reich an Fruktose ist = Ernährung der Spermien.

Die Prostata produziert ein Sekret, welches reich an Fruktose, Prostaglandin, Proteasen, Zink, Zitrat und Proteinen ist. Es beeinflusst die Spermienmotilität. Durch die Proteasen wird das Ejakulat verflüssigt, Fruktose ist der Energielieferant.

• Testosteron-Anstieg in den fötalen Hoden (ab 8. Woche) in Leydigzellen (LH-unabhängig).
• LH- und FSH-Ausschüttung ab Pubertät führt zum Anstieg von Testosteron

Testosteron (letzte 2/3 der SS)

Die Temperatur der Spermien wird im Hodensack im Vergleich zum restlichen Körper erniedrigt (ideal ca. 34.4 °C). Höhere Temperaturen können die Spermienqualität beeinträchtigen.

Während der männlichen Pubertät (10. – 20. Lebensjahr) sendet die Hypophyse Signale an den Körper. Die FSH und LH-Spiegel steigen, die Leydigzellen proliferieren und der Plasmaspiegel von Testosteron steigt an. Es entsteht Dihydrotestosteron DHT und es erfolgt die sexuelle Reifung, mit Ausbildung der sekundären Geschlechtsmerkmale (Virilisierung, z.B. geschlechts-spezifische Körperbehaarung).

1. Hypothalamus (periventrikulärer Teil) produziert Gonadotropin Releasing Hormon GnRH
2. GnRH wirkt auf gonadotrope Zellen im Hypophysenvorderlappen.
3. Gonadotrope Zellen produzieren FSH und LH
4. LH wirkt auf die Leydigzellen (Testosteron), FSH auf die Sertolizellen (AMH).

• Spermatogenese
• Synthese von Androgenen (v.a. Testosteron) durch Leydigzellen

• Sertolizelle produziert Inhibin, welches die Adenohypophyse hemmt (keine FSH-Freisetzung)
• Androgene hemmen sowohl die Adenohypophyse (keine LH-Freisetzung) als auch den Hypothalamus (kein GnRH), sie wirken sich auf das Verhalten aus (wirken also auf den Cortex)
• GnRH stimuliert die Hypophyse zur Produktion von LH und FSH
• FSH stimuliert Sertolizelle
• LH stimuliert Leydigzelle