Estradiol (E2): der Weg im Körper · Biomarker & Laboranalyse

Estradiol (E2) ist Teil des Weges „Estradiol“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von Estradiol (E2) ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: Estradiol im Blut — gebunden an SHBG. Im Blut ist Estradiol größtenteils an SHBG und an Albumin gebunden. Nur der ungebundene Anteil tritt in die Zellen über. Wie viel frei ist, bestimmt die Menge an SHBG. Quelle 3

Kurz erklärt

Estradiol ist das wichtigste Östrogen, ein Steroidhormon aus Cholesterin. Die Aromatase bildet es aus Testosteron; in der Zelle bindet es an den Östrogen-Rezeptor, der mitbestimmt, welche Gene abgelesen werden. Über Rückkopplung regelt es LH und FSH mit.

13 Stationen · 7 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

Cholesterin → Pregnenolon CYP11A1 · NADPH, Sauerstoff Das Enzym CYP11A1 kürzt die Seitenkette des Cholesterins. Dafür braucht es Sauerstoff und Elektronen, die aus NADPH stammen. Von Pregnenolon zweigen alle Steroidwege ab. Quelle 1↑ liefert Pregnenolon ist die gemeinsame Vorstufe aller Steroidhormone. Von hier zweigen die Wege zu Cortisol, Aldosteron und den Geschlechtshormonen ab; welcher überwiegt, hängt von den Enzymen im jeweiligen Gewebe ab. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Pregnenolon, geht mehr davon in die Wege, deren Enzyme im Gewebe reichlich vorhanden sind; der Weg zu den Geschlechtshormonen nimmt so viel auf, wie CYP17A1 umsetzt.

zu wenig — Ist wenig Pregnenolon da, teilen sich alle Steroidwege den knappen Vorrat, und auch DHEA und die Östrogene entstehen langsamer.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Pregnenolon → DHEA CYP17A1 · NADPH, Cytochrom b5 CYP17A1 hängt zuerst eine OH-Gruppe an und trennt dann zwei Kohlenstoffatome ab. So entsteht DHEA, eine Vorstufe der Geschlechtshormone. Das Gewebe baut es nach Bedarf zu Androgenen oder Östrogenen um. Quelle 1↑ liefert DHEA ist ein schwaches Androgen und vor allem Rohstoff: Im Gewebe wird es zu Androstendion und weiter zu Testosteron oder Östrogenen umgebaut. Die Nebenniere gibt es reichlich ab, meist als DHEA-Sulfat. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel DHEA an, entsteht im Gewebe mehr Androstendion; je nach vorhandenen Enzymen geht der Überschuss in Androgene oder über die Aromatase in Östrogene.

zu wenig — Ist wenig DHEA da, entsteht im Gewebe weniger Androstendion, und der Nachschub für Androgene und Östrogene aus dieser Quelle wird knapper.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
DHEA → Androstendion 3β-HSD · NAD⁺ Die 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase baut DHEA um und verschiebt dabei eine Doppelbindung im Ringgerüst. Im Fettgewebe macht die Aromatase daraus direkt Estron. Quelle 1↑ liefert Androstendion ist eine Weiche: Die 17β-HSD macht daraus Testosteron, die Aromatase direkt Estron. Im Fettgewebe läuft so ein großer Teil der Östrogenbildung, besonders wenn die Eierstöcke keine Östrogene mehr bilden. gesicherte Physiologie Quelle 1, 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Androstendion ins Fettgewebe, setzt die Aromatase mehr davon zu Estron um; wie viel, richtet sich nach der Menge an Aromatase im Gewebe.

zu wenig — Ist wenig Androstendion da, hat die Aromatase außerhalb der Eierstöcke kaum Ausgangsstoff, und dort entsteht weniger Estron.

gesicherte Physiologie · Quelle 2
Androstendion → Testosteron 17β-HSD · NADPH Eine 17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase macht aus Androstendion Testosteron. Beide Stoffe sind die unmittelbaren Vorstufen der Östrogene. Testosteron wirkt zugleich selbst als Androgen. Quelle 1↑ liefert Testosteron wirkt selbst am Androgen-Rezeptor und ist zugleich Ausgangsstoff: Die Aromatase macht daraus Estradiol. Wie viel Testosteron so zu Östrogen wird, hängt von der Aromatase im jeweiligen Gewebe ab. gesicherte Physiologie Quelle 1, 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Testosteron an, wandelt die Aromatase einen größeren Teil davon in Estradiol um, soweit das Enzym im Gewebe vorhanden ist.

zu wenig — Ist wenig Testosteron da, entsteht über die Aromatase auch weniger Estradiol; das betrifft Gewebe, die ihr Östrogen vor Ort bilden, etwa Gehirn und Fettgewebe.

gesicherte Physiologie · Quelle 2
Testosteron → Estradiol Aromatase (CYP19A1) · NADPH, Sauerstoff Die Aromatase (CYP19A1) trennt ein Kohlenstoffatom ab und macht aus dem ersten Ring einen aromatischen Ring. Aus Testosteron entsteht so Estradiol, aus Androstendion Estron. In den Eierstöcken steuert FSH diesen Schritt. Quelle 2, 1↑ liefert Die Aromatase ist der einzige Schritt, der Östrogene bildet. FSH steuert sie in den Granulosazellen des Eierstocks; in Fettgewebe und Gehirn bilden Zellen Estradiol vor Ort, das dort gleich wirkt. gesicherte Physiologie Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Bildet die Aromatase viel Estradiol, meldet es über die Rückkopplung an Hypothalamus und Hypophyse zurück; dort werden in der Regel weniger LH und FSH ausgeschüttet, und der Nachschub sinkt.

zu wenig — Ist die Aromatase gebremst oder wenig Vorstufe da, entsteht weniger Estradiol; die Hypophyse schüttet dann mehr LH und FSH aus, und Androgene stauen sich vor diesem Schritt.

gesicherte Physiologie · Quelle 4, 2
Estradiol im Blut → Östrogen-Rezeptor In der Zelle bindet Estradiol an einen Östrogen-Rezeptor. Zwei Rezeptoren lagern sich zu einem Paar zusammen und binden an bestimmte Abschnitte der DNA. ERα und ERβ sind in den Geweben unterschiedlich verteilt. Quelle 4↑ liefert ERα und ERβ sind in den Geweben unterschiedlich verteilt: ERα überwiegt etwa in Gebärmutter und Leber, ERβ unter anderem im Eierstock. Beide wirken teils gegenläufig; ihr Verhältnis bestimmt die Antwort der Zelle. in Studien beobachtet Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist viel Estradiol da, sind mehr Rezeptoren besetzt; nach längerer Bindung baut die Zelle einen Teil der Rezeptoren ab, und die Antwort wird schwächer.

zu wenig — Ist wenig Estradiol da, bleiben die Rezeptoren meist unbesetzt; Wachstumsfaktoren können sie in Zellversuchen dann teilweise auch ohne Hormon anschalten.

in Studien beobachtet · Quelle 4
Östrogen-Rezeptor → Ablesen von Genen Zusammen mit weiteren Eiweißen bestimmt der Rezeptor mit, wie stark einzelne Gene abgelesen werden. Welche Gene das sind, hängt vom Gewebe ab. So baut Estradiol etwa die Gebärmutterschleimhaut auf und bremst den Knochenabbau. Quelle 4↑ liefert Über die abgelesenen Gene baut Estradiol in der Gebärmutter die Schleimhaut auf, bremst im Knochen den Abbau durch Osteoklasten und steuert in Hypothalamus und Hypophyse die Ausschüttung von LH und FSH. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Wirkt viel Estradiol lange ein, wird die Gebärmutterschleimhaut weiter aufgebaut und mehr Progesteron-Rezeptor gebildet, ein klassisches Zielgen des Östrogen-Rezeptors.

zu wenig — Ist wenig Estradiol da, wird die Schleimhaut kaum aufgebaut, und im Knochen überwiegt der Abbau durch Osteoklasten den Aufbau; der Knochenumbau verschiebt sich.

gesicherte Physiologie · Quelle 4
Estradiol im Blut → Estron 17β-HSD Typ 2 · NAD⁺ Eine 17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase wandelt Estradiol in Estron um. Die Reaktion läuft in beide Richtungen; das Gewebe bestimmt, welche überwiegt. Als Estron-Sulfat dient es im Blut als Vorrat. Quelle 1, 5↕ beides, je nach Menge Estron wirkt deutlich schwächer am Rezeptor. Als Estron-Sulfat kreist es lange im Blut und dient als Vorrat: Die Steroid-Sulfatase spaltet das Sulfat ab, und eine 17β-HSD macht im Gewebe wieder Estradiol daraus. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Überwiegt in einem Gewebe die Umwandlung zu Estron, wirkt dort weniger Estradiol am Rezeptor; ein Teil kann später über die 17β-HSD Typ 1 zurückgewonnen werden.

zu wenig — Wird wenig Estron gebildet, bleibt Estradiol länger in seiner wirksamen Form, und der Vorrat an Estron-Sulfat im Blut wird kleiner.

gesicherte Physiologie · Quelle 5
Estron → 2-Hydroxyestron CYP1A1, CYP1B1 · NADPH Enzyme der Cytochrom-P450-Familie, vor allem CYP1A1 und CYP1B1, hängen eine OH-Gruppe an den aromatischen Ring. Die Produkte binden kaum noch an den Rezeptor. Quelle 5↕ beides, je nach Menge Die 2-Hydroxylierung ist ein Hauptweg des Abbaus; die Produkte binden kaum noch an den Rezeptor. Catechol-Östrogene können aber zu reaktiven Chinonen oxidiert werden, die in Zellversuchen an die DNA binden. in Studien beobachtet Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich 2-Hydroxyestron, weil die COMT nicht nachkommt, wird mehr davon zu Chinonen oxidiert; in Zellversuchen binden diese an die DNA.

zu wenig — Wird wenig 2-Hydroxyestron gebildet, bleibt mehr Estron für andere Wege, etwa die 4- oder 16α-Hydroxylierung, oder es wird wieder zu Estradiol.

in Studien beobachtet · Quelle 5
2-Hydroxyestron → 2-Methoxyestron COMT · SAM, Magnesium Die Catechol-O-Methyltransferase (COMT) hängt eine Methylgruppe an. Diese stammt von SAM, dem Methylgruppen-Spender der Zelle. Das macht die Catechol-Östrogene stabiler. Quelle 5↓ zehrt Die Methylierung durch die COMT macht Catechol-Östrogene stabil, sodass sie nicht mehr zu reaktiven Chinonen oxidiert werden. Dafür verbraucht sie SAM, den Methylgruppen-Spender aus dem Methioninstoffwechsel. in Studien beobachtet Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommen viele Catechol-Östrogene an, verbraucht die COMT mehr SAM; die Methylgruppen stammen aus demselben Vorrat, den die Zelle für andere Methylierungen braucht.

zu wenig — Ist wenig SAM oder Magnesium da, methyliert die COMT langsamer; Catechol-Östrogene bleiben länger bestehen und können zu Chinonen oxidiert werden.

in Studien beobachtet · Quelle 5
2-Methoxyestron → Konjugate UGT, SULT Transferasen koppeln die Abbauprodukte an Glucuronsäure oder Sulfat. Wasserlöslich geworden, verlassen sie den Körper über Urin und Galle. Sulfatasen können die Sulfate im Gewebe wieder spalten. Quelle 5↓ zehrt Mit Glucuronsäure oder Sulfat verlieren Östrogene ihre Wirkung am Rezeptor und werden wasserlöslich. Sulfate bleiben als Vorrat im Blut; Sulfatasen in den Geweben können sie wieder zu wirksamen Östrogenen spalten. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Werden viele Konjugate gebildet, verlassen mehr Östrogene über Urin und Galle den Körper, und weniger stehen den Rezeptoren zur Verfügung.

zu wenig — Läuft die Kopplung langsam, bleiben freie Östrogene und Catechol-Östrogene länger im Gewebe und im Blut.

gesicherte Physiologie · Quelle 5

Weitere Stationen

Cholesterin — Ausgangsstoff aller Steroide Alle Steroidhormone gehen auf Cholesterin zurück. In Eierstock, Hoden, Nebennierenrinde und Fettgewebe wird es dafür in die Mitochondrien geschleust. LH aus der Hypophyse beschleunigt diesen Transport. Quelle 1↑ liefert Cholesterin liefert das Ringgerüst aller Steroidhormone. Der Transport in die Mitochondrien ist der langsamste Schritt; LH aus der Hypophyse beschleunigt ihn in Eierstock und Hoden und bestimmt so, wie viel Nachschub ankommt. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt mehr Cholesterin in die Zelle, als umgebaut wird, legt sie es als Ester in Fetttröpfchen ab; wie viel Hormon entsteht, richtet sich nach dem Transport in die Mitochondrien, nicht nach dem Vorrat.

zu wenig — Ist wenig Cholesterin in den Mitochondrien, entsteht weniger Pregnenolon, und alle folgenden Steroidhormone werden langsamer nachgebildet.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Estradiol im Blut — gebunden an SHBG Im Blut ist Estradiol größtenteils an SHBG und an Albumin gebunden. Nur der ungebundene Anteil tritt in die Zellen über. Wie viel frei ist, bestimmt die Menge an SHBG. Quelle 3↕ beides, je nach Menge SHBG ist Speicher und Bremse zugleich: Gebundenes Estradiol entgeht dem raschen Abbau, wirkt aber nicht. Nur der freie Anteil erreicht die Rezeptoren; wie viel frei ist, bestimmt die Menge an SHBG. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist viel SHBG im Blut, bindet es mehr Estradiol; der freie Anteil, der in die Zellen gelangt, wird kleiner, auch wenn die Gesamtmenge gleich bleibt.

zu wenig — Ist wenig SHBG da, liegt mehr Estradiol frei vor; es gelangt leichter in die Zellen, wird aber auch schneller abgebaut.

gesicherte Physiologie · Quelle 3

Cofaktoren dieses Weges

NADPH — Elektronenspender für CYP11A1, CYP17A1 und die Aromatase; ohne NADPH stockt jeder dieser Schritte Quelle 1, 2
Eisen — Zentralatom des Häms in den beteiligten Cytochrom-P450-Enzymen; es bindet dort den Sauerstoff Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Eisen
NAD⁺ — Nimmt bei der 3β-HSD und der 17β-HSD Typ 2 Wasserstoff auf; die 17β-HSD Typ 2 macht so Estradiol zu Estron Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: NAD⁺ (Nicotinamidadenindinukleotid)
SAM (aus Methionin) — Methylgruppen-Spender der COMT beim Umbau der Catechol-Östrogene; ist wenig SAM da, methyliert die COMT langsamer Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Methionin
Magnesium — Ion im aktiven Zentrum der COMT, die Catechol-Östrogene methyliert; ohne Magnesium arbeitet sie langsamer Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Magnesium
Zink — Hält die beiden Zinkfinger im DNA-bindenden Teil des Östrogen-Rezeptors in Form; nur so bindet er an die DNA Quelle 7Im ORY-Katalog als Laborwert: Zink

Was auf diesen Weg einwirkt

Aromatasehemmer — Anastrozol lagert sich an die Aromatase an und blockiert sie; dadurch bildet der Körper weniger Estradiol. Die vorangehenden Schritte des Weges bleiben davon unberührt. Quelle 6

Quellen

Miller WL, Auchus RJ. The molecular biology, biochemistry, and physiology of human steroidogenesis and its disorders. Endocr Rev 2011 · PubMed 21051590
Simpson ER, Mahendroo MS, Means GD et al. Aromatase cytochrome P450, the enzyme responsible for estrogen biosynthesis. Endocr Rev 1994 · PubMed 8076586
Hammond GL. Plasma steroid-binding proteins: primary gatekeepers of steroid hormone action. J Endocrinol 2016 · PubMed 27113851
Heldring N, Pike A, Andersson S et al. Estrogen receptors: how do they signal and what are their targets. Physiol Rev 2007 · PubMed 17615392
Thomas MP, Potter BV. The structural biology of oestrogen metabolism. J Steroid Biochem Mol Biol 2013 · PubMed 23291110
Cuzick J. Anastrozole. Drugs Today (Barc) 2005 · PubMed 16034487
Arao Y, Korach KS. The physiological role of estrogen receptor functional domains. Essays Biochem 2021 · PubMed 34028522

Ganzer Weg: Estradiol