Xenoöstrogene Teil 1: Östrogene und der Östrogenrezeptor [German exclusive]

in de-stem •  11 months ago

Was ist ein Östrogenrezeptor, wie funktionieren Östrogene auf molekularer Ebene und wozu gibt’s denn bitte so was?


Dear English readers, I am sorry. But you will be able to read an adapted version of this article soon enough.



Venus, der antiken Gottheit der Weiblichkeit (hier in der berühmten Darstellung von Botticelli), fehlte es sicher nicht an Östrogenen. Quelle: Dave Pape, CC BY 2.0

Intro

Ich bin letzte Woche draufgekommen, dass ich beim Thema Soja das Pferd von hinten aufgezäumt habe. Wahrscheinlich kann es nur einem Toxikologen einfallen, post für post über künstlich östrogene Substanzen zu schreiben, ohne davor zu erklären, was „östrogen“ überhaupt sein soll. Aber hey, nachdem diese Artikel alle auf Englisch verfasst wurden, dachte ich mir, dass ich es auf Deutsch ja immer noch richtig machen kann!

Bevor ich euch also in die Welt der Xenöstrogene (Xeno = griechisch für „fremd“) mitnehme, gibt’s hier eine etwas trockenere, aber hoffentlich hochinteressante molekularbiologische Einleitung zu dem Thema.
Und nachdem ich schon lange nichts mehr auf Deutsch geschrieben habe, müssen sich meine englischsprachigen Follower zur Abwechslung mal hinten anstellen.

Östrogene

Wie wir alle wissen, sind Männer und Frauen biologisch nicht gleich. Genauer gesagt unterscheiden wir uns durch eines von 46 Chromosomen. Das zusätzliche X-Chromosom bei Frauen bzw. Y-Chromosom bei Männern bedingt die Ausprägung unterschiedlicher Geschlechtsmerkmale und körperlicher Funktionen. Diese werden wesentlich durch Hormone, körpereigene Botenstoffe die im Blutkreislauf „mitschwimmen“, vermittelt. Dabei werden von Säugetieren (zu denen auch wir Menschen gehören) Substanzen aus der chemischen Klasse der Steroide eingesetzt. Steroide, welche v.a. männliche Ausprägungen vermitteln, wie z.B. das Testosteron, werden auch als Androgene bezeichnet, weibliche Steroide bezeichnet man als „Östrogene“.

Allerdings ist es wichtig zu wissen, dass Östrogene in geringen Mengen natürlicherweise auch vom männlichen Körper produziert und verwendet werden. Es gibt hier also keine Exklusivität, sondern nur große Unterschiede in der Konzentration.


die chemische Struktur von 17β-Estradiol (E2), DEM Östrogen. Quelle: wiki, lizenzfrei

Zu den natürlichen Östrogenen zählt man die Steroide Estron, Estriol und vor allem das Östradiol, das korrekterweise eigentlich 17β-Estradiol heißt, mit E2 abgekürzt wird und die Leitsubstanz (=der wichtigste Vertreter) dieser Gruppe ist.

Wie wirken Östrogene?

Der Östrogenrezeptor

Der Großteil der biologischen Wirkung von Östrogenen läuft über eigene Rezeptoren, die Östrogenrezeptoren (abgekürzt ER aus dem engl.: estrogen receptor). Diese sind Enzyme, die im ganzen Körper verteilt sind. Wieder ist es so, dass auch Männer ERs besitzen, aber eben viel weniger im Vergleich zu Frauen. Eine besonders hohe ER-Dichte findet man – wer hätte das gedacht – in weiblichen Geschlechtsorganen (Eierstöcke, Gebärmutter, Brüste, Vagina).

Der ER tritt in zwei Formen auf: ER-α und ER-β, wobei diese in unterschiedlichen Geweben unterschiedlich stark exprimiert (≈ produziert) werden. Die molekulare Funktionsweise der beiden ist aber sehr ähnlich:
Am ER gibt es eine sogenannte Bindungsstelle, eine Art molekulares Schloss, in das Moleküle mit einer bestimmten Form und Ladungsverteilung hinein passen. Logischerweise sind in diesem Fall Östrogene der perfekte Schlüssel.

Trifft also ein Östrogen wie E2 auf einen ER, wird dieser „Schlüssel“ ins zugehörige „Schloss“ gesteckt und der Rezeptor wird aktiviert, was in dem Fall bedeutet, dass das riesige ER-Molekül an bestimmten Stellen zusätzliche chemische Gruppen, nämlich Phosphate, verpasst bekommt.
Daraufhin „dimerisiert“ der Rezeptor, d.h. er schließt sich mit einem weiteren aktivierten ER zusammen, und wandert vom Zytoplasma in den Zellkern, wo unsere Gene „gelagert“ werden.

Das Estrogen Responsive Element

Gene sind DNA-Stücke, die für ein bestimmtes Protein „codieren“. Sie sind sozusagen der Binärcode des Lebens.
Aber nicht das gesamte Gen codiert für ein Protein. Zu Beginn jedes Gens gibt es eine sogenannte „Promotorregion“, die (grob vereinfacht gesagt) bestimmt, ob ein Gen ein- oder ausgeschalten ist, bzw. wie stark es eingeschalten ist.

Ein Element, das in Promotorregionen von bestimmten Genen vorliegt, ist das sogannte Estrogen Responsive Element (ERE). Wenn ein aktivierter und dimerisierter Östrogenrezeptor in den Kern wandert, bindet er genau an dieses Element.
Dieses schaltet dann in weiterer Folge das nachgeschaltene Gen ein, was bedeutet, dass das Protein, das durch dieses codiert wird, jetzt von der Zelle produziert wird.

Folgen

Das ERE tritt in vielen verschiedenen Genen auf, vor allem in solchen, die für Proteine codieren, die mit Zellwachstum- und differenzierung assoziert sind. D.h. Östrogene führen letztlich dazu, dass Zellen, die viele ERs tragen, schneller wachsen und sich spezialisieren.
Durch diesen Vorgang sind E2 & Co für die Entwicklung, aber auch für die reibungslose Funktion der weiblichen Sexualorgane verantwortlich.

Der Östrogenspiegel ist keinesfalls konstant. Erstens gibt es starke Unterschiede von Frau zu Frau, zweitens schwankt er sehr stark mit dem Zyklus. Kurz vor dem Eisprung ist die E2-Konzentration im Blut ca. 4x so hoch wie normal, wodurch ersterer auch ausgelöst wird. Und während einer Schwangerschaft kann der Östrogenspiegel auf das 10- bis 100-fache des normalen Levels ansteigen.

Bei Männern, die wie erwähnt ebenfalls über einen – viel niedrigeren – Level an zirkulierenden Östrogenen verfügen, ist E2 u.a. für die Spermienproduktion von Bedeutung.

Störungen des Östrogenhaushalts und ein Ausblick auf endokrine Disruptoren

Wenn einem das alle bewusst ist, kann man sich ca. vorstellen, welche Folgen Störungen im hormonellen Gleichgewicht haben können. Treten diese langfristig und in der Kindheit bzw. Jugend auf, kann es zu Fehl-bildungen bzw. –entwicklungen in den primären oder sekundären Sexualorganen kommen. Unfruchtbarkeit bei beiden Geschlechtern, embryonale Fehlentwicklungen und mildere Symptome wie vaginale Trockenheit, Unlust sowie eine ganze Reihe von psychischen Auswirkungen sind ebenfalls möglich.

Solche hormonellen Probleme können sowohl genetisch als auch durch Umwelteinflüsse bedingt sein. Im letzteren Fall kommen Xenoöstrogene ins Spiel, also Substanzen, die nicht vom Menschen selbst produziert werden, aber trotzdem in der Lage sind, Östrogenrezeptoren zu aktivieren, und dadurch dem Körper evtl. einen höheren Hormonspiegel vorgaukeln. Werden diese – z.B. über die Nahrung – über längere Zeit hinweg aufgenommen, kann es zu diversen toxischen (wir bezeichnen jede für uns nachteilige körperliche Reaktion auf eine Substanz als „toxisch“) Effekten kommen.
Eine chemische Verbindung, die nicht nur ERs aktiviert (also östrogen wirkt), sondern auch nachgewiesener Weise zu Störungen des Hormonhaushalts führt, bezeichnet man übrigens als “endokrinen Disruptor“.


Leser meiner englischen Posts wissen inzwischen, dass es u.a. in Sojabohnen endokrin wirksame Stoffe gibt. Quelle: pixabay, CC0

Welche endokrinen Disruptoren uns bekannt sind, was die so machen und wie wir uns schützen können, davon handeln dann die weiteren Teile dieser Artikelserie.


Quellen:
Da ich selbst wissenschaftlich mit Xenoöstrogenen arbeite, habe ich das meiste aus dem Gedächtnis geschrieben. Wer sich detaillierter informieren will, findet alle hier beschriebenen Vorgänge u.v.m. z.B. (in meinem Kopf geht gerade Fanta Vier an) hier:
Wikipedia: Östrogene
Wikipedia: Östrogenrezeptor
Wikipedia endokrine Disruptoren
Toxikologie: Eine Einführung für Chemiker, Biologen und Pharmazeuten. Buch von Prof. W. Dekant

Authors get paid when people like you upvote their post.
If you enjoyed what you read here, create your account today and start earning FREE STEEM!
Sort Order:  

Google translate did an excellent job putting it into English.

Good post.

ohoh der nächste Teil wird vermutlich nichts für Paranoide :D
Auch die Muskeln und andere nicht estrogene Gewebe besitzen ER (wo die funktion noch nicht bekannt ist), ich denke die Dunkelziffer an Disruption ist sehr hoch.

Hier ist nen sehr umfassendes Paper zu Disruptoren mit recht interessanten Details zum Verhältnis ER Liganden und der tatsächlichen Menge an Agonisten zu Antagonisten und auch zu Xenoandrogenen.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3443608/

Was ich immer noch nicht genau weis, vielleicht hast du ne Idee, wieso gibts unter den anthropogenen Xenobiotika mehr Xenoestrogene als Xenoandrogene?

·

Ja klar, daher kannst du mit Xenoöstrogenen auch (bis zu einem gewissen Grad) das muskeläre Wachstum stimulieren, was auch der Grund ist, weshalb z.B. Zearalenon in der Schweinezucht eingesetzt wurde.

Warum es mehr Xenoestrogene gibt ist schwierig zu beantworten. Zwei Ideen von mir persönlich (so jetzt aus der Hüfte geschossen, ohne große Recherche dazu):
Erstens ist die toxikologische Forschung zu Östrogenen wohl um einiges weiter als zu Androgenen, da hier auch die härteren toxikologischen Effekte zu beobachten sind, und da Östrogene ja ganz gern von diversen Pseudodisziplinen (Kosmetik etc.) eingesetzt werden. Vielleicht spielt auch die Finanzierung eine Rolle, ist ja ein Modethema. Kann also sein, dass wir deshalb viele Xenoandrogene einfach noch nicht kennen.
Zweitens könnte es natürlich sein, dass der ER einfach um einiges weniger spezifisch ist als der AR - in dem Fall würden bei letzterem einfach weniger Substanzen "zufällig" ins Schloss passen.

·
·

stimmt statistische Verzerrungen u.a. weil äußerliche Anwendung durch Kosmetik klingt sehr plausibel.
Geht ja auch transdermal der ganze Kram

lel ja habe nie soviel über Anabolismus gelernt wie durch die Maststudien :D

Interesant. Soja ist in der Asiatischen Kueche doch seit langer Zeit auf dem Tisch. Gab es dort keine Veraenderungen des Hormonhaushalts?

·

Das ist eine sehr gute Frage, die nicht komplett geklärt ist. Vermutlich sind die Konzentrationen an Isoflavonen (das sind die Xenoeströgene im Soja), die man durch ganz normale Ernährung erreicht, nicht hoch genug für starke Effekte. Außerdem scheint der Körper die Fähigkeit zu besitzen, sich bis zu einem gewissen Grad auf die Substanzen einstellen zu können, sprich es werden dann einfach weniger ERs produziert, und somit dem stimulierenden Effekt entgegengewirkt.
Was aber schon auch bekannt ist, ist, dass man durch Nahrungsergänzungsmittel, wo Isoflavone dann hochkonzentriert vorliegen, fette hormonelle Effekte erzeugen kann. Außerdem wird Babynahrung auf Sojabasis sehr kontroversiell diskutiert, und dafür gibt es auch gesichtere Daten über problematische Folgeerscheinungen bei Mädchen.

Kommt aber alles noch ausführlich in einem der nächsten Teile.

·
·

Danke, da bin ich ja gespannt.