Testosteron

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Testosteron ⓘ
The chemical structure of testosterone.
A ball-and-stick model of testosterone.
Bezeichnungen
IUPAC-Name
17β-Hydroxyandrost-4-en-3-one
Bevorzugter IUPAC-Name
(1S,3aS,3bR,9aR,9bS,11aS)-1-Hydroxy-9a,11a-dimethyl-1,2,3,3a,3b,4,5,8,9,9a,9b,10,11,11a-tetradecahydro-7H-cyclopenta[a]phenanthren-7-one
Andere Namen
Androst-4-en-17β-ol-3-one
Kennungen
3D-Modell (JSmol)
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Arzneimittelbank
EC-Nummer
  • 200-370-5
KEGG
PubChem CID
UNII
InChI
  • InChI=1S/C19H28O2/c1-18-9-7-13(20)11-12(18)3-4-14-15-5-6-17(21)19(15,2)10-8-16(14)18/h11,14-17,21H,3-10H2,1-2H3/t14-,15-,16-,17-,18-,19-/m0/s1 check
    Schlüssel: MUMGGOZAMZWBJJ-DYKIIFRCSA-N check
SMILES
  • O=C4\C=C2/[C@]([C@H]1CC[C@@]3([C@@H](O)CC[C@H]3[C@@H]1CC2)C)(C)CC4
Eigenschaften
Chemische Formel
 C19H28O2
Molekulare Masse 288,431 g-mol-1
Schmelzpunkt 151,0 °C (303,8 °F; 424,1 K)
Pharmakologie
ATC-Code
 G03BA03 (WHO)
Zulassungsdaten
  • EU EMA: nach INN
Wege der
Verabreichung
 Transdermal (Gel, Creme, Lösung, Pflaster), durch den Mund (als Testosteronundecanoat), in die Wange, intranasal (Gel), intramuskuläre Injektion (als Ester), subkutan als Pellets
Pharmakokinetik:
Bioverfügbarkeit
 Oral: sehr gering (aufgrund des umfangreichen First-Pass-Metabolismus)
Proteinbindung
 97,0-99,5% (an SHBG und Albumin)
Leber (hauptsächlich Reduktion und Konjugation)
Biologische Halbwertszeit
 30-45 Minuten
Ausscheidung
 Urin (90%), Fäkalien (6%)
Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox Referenzen

Testosteron ist das wichtigste Sexualhormon und anabole Steroid des Mannes. Beim Menschen spielt Testosteron eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des männlichen Fortpflanzungsgewebes wie Hoden und Prostata sowie bei der Förderung sekundärer Geschlechtsmerkmale wie erhöhter Muskel- und Knochenmasse und dem Wachstum von Körperhaaren. Darüber hinaus ist Testosteron bei beiden Geschlechtern an der Gesundheit und dem Wohlbefinden beteiligt, u. a. an der Stimmung und dem Verhalten sowie an der Vorbeugung von Osteoporose. Ein unzureichender Testosteronspiegel bei Männern kann zu Anomalien wie Gebrechlichkeit und Knochenschwund führen. ⓘ

Testosteron ist ein Steroid aus der Klasse der Androstane, das eine Keton- und eine Hydroxylgruppe an den Positionen drei bzw. siebzehn enthält. Es wird in mehreren Schritten aus Cholesterin biosynthetisiert und in der Leber zu inaktiven Metaboliten umgewandelt. Es übt seine Wirkung durch Bindung an den Androgenrezeptor und dessen Aktivierung aus. Beim Menschen und den meisten anderen Wirbeltieren wird Testosteron hauptsächlich von den Hoden der Männer (siehe Biosynthese) und in geringerem Maße von den Eierstöcken der Frauen ausgeschüttet. Im Durchschnitt ist der Testosteronspiegel bei erwachsenen Männern etwa sieben- bis achtmal so hoch wie bei erwachsenen Frauen. Da der Stoffwechsel von Testosteron bei Männern stärker ausgeprägt ist, ist die tägliche Produktion bei Männern etwa 20-mal höher. Frauen sind auch empfindlicher gegenüber dem Hormon. ⓘ

Neben seiner Rolle als natürliches Hormon wird Testosteron auch als Medikament zur Behandlung von Hypogonadismus bei Männern und Brustkrebs bei Frauen eingesetzt. Da der Testosteronspiegel bei Männern mit zunehmendem Alter abnimmt, wird Testosteron manchmal bei älteren Männern eingesetzt, um diesem Mangel entgegenzuwirken. Es wird auch illegal verwendet, um den Körperbau und die Leistung zu verbessern, z. B. bei Sportlern. Die Welt-Anti-Doping-Agentur listet es als S1 Anabolika-Substanz auf, die "jederzeit verboten" ist. ⓘ

Strukturformel ⓘ
Struktur von Testosteron
Allgemeines
Freiname Testosteron
Andere Namen
  • 17β-Hydroxyandrost-4-en-3-on
  • 4-Androsten-17β-ol-3-on
Summenformel C19H28O2
Kurzbeschreibung

farb- und fast geruchloser Feststoff

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer
EG-Nummer 200-370-5
ECHA-InfoCard 100.000.336
PubChem 6013
ChemSpider 5791
DrugBank DB00624
Arzneistoffangaben
ATC-Code

G03BA03

Wirkstoffklasse

Androgen

Eigenschaften
Molare Masse 288,43 g·mol−1
Dichte

1,17 g·cm−3

Schmelzpunkt
  • 155 °C (Base)
  • 100–102 °C (Cypionat, Polymorph I)
  • 90–91 °C (Cypionat,Polymorph II)
  • 74–75 °C (Cypionat,Polymorph III)
  • 48–54 °C (Decanoat)
  • 36–37 °C (Enanthat)
  • 77–79 °C (Isocaproat)
  • 116 °C (Phenylpropionat)
  • 120 °C (Propionat)
  • 61 °C (Undecanoat)
Löslichkeit

praktisch unlöslich in Wasser (2,41 mg·l−1 bei 20 °C)

Sicherheitshinweise
Bitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht für Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel beachten
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 302​‐​351​‐​360FD​‐​400
P: 201​‐​280​‐​301+312+330​‐​308+313
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Wie bei allen Androgenen besteht das Grundgerüst des Testosterons aus Androstan (19 C-Atome). Die Vorläufer des Testosterons sind die Gestagene (21 C-Atome) bzw. Dehydroepiandrosterone (DHEA). Testosteron ist ein Kunstwort, das von testis (Hoden) und Steroid abgeleitet ist. ⓘ

Adolf Butenandt versuchte 1930 männliches Sexualhormon aus Stierhodenextrakten und später aus Männerharn zu isolieren, was ihm für Androsteron gemeinsam mit Kurt Tscherning 1931 gelang. Butenandt vermutete anhand seiner Analysen bereits die richtige Strukturformel für Testosteron, dessen Teilsynthese aus Cholesterol 1934 Leopold Ružička in Zürich gelang. Entdeckt und als Testosteron bezeichnet hatte es dann erstmals 1935 Ernst Laqueur, der dieses Steroidhormon aus Stierhoden isolierte. ⓘ

Bei Männern wird Testosteron zum größten Teil unter dem Einfluss des LH (Luteinisierendes Hormon) in den Leydigschen Zwischenzellen im Hoden produziert. Die Nebennierenrinde bildet zwar kleine Mengen anderer Androgene, jedoch nur in sehr geringem Maße Testosteron. ⓘ

Bei Frauen produzieren die Eierstöcke und die Nebennierenrinde geringe Mengen an Testosteron. In der Biosynthese des Organismus ist das Cholesterol der Präkursor (Vorstufe) bzw. das Progesteron ein Zwischenprodukt für die Testosteronsynthese. ⓘ

Das Gesamttestosteron besteht zu 40 bis 50 % aus bioaktivem, d. h. Albumin­-gebundenem, Testosteron wie auch SHBG-gebundenem Testosteron (50 bis 60 %) und freiem Testosteron (1 bis 2 %). ⓘ

Biologische Wirkungen

Im Allgemeinen fördern Androgene wie Testosteron die Proteinsynthese und damit das Wachstum von Geweben mit Androgenrezeptoren. Man kann Testosteron virilisierende und anabole Wirkungen zuschreiben (obwohl diese kategorischen Beschreibungen etwas willkürlich sind, da es viele gegenseitige Überschneidungen zwischen ihnen gibt).

  • Zu den anabolen Wirkungen gehören die Zunahme der Muskelmasse und -kraft, die Erhöhung der Knochendichte und -kraft sowie die Stimulierung des linearen Wachstums und der Knochenreifung.
  • Zu den androgenen Wirkungen gehören die Reifung der Geschlechtsorgane, insbesondere des Penis, und die Bildung des Hodensacks beim Fötus sowie nach der Geburt (in der Regel in der Pubertät) eine Vertiefung der Stimme, das Wachstum der Gesichtsbehaarung (z. B. des Barts) und der Achselhaare. Viele dieser Erscheinungen fallen in die Kategorie der männlichen sekundären Geschlechtsmerkmale. ⓘ

Die Wirkungen von Testosteron können auch nach dem Alter des üblichen Auftretens klassifiziert werden. Die postnatalen Wirkungen sowohl bei Männern als auch bei Frauen hängen hauptsächlich von der Höhe und Dauer des zirkulierenden freien Testosterons ab. ⓘ

Vor der Geburt

Die Auswirkungen vor der Geburt werden in zwei Kategorien eingeteilt, die sich nach den Entwicklungsstadien richten. ⓘ

Der erste Zeitraum liegt zwischen 4 und 6 Wochen der Trächtigkeit. Zu den Beispielen gehören die Virilisierung der Genitalien, wie die Verschmelzung der Mittellinie, die phallische Harnröhre, die Ausdünnung und Raffung des Hodensacks und die phallische Vergrößerung, wobei die Rolle des Testosterons weitaus geringer ist als die des Dihydrotestosterons. Auch die Prostata und die Samenbläschen entwickeln sich. ⓘ

Im zweiten Trimester ist der Androgenspiegel mit der Geschlechtsbildung verbunden. Insbesondere Testosteron und das Anti-Müller-Hormon (AMH) fördern das Wachstum des Wolffschen Kanals bzw. die Degeneration des Müllerschen Kanals. Dieser Zeitraum wirkt sich auf die Femininisierung oder Maskulinisierung des Fötus aus und kann ein besserer Prädiktor für weibliche oder männliche Verhaltensweisen sein als die eigenen Werte eines Erwachsenen. Pränatale Androgene beeinflussen offenbar die Interessen und das Engagement bei geschlechtsspezifischen Aktivitäten und haben moderate Auswirkungen auf die räumlichen Fähigkeiten. Bei Frauen mit CAH korrelierte ein männlich-typisches Spiel in der Kindheit mit einer geringeren Zufriedenheit mit dem weiblichen Geschlecht und einem geringeren heterosexuellen Interesse im Erwachsenenalter. ⓘ

Frühes Säuglingsalter

Die Auswirkungen von Androgenen im frühen Säuglingsalter sind am wenigsten bekannt. In den ersten Lebenswochen steigt bei männlichen Säuglingen der Testosteronspiegel an. Die Werte bleiben einige Monate lang in einem pubertären Bereich, erreichen aber in der Regel im Alter von 4-7 Monaten die kaum nachweisbaren Werte der Kindheit. Die Funktion dieses Anstiegs beim Menschen ist unbekannt. Es wurde die Theorie aufgestellt, dass die Vermännlichung des Gehirns stattfindet, da in anderen Körperteilen keine signifikanten Veränderungen festgestellt wurden. Das männliche Gehirn wird durch die Aromatisierung von Testosteron zu Östrogen vermännlicht, das die Blut-Hirn-Schranke überwindet und in das männliche Gehirn eindringt, während weibliche Föten über α-Fetoprotein verfügen, das das Östrogen bindet, so dass weibliche Gehirne nicht betroffen sind. ⓘ

Vor der Pubertät

Vor der Pubertät treten die Auswirkungen des steigenden Androgenspiegels sowohl bei Jungen als auch bei Mädchen auf. Dazu gehören ein Körpergeruch wie bei Erwachsenen, vermehrte Fettigkeit von Haut und Haaren, Akne, Pubertät (Auftreten von Schamhaaren), Achselhaare, Wachstumsschübe, beschleunigte Knochenreifung und Gesichtsbehaarung. ⓘ

Pubertät

Pubertätseffekte treten auf, wenn der Androgenspiegel monatelang oder jahrelang höher war als der normale Spiegel erwachsener Frauen. Bei Männern sind dies die üblichen spätpubertären Wirkungen, bei Frauen treten sie nach längeren Perioden erhöhter freier Testosteronspiegel im Blut auf. Zu den Wirkungen gehören:

  • Wachstum des spermatogenen Gewebes in den Hoden, männliche Fruchtbarkeit, Vergrößerung des Penis oder der Klitoris, gesteigerte Libido und Häufigkeit der Erektion oder Klitorisvergrößerung.
  • Das Wachstum von Kiefer, Stirn, Kinn und Nase und die Umformung der Gesichtsknochenkonturen erfolgt in Verbindung mit dem menschlichen Wachstumshormon.
  • Abschluss der Knochenreifung und Beendigung des Wachstums. Dies geschieht indirekt über Estradiol-Metaboliten und daher bei Männern langsamer als bei Frauen.
  • Vermehrte Muskelkraft und -masse, breitere Schultern und größerer Brustkorb, Vertiefung der Stimme, Wachstum des Adamsapfels.
  • Vergrößerung der Talgdrüsen. Dies kann zu Akne führen, das subkutane Fett im Gesicht nimmt ab.
  • Die Schambehaarung dehnt sich auf die Oberschenkel und bis zum Nabel aus, Entwicklung der Gesichtsbehaarung (Koteletten, Bart, Schnurrbart), Verlust der Kopfbehaarung (androgenetische Alopezie), Zunahme der Brustbehaarung, der periareolären Behaarung, der Perianalbehaarung, der Beinbehaarung und der Achselhaare. ⓘ

Erwachsene

Testosteron ist für die normale Entwicklung der Spermien notwendig. Es aktiviert Gene in den Sertoli-Zellen, die die Differenzierung der Spermatogonien fördern. Es reguliert die akute HPA-Reaktion (Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse) unter Dominanzanforderungen. Androgene, einschließlich Testosteron, fördern das Muskelwachstum. Testosteron reguliert auch die Population von Thromboxan-A2-Rezeptoren auf Megakaryozyten und Blutplättchen und damit die Blutplättchenaggregation beim Menschen. ⓘ

Die Wirkungen von Testosteron im Erwachsenenalter sind bei Männern deutlicher nachweisbar als bei Frauen, sind aber wahrscheinlich für beide Geschlechter von Bedeutung. Einige dieser Wirkungen können abnehmen, wenn der Testosteronspiegel in den späteren Jahrzehnten des Erwachsenenlebens sinkt. ⓘ

Gesundheitliche Risiken

Testosteron scheint das Risiko, an Prostatakrebs zu erkranken, nicht zu erhöhen. Bei Personen, die sich einer Testosteron-Entzugstherapie unterzogen haben, hat sich gezeigt, dass ein Testosteronanstieg über das Kastrationsniveau hinaus die Ausbreitungsrate eines bestehenden Prostatakrebses erhöht. ⓘ

Hinsichtlich der Bedeutung von Testosteron für die Erhaltung der kardiovaskulären Gesundheit liegen widersprüchliche Ergebnisse vor. Dennoch hat sich gezeigt, dass die Aufrechterhaltung eines normalen Testosteronspiegels bei älteren Männern viele Parameter verbessert, von denen man annimmt, dass sie das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen verringern, wie z. B. die Zunahme der mageren Körpermasse, die Abnahme der viszeralen Fettmasse, die Senkung des Gesamtcholesterinspiegels und die Kontrolle des Blutzuckerspiegels. ⓘ

Hohe Androgenspiegel werden sowohl bei klinischen Populationen als auch bei gesunden Frauen mit Unregelmäßigkeiten des Menstruationszyklus in Verbindung gebracht. ⓘ

Sexuelle Erregung

Der Testosteronspiegel folgt einem kurzlebigen Rhythmus, der unabhängig von der sexuellen Aktivität früh am Tag seinen Höchststand erreicht. ⓘ

Es gibt positive Korrelationen zwischen positiven Orgasmuserfahrungen bei Frauen und dem Testosteronspiegel, wenn die Entspannung eine Schlüsselerfahrung war. Es gibt keinen Zusammenhang zwischen dem Testosteronspiegel und der Wahrnehmung des Orgasmuserlebnisses bei Männern und auch keinen Zusammenhang zwischen höheren Testosteronspiegeln und größerem sexuellen Selbstbewusstsein bei beiden Geschlechtern. ⓘ

Bei Frauen führen sexuelle Erregung und Selbstbefriedigung zu einem geringen Anstieg der Testosteronkonzentration. Bei Männern steigen die Plasmaspiegel verschiedener Steroide nach der Masturbation deutlich an, und die Testosteronwerte korrelieren mit diesen Werten. ⓘ

Studien an Säugetieren

Studien an Ratten haben gezeigt, dass das Ausmaß der sexuellen Erregung von Ratten auf eine Verringerung des Testosteronspiegels reagiert. Wurde Ratten, denen Testosteron entzogen wurde, ein mittlerer Testosteronspiegel verabreicht, nahmen sie ihr Sexualverhalten (Kopulation, Partnerwahl usw.) wieder auf, nicht jedoch, wenn sie geringe Mengen desselben Hormons erhielten. Daher können diese Säugetiere als Modell für die Untersuchung klinischer Populationen von Menschen mit sexuellen Erregungsdefiziten, wie z. B. der hypoaktiven sexuellen Luststörung, dienen. ⓘ

Alle untersuchten Säugetierarten zeigten einen deutlichen Anstieg des Testosteronspiegels der Männchen, wenn sie einem neuen Weibchen begegneten. Der reflexartige Testosteronanstieg bei männlichen Mäusen hängt mit dem anfänglichen Grad der sexuellen Erregung des Männchens zusammen. ⓘ

Bei nicht-menschlichen Primaten könnte es sein, dass Testosteron in der Pubertät die sexuelle Erregung stimuliert, die es dem Primaten ermöglicht, zunehmend sexuelle Erfahrungen mit Weibchen zu suchen und so eine sexuelle Präferenz für Weibchen zu entwickeln. Einige Forschungsergebnisse deuten auch darauf hin, dass die sexuelle Motivation eines erwachsenen männlichen Menschen oder eines anderen erwachsenen männlichen Primaten abnimmt, wenn das Testosteron ausgeschaltet wird, ohne dass die Fähigkeit zu sexuellen Aktivitäten (Besteigen, Ejakulieren usw.) entsprechend abnimmt. ⓘ

In Übereinstimmung mit der Theorie des Spermienwettbewerbs hat sich gezeigt, dass der Testosteronspiegel als Reaktion auf zuvor neutrale Reize ansteigt, wenn männliche Ratten darauf konditioniert werden, sexuell aktiv zu werden. Durch diese Reaktion werden Penisreflexe (wie Erektion und Ejakulation) ausgelöst, die den Spermienwettbewerb fördern, wenn mehr als ein Männchen bei der Paarung anwesend ist, was zu einer höheren Produktion erfolgreicher Spermien und einer größeren Fortpflanzungschance führt. ⓘ

Männchen

Bei Männern wird ein höherer Testosteronspiegel mit Zeiten sexueller Aktivität in Verbindung gebracht. ⓘ

Bei Männern, die sich einen sexuell expliziten Film ansehen, steigt der Testosteronspiegel im Durchschnitt um 35 % und erreicht 60-90 Minuten nach dem Ende des Films seinen Höhepunkt, während er bei Männern, die sich sexuell neutrale Filme ansehen, nicht ansteigt. Männer, die sexuell explizite Filme sehen, berichten auch über eine erhöhte Motivation, Wettbewerbsfähigkeit und geringere Erschöpfung. Es wurde auch ein Zusammenhang zwischen der Entspannung nach sexueller Erregung und dem Testosteronspiegel festgestellt. ⓘ

Der Testosteronspiegel von Männern verändert sich je nachdem, ob sie dem Körpergeruch einer ovulierenden oder nicht ovulierenden Frau ausgesetzt sind. Männer, die dem Geruch einer ovulierenden Frau ausgesetzt waren, behielten einen stabilen Testosteronspiegel bei, der höher war als der Testosteronspiegel von Männern, die nicht ovulierenden Gerüchen ausgesetzt waren. Männer sind sich der Hormonzyklen von Frauen sehr bewusst. Dies könnte mit der Hypothese der Ovulationsverschiebung zusammenhängen, bei der die Männchen auf die Ovulationszyklen der Weibchen reagieren, indem sie spüren, wann diese am fruchtbarsten sind, und bei der die Weibchen nach bevorzugten männlichen Partnern suchen, wenn diese am fruchtbarsten sind; beide Handlungen können durch Hormone gesteuert werden. ⓘ

Weibchen

Androgene können die Physiologie des Vaginalgewebes modulieren und zur sexuellen Erregung des weiblichen Genitals beitragen. Der Testosteronspiegel von Frauen ist höher, wenn er vor dem Geschlechtsverkehr und vor dem Kuscheln gemessen wird, ebenso wie nach dem Geschlechtsverkehr und nach dem Kuscheln. Bei der Verabreichung von Testosteron kommt es zu einer zeitlichen Verzögerung der genitalen Erregung bei Frauen. Darüber hinaus kann ein kontinuierlicher Anstieg der vaginalen sexuellen Erregung zu höheren genitalen Empfindungen und sexuell-appetitlichen Verhaltensweisen führen. ⓘ

Bei Frauen mit einem höheren Ausgangsspiegel an Testosteron steigt die sexuelle Erregung stärker an, der Anstieg des Testosteronspiegels ist jedoch geringer, was auf einen Deckeneffekt des Testosteronspiegels bei Frauen hinweist. Sexuelle Gedanken verändern auch den Testosteronspiegel, nicht aber den Cortisolspiegel im weiblichen Körper, und hormonelle Verhütungsmittel können die Schwankungen der Testosteronreaktion auf sexuelle Gedanken beeinflussen. ⓘ

Testosteron kann sich als wirksame Behandlung von Störungen der weiblichen sexuellen Erregung erweisen und ist als Hautpflaster erhältlich. Es gibt kein von der FDA zugelassenes Androgenpräparat für die Behandlung von Androgeninsuffizienz; es wurde jedoch als Off-Label-Use zur Behandlung von geringer Libido und sexueller Dysfunktion bei älteren Frauen eingesetzt. Testosteron kann eine Behandlung für postmenopausale Frauen sein, sofern sie effektiv östrogenisiert sind. ⓘ

Romantische Beziehungen

Verliebtheit wurde mit einem Rückgang des Testosteronspiegels bei Männern in Verbindung gebracht, während für den Testosteronspiegel von Frauen gemischte Veränderungen berichtet werden. ⓘ

Es wurde spekuliert, dass diese Veränderungen des Testosteronspiegels zu einer vorübergehenden Verringerung der Unterschiede im Verhalten zwischen den Geschlechtern führen. Die beobachteten Testosteronveränderungen scheinen jedoch nicht aufrechtzuerhalten zu sein, wenn sich Beziehungen im Laufe der Zeit entwickeln. ⓘ

Männer, die weniger Testosteron produzieren, sind mit größerer Wahrscheinlichkeit in einer Beziehung oder verheiratet, und Männer, die mehr Testosteron produzieren, lassen sich eher scheiden. Eine Heirat oder eine feste Beziehung könnte einen Rückgang des Testosteronspiegels bewirken. Alleinstehende Männer ohne Beziehungserfahrung haben niedrigere Testosteronwerte als alleinstehende Männer mit Erfahrung. Es wird vermutet, dass diese alleinstehenden Männer mit Beziehungserfahrung in einem wettbewerbsfähigeren Zustand sind als ihre unerfahrenen Gegenstücke. Verheiratete Männer, die sich an bindungserhaltenden Aktivitäten beteiligen, wie z. B. den Tag mit ihrer Ehefrau und/oder ihrem Kind zu verbringen, haben keine unterschiedlichen Testosteronwerte im Vergleich zu Zeiten, in denen sie sich nicht an solchen Aktivitäten beteiligen. Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass das Vorhandensein von Wettbewerbsaktivitäten und nicht von bindungserhaltenden Aktivitäten für Veränderungen des Testosteronspiegels relevanter ist. ⓘ

Männer, die mehr Testosteron produzieren, neigen eher zu außerehelichem Sex. Der Testosteronspiegel hängt nicht von der physischen Anwesenheit des Partners ab; der Testosteronspiegel von Männern, die eine Beziehung in derselben Stadt führen, und von Männern, die eine Fernbeziehung führen, ist ähnlich. Bei Frauen, die in einer Beziehung leben, kann die physische Anwesenheit für die Interaktion zwischen Testosteron und Partner erforderlich sein, da Frauen, die mit einem Partner in der gleichen Stadt leben, niedrigere Testosteronwerte aufweisen als Frauen, die in einer Fernbeziehung leben. ⓘ

Vaterschaft

Die Vaterschaft senkt den Testosteronspiegel bei Männern, was darauf hindeutet, dass die Emotionen und Verhaltensweisen, die mit dem gesunkenen Testosteronspiegel verbunden sind, die väterliche Fürsorge fördern. Beim Menschen und anderen Spezies, die eine allumfassende väterliche Fürsorge praktizieren, wirkt sich die väterliche Investition in den Nachwuchs positiv auf dessen Überleben aus, da sie es den beiden Elternteilen ermöglicht, mehrere Kinder gleichzeitig aufzuziehen. Dies erhöht die reproduktive Fitness der Eltern, da ihre Nachkommen mit größerer Wahrscheinlichkeit überleben und sich fortpflanzen. Die väterliche Fürsorge erhöht die Überlebenschancen der Nachkommen, da sie besseren Zugang zu hochwertigerer Nahrung haben und weniger physischen und immunologischen Bedrohungen ausgesetzt sind. Dies ist für den Menschen besonders vorteilhaft, da die Nachkommen über einen längeren Zeitraum von den Eltern abhängig sind und die Mütter relativ kurze Abstände zwischen den Geburten haben. ⓘ

Das Ausmaß der väterlichen Fürsorge variiert zwar von Kultur zu Kultur, aber es hat sich gezeigt, dass höhere Investitionen in die direkte Kinderbetreuung mit einem niedrigeren durchschnittlichen Testosteronspiegel sowie mit vorübergehenden Schwankungen korreliert sind. So wurde beispielsweise festgestellt, dass Schwankungen des Testosteronspiegels, wenn ein Kind in Not ist, ein Hinweis auf den Vaterschaftsstil sind. Wenn der Testosteronspiegel eines Vaters sinkt, wenn er sein Baby weinen hört, ist dies ein Hinweis darauf, dass er sich in das Baby einfühlt. Dies wird mit einem verstärkten Fürsorgeverhalten und besseren Ergebnissen für das Kind in Verbindung gebracht. ⓘ

Motivation

Der Testosteronspiegel spielt eine wichtige Rolle bei der Risikobereitschaft bei finanziellen Entscheidungen. ⓘ

Aggression und Kriminalität

Die meisten Studien belegen einen Zusammenhang zwischen Kriminalität bei Erwachsenen und Testosteron. Nahezu alle Studien über Jugendkriminalität und Testosteron sind nicht signifikant. Die meisten Studien haben auch festgestellt, dass Testosteron mit Verhaltensweisen oder Persönlichkeitsmerkmalen in Verbindung steht, die mit Kriminalität in Verbindung gebracht werden, wie etwa antisoziales Verhalten und Alkoholismus. Viele Studien wurden auch zum Zusammenhang zwischen allgemeinem aggressiven Verhalten und Gefühlen und Testosteron durchgeführt. In etwa der Hälfte der Studien wurde ein Zusammenhang festgestellt, in der anderen Hälfte nicht. Studien haben auch ergeben, dass Testosteron die Aggression durch die Modulation von Vasopressin-Rezeptoren im Hypothalamus fördert. ⓘ

Es gibt zwei Theorien über die Rolle von Testosteron bei Aggression und Wettbewerb. Die erste ist die Challenge-Hypothese, die besagt, dass der Testosteronspiegel in der Pubertät ansteigt und dadurch das Fortpflanzungs- und Konkurrenzverhalten, einschließlich der Aggression, fördert. Es ist also die Herausforderung des Wettbewerbs unter den Männchen der Art, die Aggression und Gewalt begünstigt. In Studien wurde ein direkter Zusammenhang zwischen Testosteron und Dominanz festgestellt, insbesondere bei den gewalttätigsten Straftätern im Gefängnis, die die höchsten Testosteronwerte aufwiesen. Dieselben Untersuchungen ergaben auch, dass Väter (die außerhalb eines konkurrenzbetonten Umfelds leben) im Vergleich zu anderen Männern die niedrigsten Testosteronwerte aufwiesen. ⓘ

Die zweite Theorie ist ähnlich und wird als "evolutionäre neuroandrogene (ENA) Theorie der männlichen Aggression" bezeichnet. Testosteron und andere Androgene haben sich so entwickelt, dass sie das Gehirn maskulinisieren, um wettbewerbsfähig zu sein, sogar bis zu dem Punkt, an dem sie die eigene Person und andere gefährden. Auf diese Weise verbessern Individuen mit einem durch Testosteron und Androgene vorgeburtlich und im Erwachsenenalter maskulinisierten Gehirn ihre Fähigkeiten zum Erwerb von Ressourcen, um zu überleben, möglichst viele Partner anzuziehen und zu begatten. Die Maskulinisierung des Gehirns wird nicht nur durch den Testosteronspiegel im Erwachsenenalter vermittelt, sondern auch durch die Testosteronexposition im Mutterleib als Fötus. Ein höherer vorgeburtlicher Testosteronspiegel, der sich in einem niedrigen Ziffernverhältnis zeigt, sowie ein höherer Testosteronspiegel im Erwachsenenalter erhöhen das Risiko von Fouls oder Aggressionen bei männlichen Fußballspielern. Studien haben auch ergeben, dass ein höherer vorgeburtlicher Testosteronspiegel oder ein niedrigeres Ziffernverhältnis mit einer höheren Aggressivität bei Männern korreliert. ⓘ

Der Anstieg des Testosteronspiegels während eines Wettkampfs sagte die Aggression bei Männern voraus, nicht aber bei Frauen. Probanden, die mit Handfeuerwaffen und einem experimentellen Spiel interagierten, zeigten einen Anstieg von Testosteron und Aggression. Die natürliche Auslese könnte dazu geführt haben, dass Männer empfindlicher auf Situationen reagieren, in denen es um Wettbewerb und Statusherausforderungen geht, und dass die interagierenden Funktionen des Testosterons der wesentliche Bestandteil für aggressives Verhalten in diesen Situationen sind. Testosteron vermittelt bei Männern die Anziehung zu grausamen und gewalttätigen Reizen, indem es das ausgedehnte Betrachten von Gewaltreizen fördert. Testosteron-spezifische strukturelle Hirnmerkmale können aggressives Verhalten bei Individuen vorhersagen. ⓘ

Testosteron könnte faires Verhalten fördern. In einer Studie nahmen die Probanden an einem Verhaltensexperiment teil, bei dem über die Verteilung eines realen Geldbetrags entschieden wurde. Die Regeln ließen sowohl faire als auch unfaire Angebote zu. Der Verhandlungspartner konnte anschließend das Angebot annehmen oder ablehnen. Je fairer das Angebot war, desto unwahrscheinlicher war eine Ablehnung durch den Verhandlungspartner. Wenn keine Einigung erzielt wurde, verdiente keine der beiden Parteien etwas. Versuchspersonen mit einem künstlich erhöhten Testosteronspiegel machten im Allgemeinen bessere und fairere Angebote als diejenigen, die Placebos erhielten, wodurch das Risiko einer Ablehnung ihres Angebots auf ein Minimum reduziert wurde. Zwei spätere Studien haben diese Ergebnisse empirisch bestätigt. Allerdings waren Männer mit hohem Testosteronspiegel bei einem Ultimatumspiel um 27 % weniger großzügig. Die New Yorker Akademie der Wissenschaften hat außerdem festgestellt, dass der Konsum anaboler Steroide (die das Testosteron erhöhen) bei Teenagern höher ist, was mit erhöhter Gewalttätigkeit in Verbindung gebracht wurde. In Studien wurde auch festgestellt, dass verabreichtes Testosteron bei einigen Teilnehmern verbale Aggression und Wut steigert. ⓘ

Einige Studien deuten darauf hin, dass der Testosteronabkömmling Estradiol (eine Form des Östrogens) eine wichtige Rolle bei der männlichen Aggression spielen könnte. Es ist bekannt, dass Estradiol bei männlichen Mäusen mit Aggression korreliert. Außerdem reguliert die Umwandlung von Testosteron in Estradiol die männliche Aggression bei Spatzen während der Brutzeit. Ratten, denen Anabolika verabreicht wurden, die das Testosteron erhöhen, reagierten auf Provokationen auch körperlich aggressiver, was auf eine "Bedrohungsempfindlichkeit" zurückzuführen ist. ⓘ

Die Beziehung zwischen Testosteron und Aggression kann auch indirekt funktionieren, da vorgeschlagen wurde, dass Testosteron nicht die Tendenzen zur Aggression verstärkt, sondern eher die Tendenzen, die es einem Individuum ermöglichen, seinen sozialen Status zu erhalten, wenn es herausgefordert wird. Bei den meisten Tieren ist Aggression das Mittel zur Aufrechterhaltung des sozialen Status. Der Mensch hat jedoch mehrere Möglichkeiten, einen sozialen Status zu erlangen. Dies könnte erklären, warum einige Studien einen Zusammenhang zwischen Testosteron und prosozialem Verhalten feststellen, wenn prosoziales Verhalten mit sozialem Status belohnt wird. Der Zusammenhang zwischen Testosteron und Aggression und Gewalt ist also darauf zurückzuführen, dass diese mit sozialem Status belohnt werden. Die Beziehung kann auch ein "permissiver Effekt" sein, bei dem Testosteron zwar die Aggressionswerte erhöht, aber nur in dem Sinne, dass die durchschnittlichen Aggressionswerte beibehalten werden können; eine chemische oder physische Kastration des Individuums verringert die Aggressionswerte (beseitigt sie aber nicht), aber das Individuum braucht nur ein geringes Maß an Testosteron aus der Zeit vor der Kastration, um die Aggressionswerte wieder auf ein normales Niveau zu bringen, auf dem sie dann auch bleiben, wenn zusätzliches Testosteron zugeführt wird. Testosteron kann auch einfach nur vorhandene Aggressionen verstärken; so werden Schimpansen, denen Testosteron zugeführt wird, aggressiver gegenüber Schimpansen, die in der sozialen Hierarchie unter ihnen stehen, sind aber gegenüber Schimpansen, die über ihnen stehen, weiterhin unterwürfig. Testosteron macht den Schimpansen also nicht wahllos aggressiv, sondern verstärkt seine bereits vorhandene Aggression gegenüber rangniedrigeren Schimpansen. ⓘ

Beim Menschen scheint Testosteron eher das Streben nach Status und sozialer Dominanz zu fördern als einfach die körperliche Aggression zu steigern. Wenn man die Auswirkungen der Überzeugung, Testosteron erhalten zu haben, kontrolliert, machen Frauen, die Testosteron erhalten haben, fairere Angebote als Frauen, die kein Testosteron erhalten haben. ⓘ

Als verhaltensbiologische Wirkungen bei Tieren wurden Imponierverhalten, Kampfverhalten, Balz sowie Begattungsdrang erforscht und beobachtet. Dies wurde u. a. durch Kastration (Gonadenentfernung) und anschließende Hormonzufuhr an Tieren (aggressive Hengste werden zu sanften, angepassten Wallachen) bewiesen. ⓘ

Einzelne Untersuchungen kommen zu dem Ergebnis, dass Testosteron dissoziales Verhalten wie egozentrische Entscheidungen fördert und kognitive Empathie verringert. Andere Einzelstudien kamen zu umgekehrten Ergebnissen, so zum Beispiel dass die Gabe von Testosteron die Tendenz zum Lügen bei Männern reduziert. Eine weitere Studie an Männern kam zu dem Resultat, dass exogenes Testosteron aggressives, anti-soziales Verhalten bei Verhandlungen signifikant erhöhen kann. Männer, denen Testosteron verabreicht wurde, behielten im Vergleich zur Placebo-Gruppe 27 % mehr Geld für sich in Verhandlungssituationen. ⓘ

Gehirn

Auch das Gehirn ist von dieser sexuellen Differenzierung betroffen; das Enzym Aromatase wandelt Testosteron in Östradiol um, das bei männlichen Mäusen für die Vermännlichung des Gehirns verantwortlich ist. Beim Menschen scheint die Vermännlichung des fötalen Gehirns durch die Beobachtung der Geschlechtspräferenz bei Patienten mit angeborenen Erkrankungen der Androgenbildung oder der Androgenrezeptorfunktion mit funktionellen Androgenrezeptoren verbunden zu sein. ⓘ

Es gibt einige Unterschiede zwischen einem männlichen und einem weiblichen Gehirn (möglicherweise das Ergebnis unterschiedlicher Testosteronspiegel), einer davon ist die Größe: Das männliche menschliche Gehirn ist im Durchschnitt größer. Bei Männern wurde im Alter von 20 Jahren eine Gesamtlänge der myelinisierten Fasern von 176 000 km festgestellt, während die Gesamtlänge bei Frauen 149 000 km betrug (ca. 15 % weniger). ⓘ

Die Verabreichung supraphysiologischer Testosterondosen über 10 Wochen an 43 gesunde Männer hatte keine unmittelbaren kurzfristigen Auswirkungen auf Stimmung oder Verhalten. Bei Frauen besteht eine Korrelation zwischen Testosteron und Risikobereitschaft bei der Berufswahl. ⓘ

Aufmerksamkeit, Gedächtnis und räumliches Vorstellungsvermögen sind wichtige kognitive Funktionen, die durch Testosteron beim Menschen beeinflusst werden. Vorläufige Erkenntnisse deuten darauf hin, dass ein niedriger Testosteronspiegel ein Risikofaktor für den kognitiven Verfall und möglicherweise für eine Demenz vom Alzheimer-Typ sein kann, was in der lebensverlängernden Medizin ein Hauptargument für den Einsatz von Testosteron in Anti-Aging-Therapien ist. Ein Großteil der Literatur deutet jedoch auf eine kurvenförmige oder sogar quadratische Beziehung zwischen der räumlichen Leistung und dem zirkulierenden Testosteron hin, wobei sowohl eine Hypo- als auch eine Hypersekretion (mangelhafte oder übermäßige Sekretion) der zirkulierenden Androgene negative Auswirkungen auf die Kognition haben. ⓘ

Immunsystem und Entzündungen

Testosteronmangel wird mit einem erhöhten Risiko für das metabolische Syndrom, kardiovaskuläre Erkrankungen und Mortalität in Verbindung gebracht, die ebenfalls Folgen chronischer Entzündungen sind. Die Testosteronplasmakonzentration korreliert umgekehrt mit mehreren Biomarkern für Entzündungen, darunter CRP, Interleukin 1 beta, Interleukin 6, TNF alpha und die Endotoxinkonzentration sowie die Leukozytenzahl. Wie eine Metaanalyse zeigt, führt die Substitutionstherapie mit Testosteron zu einer signifikanten Verringerung der Entzündungsmarker. Diese Wirkungen werden durch verschiedene Mechanismen mit synergistischer Wirkung vermittelt. Bei Männern mit Androgenmangel und gleichzeitiger Autoimmunthyreoiditis führt die Substitutionstherapie mit Testosteron zu einer Senkung der Schilddrüsenautoantikörpertiter und zu einer Erhöhung der Sekretionskapazität der Schilddrüse (SPINA-GT). ⓘ

Medizinische Anwendung

Testosteron wird als Medikament zur Behandlung von männlichem Hypogonadismus, Geschlechtsdysphorie und bestimmten Arten von Brustkrebs eingesetzt. Dies wird als Hormonersatztherapie (HRT) oder Testosteronersatztherapie (TRT) bezeichnet, die den Serumtestosteronspiegel im normalen Bereich hält. Der Rückgang der Testosteronproduktion im Alter hat das Interesse an der Androgenersatztherapie geweckt. Es ist unklar, ob die Verwendung von Testosteron bei altersbedingt niedrigen Werten nützlich oder schädlich ist. ⓘ

Testosteron steht auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation, d. h. der wichtigsten Medikamente, die in einem grundlegenden Gesundheitssystem benötigt werden. Es ist als Generikum erhältlich. Es kann als Creme oder transdermales Pflaster, das auf die Haut aufgetragen wird, als Injektion in einen Muskel, als Tablette, die in die Wange gesteckt wird, oder durch Einnahme verabreicht werden. ⓘ

Häufige Nebenwirkungen von Testosteronmedikamenten sind Akne, Schwellungen und Brustvergrößerung bei Männern. Schwerwiegende Nebenwirkungen können Lebertoxizität, Herzerkrankungen und Verhaltensänderungen sein. Bei Frauen und Kindern, die dem Medikament ausgesetzt sind, kann es zu einer Virilisierung kommen. Es wird empfohlen, dass Personen mit Prostatakrebs das Medikament nicht verwenden. Die Einnahme während der Schwangerschaft oder des Stillens kann zu Schäden führen. ⓘ

In den Leitlinien des American College of Physicians aus dem Jahr 2020 wird die Behandlung mit Testosteron bei erwachsenen Männern mit altersbedingt niedrigem Testosteronspiegel und sexueller Funktionsstörung befürwortet. Sie empfehlen eine jährliche Bewertung hinsichtlich einer möglichen Verbesserung und, falls diese ausbleibt, das Absetzen von Testosteron; Ärzte sollten aus Kostengründen intramuskuläre Behandlungen gegenüber transdermalen Behandlungen in Betracht ziehen, da die Wirksamkeit und der Schaden beider Methoden ähnlich sind. Eine Testosteronbehandlung aus anderen Gründen als einer möglichen Verbesserung der sexuellen Funktionsstörung darf nicht empfohlen werden. ⓘ

Biologische Aktivität

Freies Testosteron

Lipophile (fettlösliche, aber nicht wasserlösliche) Hormone wie Steroidhormone, darunter auch Testosteron, werden im wasserhaltigen Blutplasma durch spezifische und unspezifische Proteine transportiert. Zu den spezifischen Proteinen gehört das Sexualhormon-bindende Globulin (SHBG), das Testosteron, Dihydrotestosteron, Estradiol und andere Sexualsteroide bindet. Zu den unspezifischen Bindungsproteinen gehören Albumin und Lipoprotein. Der Teil der gesamten Hormonkonzentration, der nicht an das jeweilige spezifische Trägerprotein gebunden ist, ist der freie Teil. Daher wird Testosteron, das nicht an SHBG gebunden ist, als freies Testosteron bezeichnet. Es scheint, dass nur die freie Menge an Testosteron an einen androgenen Rezeptor binden kann, was bedeutet, dass sie biologische Aktivität besitzt. ⓘ

Aktivität von Steroidhormonen

Die Wirkung von Testosteron beim Menschen und anderen Wirbeltieren erfolgt über mehrere Mechanismen: durch Aktivierung des Androgenrezeptors (direkt oder als Dihydrotestosteron) und durch Umwandlung in Estradiol und Aktivierung bestimmter Estrogenrezeptoren. Es wurde auch festgestellt, dass Androgene wie Testosteron an Membran-Androgenrezeptoren binden und diese aktivieren. ⓘ

Freies Testosteron (T) wird in das Zytoplasma von Zielgewebezellen transportiert, wo es an den Androgenrezeptor binden oder durch das zytoplasmatische Enzym 5α-Reduktase zu 5α-Dihydrotestosteron (DHT) reduziert werden kann. DHT bindet an denselben Androgenrezeptor sogar noch stärker als Testosteron, so dass seine androgene Potenz etwa fünfmal so groß ist wie die von T. Der T-Rezeptor- oder DHT-Rezeptorkomplex erfährt eine strukturelle Veränderung, die es ihm ermöglicht, in den Zellkern zu wandern und direkt an spezifische Nukleotidsequenzen der chromosomalen DNA zu binden. Die Bindungsstellen werden als Hormonreaktionselemente (HREs) bezeichnet und beeinflussen die Transkriptionsaktivität bestimmter Gene, wodurch die Androgenwirkung entsteht. ⓘ

Androgenrezeptoren kommen in vielen verschiedenen Geweben des Körpersystems von Wirbeltieren vor, und sowohl Männer als auch Frauen reagieren in ähnlicher Weise auf ähnliche Mengen. Die sehr unterschiedlichen Mengen an Testosteron vor der Geburt, in der Pubertät und während des gesamten Lebens sind für einen Teil der biologischen Unterschiede zwischen Männern und Frauen verantwortlich. ⓘ

Die Knochen und das Gehirn sind zwei wichtige Gewebe des Menschen, in denen die primäre Wirkung von Testosteron in der Aromatisierung zu Östradiol besteht. In den Knochen beschleunigt Östradiol die Verknöcherung von Knorpel zu Knochen, was zum Verschluss der Epiphysen und zum Abschluss des Wachstums führt. Im zentralen Nervensystem wird Testosteron zu Estradiol aromatisiert. Estradiol und nicht Testosteron dient als wichtigstes Rückkopplungssignal an den Hypothalamus (insbesondere bei der LH-Sekretion). Bei vielen Säugetieren programmiert die pränatale oder perinatale "Maskulinisierung" der geschlechtsdimorphen Hirnareale durch das vom Testosteron abgeleitete Estradiol das spätere männliche Sexualverhalten. ⓘ

Neurosteroid-Aktivität

Testosteron ist über seinen aktiven Metaboliten 3α-Androstandiol ein starker positiver allosterischer Modulator des GABAA-Rezeptors. ⓘ

Testosteron wirkt mit hoher Affinität (etwa 5 nM) als Antagonist der TrkA- und p75NTR-Rezeptoren für das Neurotrophin Nervenwachstumsfaktor (NGF). Im Gegensatz zu Testosteron haben sich DHEA und DHEA-Sulfat als Agonisten mit hoher Affinität für diese Rezeptoren erwiesen. ⓘ

Testosteron ist ein Antagonist des Sigma-1-Rezeptors (Ki = 1,014 oder 201 nM). Die für die Bindung an den Rezeptor erforderlichen Testosteronkonzentrationen liegen jedoch weit über den zirkulierenden Gesamtkonzentrationen von Testosteron bei erwachsenen Männern (die zwischen 10 und 35 nM liegen). ⓘ

Biochemie

Die menschliche Steroidogenese, mit Testosteron ganz unten ⓘ

Biosynthese

Wie andere Steroidhormone auch, wird Testosteron aus Cholesterin gewonnen (siehe Abbildung). Der erste Schritt der Biosynthese umfasst die oxidative Spaltung der Seitenkette von Cholesterin durch das Cholesterinseitenkettenspaltungsenzym (P450scc, CYP11A1), eine mitochondriale Cytochrom-P450-Oxidase, wobei sechs Kohlenstoffatome verloren gehen und Pregnenolon entsteht. Im nächsten Schritt werden zwei zusätzliche Kohlenstoffatome durch das CYP17A1 (17α-Hydroxylase/17,20-Lyase) Enzym im endoplasmatischen Retikulum entfernt, um eine Vielzahl von C19-Steroiden zu erhalten. Außerdem wird die 3β-Hydroxylgruppe durch 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase oxidiert, um Androstendion zu erzeugen. Im letzten und geschwindigkeitsbeschränkenden Schritt wird die C17-Ketogruppe Androstendion durch 17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase reduziert, um Testosteron zu erhalten. ⓘ

Die größten Mengen an Testosteron (>95 %) werden bei Männern von den Hoden produziert, während die Nebennieren den größten Teil des Restes liefern. Bei Frauen wird Testosteron in weitaus geringeren Gesamtmengen von den Nebennieren, den Eileiterzellen der Eierstöcke und - während der Schwangerschaft - von der Plazenta synthetisiert. In den Hoden wird das Testosteron von den Leydig-Zellen produziert. Die generativen Drüsen des Mannes enthalten auch Sertoli-Zellen, die Testosteron für die Spermatogenese benötigen. Wie die meisten Hormone wird auch Testosteron den Zielgeweben über das Blut zugeführt, wo es zum großen Teil an ein spezifisches Plasmaprotein, das Sexualhormon-bindende Globulin (SHBG), gebunden ist. ⓘ

Produktionsraten, Sekretionsraten, Clearance-Raten und Blutspiegel der wichtigsten Sexualhormone ⓘ
Geschlecht Sexualhormon Fortpflanzung
Phase 		Blut
Produktionsrate 		Keimdrüsen
Sekretionsrate 		Stoffwechsel
Clearance-Rate 		Referenzbereich (Serumspiegel)
SI-Einheiten Nicht-SI-Einheiten
Männer Androstendion
–
 2,8 mg/Tag 1,6 mg/Tag 2200 L/Tag 2,8-7,3 nmol/L 80-210 ng/dL
Testosteron
–
 6,5 mg/Tag 6,2 mg/Tag 950 L/Tag 6,9-34,7 nmol/L 200-1000 ng/dL
Estron
–
 150 μg/Tag 110 μg/Tag 2050 L/Tag 37-250 pmol/L 10-70 pg/ml
Estradiol
–
 60 μg/Tag 50 μg/Tag 1600 L/Tag <37-210 pmol/L 10-57 pg/ml
Estron-Sulfat
–
 80 μg/Tag Unbedeutend 167 L/Tag 600-2500 pmol/L 200-900 pg/ml
Frauen Androstendion
–
 3,2 mg/Tag 2,8 mg/Tag 2000 L/Tag 3,1-12,2 nmol/L 89-350 ng/dL
Testosteron
–
 190 μg/Tag 60 μg/Tag 500 L/Tag 0,7-2,8 nmol/L 20-81 ng/dL
Estron Follikuläre Phase 110 μg/Tag 80 μg/Tag 2200 L/Tag 110-400 pmol/L 30-110 pg/ml
Lutealphase 260 μg/Tag 150 μg/Tag 2200 L/Tag 310-660 pmol/L 80-180 pg/ml
Postmenopause 40 μg/Tag Unbedeutend 1610 L/Tag 22-230 pmol/L 6-60 pg/ml
Estradiol Follikuläre Phase 90 μg/Tag 80 μg/Tag 1200 L/Tag <37-360 pmol/L 10-98 pg/ml
Lutealphase 250 μg/Tag 240 μg/Tag 1200 L/Tag 699-1250 pmol/L 190-341 pg/ml
Postmenopause 6 μg/Tag Unbedeutend 910 L/Tag <37-140 pmol/L 10-38 pg/ml
Estron-Sulfat Follikuläre Phase 100 μg/Tag Unbedeutend 146 L/Tag 700-3600 pmol/L 250-1300 pg/ml
Lutealphase 180 μg/Tag Unbedeutend 146 L/Tag 1100-7300 pmol/L 400-2600 pg/ml
Progesteron Follikuläre Phase 2 mg/Tag 1,7 mg/Tag 2100 L/Tag 0,3-3 nmol/L 0,1-0,9 ng/ml
Lutealphase 25 mg/Tag 24 mg/Tag 2100 L/Tag 19-45 nmol/L 6-14 ng/ml
Anmerkungen und Quellen
Notizen: "Die Konzentration eines Steroids im Blutkreislauf wird durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der es aus den Drüsen ausgeschieden wird, durch die Geschwindigkeit, mit der Vorläufer- oder Prähormone in das Steroid umgewandelt werden, und durch die Geschwindigkeit, mit der es von den Geweben extrahiert und metabolisiert wird. Die Sekretionsrate eines Steroids bezieht sich auf die Gesamtausscheidung der Verbindung aus einer Drüse pro Zeiteinheit. Die Sekretionsraten wurden durch die Entnahme von Proben aus dem venösen Ausfluss einer Drüse über einen bestimmten Zeitraum und durch Subtraktion der arteriellen und peripheren venösen Hormonkonzentration ermittelt. Die metabolische Clearance-Rate eines Steroids ist definiert als das Blutvolumen, das pro Zeiteinheit vollständig von dem Hormon abgebaut wurde. Die Produktionsrate eines Steroidhormons bezieht sich auf den Eintritt der Verbindung in das Blut aus allen möglichen Quellen, einschließlich der Sekretion aus Drüsen und der Umwandlung von Prohormonen in das Steroid von Interesse. Im Fließgleichgewicht ist die Menge des Hormons, die aus allen Quellen ins Blut gelangt, gleich der Rate, mit der es abgebaut wird (metabolische Clearance-Rate), multipliziert mit der Blutkonzentration (Produktionsrate = metabolische Clearance-Rate × Konzentration). Wenn der Prohormonstoffwechsel nur wenig zum zirkulierenden Steroidpool beiträgt, entspricht die Produktionsrate ungefähr der Sekretionsrate." Quellen: Siehe Vorlage.

Regulierung

Hypothalamisch-hypophysär-testinale Achse ⓘ

Bei Männern wird Testosteron hauptsächlich in den Leydig-Zellen synthetisiert. Die Anzahl der Leydig-Zellen wird wiederum durch luteinisierendes Hormon (LH) und follikelstimulierendes Hormon (FSH) reguliert. Darüber hinaus wird die Menge des von den vorhandenen Leydig-Zellen produzierten Testosterons durch LH gesteuert, das die Expression der 17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase reguliert. ⓘ

Die Menge des synthetisierten Testosterons wird durch die Hypothalamus-Hypophysen-Hoden-Achse reguliert (siehe Abbildung rechts). Wenn der Testosteronspiegel niedrig ist, wird vom Hypothalamus Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH) ausgeschüttet, das wiederum die Hypophyse zur Ausschüttung von FSH und LH anregt. Die beiden letztgenannten Hormone regen die Hoden zur Synthese von Testosteron an. Schließlich wirken steigende Testosteronspiegel über eine negative Rückkopplungsschleife auf Hypothalamus und Hypophyse, um die Freisetzung von GnRH bzw. FSH/LH zu hemmen. ⓘ

Zu den Faktoren, die den Testosteronspiegel beeinflussen, gehören:

  • Alter: Der Testosteronspiegel sinkt mit zunehmendem Alter. Dieser Effekt wird manchmal auch als Andropause oder spät einsetzender Hypogonadismus bezeichnet.
  • Sport: Widerstandstraining führt zu einem akuten Anstieg des Testosteronspiegels. Bei älteren Männern kann dieser Anstieg jedoch durch die Zufuhr von Eiweiß vermieden werden. Ausdauertraining bei Männern kann zu niedrigeren Testosteronwerten führen.
  • Nährstoffe: Vitamin-A-Mangel kann zu suboptimalen Plasmatestosteronspiegeln führen. Das Secosteroid Vitamin D in Mengen von 400-1000 IE/d (10-25 µg/d) erhöht den Testosteronspiegel. Zinkmangel senkt den Testosteronspiegel, eine Überversorgung mit Zink hat jedoch keine Auswirkungen auf den Serumtestosteronspiegel. Es gibt begrenzte Hinweise darauf, dass eine fettarme Ernährung den Gesamttestosteronspiegel und den freien Testosteronspiegel bei Männern senken kann, und mäßige Hinweise darauf, dass eine sehr proteinreiche Ernährung (≥35 % Protein) den Gesamttestosteronspiegel bei Männern senkt (~37 %).
  • Gewichtsabnahme: Eine Gewichtsreduzierung kann zu einem Anstieg des Testosteronspiegels führen. Fettzellen synthetisieren das Enzym Aromatase, das Testosteron, das männliche Sexualhormon, in Östradiol, das weibliche Sexualhormon, umwandelt. Es wurde jedoch kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Body-Mass-Index und dem Testosteronspiegel festgestellt.
  • Sonstiges: Schlaf: (REM-Schlaf) erhöht den nächtlichen Testosteronspiegel. Verhalten: Dominanzanforderungen können in einigen Fällen eine erhöhte Testosteronausschüttung bei Männern hervorrufen. Medikamente: Natürliche oder künstlich hergestellte Antiandrogene, einschließlich Pfefferminztee, senken den Testosteronspiegel. Lakritze kann die Testosteronproduktion verringern, wobei diese Wirkung bei Frauen stärker ist. ⓘ

In Studien wurde festgestellt, dass starker Konsum von Alkohol die Testosteronwerte beim Menschen deutlich senken kann. Ein moderater Konsum, der z. B. dem Konsum von 1,5 Gläsern Wein entspricht, soll den Testosteronspiegel auch nur moderat um 7 % senken. Der Verzicht auf Alkohol soll wieder dazu führen, dass wieder normale Mengen an Testosteron produziert werden können. ⓘ

Laut Frank Sommer, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Mann und Gesundheit e.V. (DGMG e.V.), könne man mit einigen Lebensmitteln den Testosteronspiegel um bis zu 23 % auf natürlich Weise steigern. So sollen Avenacoside, welche z. B. in Haferflocken vorkommen, dazu führen, dass der Körper mehr biologisch aktives Testosteron produziert. Mit bis zu zwei handtellergroße Portionen Brokkoli und Blumenkohl, Blattspinat oder Grünkohl zum Mittagessen soll von den sekundären Pflanzenstoffen wie etwa dem Senföl Indol-3-Carbinol profitieren. „Sie bewirken, dass weniger Testosteron – das Königshormon des Mannes – in das weibliche Hormon Östradiol umgewandelt wird“, so Sommer. ⓘ

Leistungscoach Brian Matys empfiehlt, mit Verweis auf Studien, Lebensmittel, welche sowohl den testosteronhemmenden Cortisolspiegel senken als auch den Testosteronwert selbst steigern: Paranüsse, Kakao, Austern und Knoblauch und beschreibt Zusammenhänge zu Zink und Vitamin C. ⓘ

Verteilung

Die Plasmaproteinbindung von Testosteron beträgt 98,0 bis 98,5 %, wobei 1,5 bis 2,0 % frei oder ungebunden sind. Es ist zu 65 % an Sexualhormon-bindendes Globulin (SHBG) und zu 33 % schwach an Albumin gebunden. ⓘ

Plasmaproteinbindung von Testosteron und Dihydrotestosteron ⓘ
Verbindung Gruppe Gehalt (nM) Frei (%) SHBG (%) CBG (%) Albumin (%)
Testosteron Erwachsene Männer 23.0 2.23 44.3 3.56 49.9
Erwachsene Frauen
  Follikuläre Phase 1.3 1.36 66.0 2.26 30.4
  Lutealphase 1.3 1.37 65.7 2.20 30.7
  Schwangerschaft 4.7 0.23 95.4 0.82 3.6
Dihydrotestosteron Erwachsene Männer 1.70 0.88 49.7 0.22 39.2
Erwachsene Frauen
  Follikuläre Phase 0.65 0.47 78.4 0.12 21.0
  Lutealphase 0.65 0.48 78.1 0.12 21.3
  Schwangerschaft 0.93 0.07 97.8 0.04 21.2
Quellen: Siehe Vorlage.

Verstoffwechselung

Testosteron-Stoffwechsel beim Menschen
Testosterone structures
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Die Stoffwechselwege, die am Metabolismus von Testosteron beim Menschen beteiligt sind. Zusätzlich zu den im Diagramm dargestellten Umwandlungen findet bei Testosteron und Metaboliten, die eine oder mehrere verfügbare Hydroxylgruppen (-OH) aufweisen, eine Konjugation über Sulfatierung und Glucuronidierung statt. ⓘ

Sowohl Testosteron als auch 5α-DHT werden hauptsächlich in der Leber metabolisiert. Ungefähr 50 % des Testosterons werden durch Konjugation in Testosteronglucuronid und in geringerem Maße in Testosteronsulfat durch Glucuronosyltransferasen bzw. Sulfotransferasen metabolisiert. Weitere 40 % des Testosterons werden zu gleichen Teilen durch die kombinierte Wirkung von 5α- und 5β-Reduktasen, 3α-Hydroxysteroid-Dehydrogenase und 17β-HSD in die 17-Ketosteroide Androsteron und Etiocholanolon umgewandelt, und zwar in dieser Reihenfolge. Androsteron und Etiocholanolon werden dann ähnlich wie Testosteron glucuronidiert und in geringerem Maße sulfatiert. Die Konjugate von Testosteron und seinen hepatischen Metaboliten werden von der Leber in den Blutkreislauf freigesetzt und mit dem Urin und der Galle ausgeschieden. Nur ein kleiner Teil (2 %) des Testosterons wird unverändert mit dem Urin ausgeschieden. ⓘ

Im hepatischen 17-Ketosteroid-Weg des Testosteron-Stoffwechsels wird Testosteron in der Leber durch 5α-Reduktase und 5β-Reduktase in 5α-DHT bzw. das inaktive 5β-DHT umgewandelt. Anschließend werden 5α-DHT und 5β-DHT durch 3α-HSD in 3α-Androstandiol bzw. 3α-Etiocholandiol umgewandelt. Anschließend werden 3α-Androstandiol und 3α-Etiocholandiol durch 17β-HSD in Androsteron und Etiocholanolon umgewandelt, woraufhin sie konjugiert und ausgeschieden werden. 3β-Androstandiol und 3β-Etiocholandiol können auf diesem Weg auch gebildet werden, wenn 5α-DHT bzw. 5β-DHT von 3β-HSD anstelle von 3α-HSD beeinflusst wird, und sie können dann in Epiandrosteron bzw. Epietiocholanolon umgewandelt werden. Ein kleiner Anteil von etwa 3 % des Testosterons wird in der Leber durch 17β-HSD reversibel in Androstendion umgewandelt. ⓘ

Neben der Konjugation und dem 17-Ketosteroid-Weg kann Testosteron in der Leber auch durch Cytochrom-P450-Enzyme, einschließlich CYP3A4, CYP3A5, CYP2C9, CYP2C19 und CYP2D6, hydroxyliert und oxidiert werden. 6β-Hydroxylierung und in geringerem Maße 16β-Hydroxylierung sind die wichtigsten Umwandlungen. Die 6β-Hydroxylierung von Testosteron wird hauptsächlich von CYP3A4 und in geringerem Maße von CYP3A5 katalysiert und ist für 75 bis 80 % des Cytochrom P450-vermittelten Testosteron-Stoffwechsels verantwortlich. Neben 6β- und 16β-Hydroxytestosteron werden auch 1β-, 2α/β-, 11β- und 15β-Hydroxytestosteron als kleinere Metaboliten gebildet. Bestimmte Cytochrom-P450-Enzyme wie CYP2C9 und CYP2C19 können Testosteron auch an der C17-Position oxidieren und Androstendion bilden. ⓘ

Zwei der unmittelbaren Metaboliten von Testosteron, 5α-DHT und Estradiol, sind biologisch wichtig und können sowohl in der Leber als auch in extrahepatischen Geweben gebildet werden. Etwa 5 bis 7 % des Testosterons werden durch 5α-Reduktase in 5α-DHT umgewandelt, wobei die zirkulierenden 5α-DHT-Spiegel etwa 10 % der Testosteronspiegel betragen, und etwa 0,3 % des Testosterons werden durch Aromatase in Estradiol umgewandelt. Die 5α-Reduktase ist in den männlichen Fortpflanzungsorganen (einschließlich Prostata, Samenblasen und Nebenhoden), der Haut, den Haarfollikeln und dem Gehirn stark vertreten, während die Aromatase im Fettgewebe, den Knochen und dem Gehirn stark vertreten ist. In so genannten androgenen Geweben mit hoher 5α-Reduktase-Expression werden bis zu 90 % des Testosterons in 5α-DHT umgewandelt, und da 5α-DHT als AR-Agonist im Vergleich zu Testosteron um ein Vielfaches stärker ist, wird geschätzt, dass die Wirkung von Testosteron in solchen Geweben um das Zwei- bis Dreifache verstärkt wird. ⓘ

Gehalte

Der Gesamttestosteronspiegel im Körper wurde bei nicht fettleibigen europäischen und amerikanischen Männern im Alter von 19 bis 39 Jahren mit 264 bis 916 ng/dL (Nanogramm pro Deziliter) angegeben, während der mittlere Testosteronspiegel bei erwachsenen Männern bei 630 ng/dL lag. Obwohl dieser Wert häufig als Referenzbereich verwendet wird, haben einige Ärzte die Verwendung dieses Bereichs zur Feststellung von Hypogonadismus in Frage gestellt. Mehrere medizinische Fachgruppen haben empfohlen, dass 350 ng/dl im Allgemeinen als der niedrigste normale Wert angesehen werden sollte, was mit früheren Erkenntnissen übereinstimmt. Der Testosteronspiegel bei Männern nimmt mit dem Alter ab. Bei Frauen wurde ein mittlerer Gesamttestosteronspiegel von 32,6 ng/dl ermittelt. Bei Frauen mit Hyperandrogenismus wurde ein mittlerer Gesamttestosteronspiegel von 62,1 ng/dL festgestellt. ⓘ

Testosteronspiegel bei Männern und Frauen ⓘ
Gesamt-Testosteron
Stadium Altersbereich Männlich Weiblich
Werte SI-Einheiten Werte SI-Einheiten
Säugling Frühgeborenes (26-28 Wochen) 59-125 ng/dL 2.047-4.337 nmol/L 5-16 ng/dL 0,173-0,555 nmol/L
Frühgeburt (31-35 Wochen) 37-198 ng/dL 1,284-6,871 nmol/L 5-22 ng/dL 0,173-0,763 nmol/L
Neugeborene 75-400 ng/dL 2,602-13,877 nmol/L 20-64 ng/dL 0,694-2,220 nmol/L
Kind 1-6 Jahre ND ND ND ND
7-9 Jahre 0-8 ng/dL 0-0,277 nmol/L 1-12 ng/dL 0,035-0,416 nmol/L
Kurz vor der Pubertät 3-10 ng/dL* 0,104-0,347 nmol/L* <10 ng/dL* <0,347 nmol/L*
Pubertät 10-11 Jahre 1-48 ng/dL 0,035-1,666 nmol/L 2-35 ng/dL 0,069-1,214 nmol/L
12-13 Jahre 5-619 ng/dL 0,173-21,480 nmol/L 5-53 ng/dL 0,173-1,839 nmol/L
14-15 Jahre 100-320 ng/dL 3,47-11,10 nmol/L 8-41 ng/dL 0,278-1,423 nmol/L
16-17 Jahre 200-970 ng/dL* 6,94-33,66 nmol/L* 8-53 ng/dL 0,278-1,839 nmol/L
Erwachsene ≥18 Jahre 350-1080 ng/dL* 12,15-37,48 nmol/L* – –
20-39 Jahre 400-1080 ng/dL 13,88-37,48 nmol/L – –
40-59 Jahre 350-890 ng/dL 12,15-30,88 nmol/L – –
≥60 Jahre 350-720 ng/dL 12,15-24,98 nmol/L – –
Prämenopausal – – 10-54 ng/dL 0,347-1,873 nmol/L
Postmenopausal – – 7-40 ng/dL 0,243-1,388 nmol/L
Bioverfügbares Testosteron
Stadium Altersbereich Männlich Weiblich
Werte SI-Einheiten Werte SI-Einheiten
Kind 1-6 Jahre 0,2-1,3 ng/dL 0,007-0,045 nmol/L 0,2-1,3 ng/dL 0,007-0,045 nmol/L
7-9 Jahre 0,2-2,3 ng/dL 0,007-0,079 nmol/L 0,2-4,2 ng/dL 0,007-0,146 nmol/L
Pubertät 10-11 Jahre 0,2-14,8 ng/dL 0,007-0,513 nmol/L 0,4-19,3 ng/dL 0,014-0,670 nmol/L
12-13 Jahre 0,3-232,8 ng/dL 0,010-8,082 nmol/L 1,1-15,6 ng/dL 0,038-0,541 nmol/L
14-15 Jahre 7,9-274,5 ng/dL 0,274-9,525 nmol/L 2,5-18,8 ng/dL 0,087-0,652 nmol/L
16-17 Jahre 24,1-416,5 ng/dL 0,836-14,452 nmol/L 2,7-23,8 ng/dL 0,094-0,826 nmol/L
Erwachsene ≥18 Jahre ND ND – –
Prämenopausal – – 1,9-22,8 ng/dL 0,066-0,791 nmol/L
Postmenopausal – – 1,6-19,1 ng/dL 0,055-0,662 nmol/L
Freies Testosteron
Stadium Altersbereich Männlich Weiblich
Werte SI-Einheiten Werte SI-Einheiten
Kind 1-6 Jahre 0,1-0,6 pg/ml 0,3-2,1 pmol/L 0,1-0,6 pg/ml 0,3-2,1 pmol/L
7-9 Jahre 0,1-0,8 pg/mL 0,3-2,8 pmol/L 0,1-1,6 pg/ml 0,3-5,6 pmol/L
Pubertät 10-11 Jahre 0,1-5,2 pg/ml 0,3-18,0 pmol/L 0.1-2.9 pg/mL 0,3-10,1 pmol/L
12-13 Jahre 0,4-79,6 pg/ml 1,4-276,2 pmol/L 0,6-5,6 pg/ml 2,1-19,4 pmol/L
14-15 Jahre 2,7-112,3 pg/ml 9,4-389,7 pmol/L 1,0-6,2 pg/ml 3,5-21,5 pmol/L
16-17 Jahre 31,5-159 pg/mL 109,3-551,7 pmol/L 1,0-8,3 pg/mL 3,5-28,8 pmol/L
Erwachsene ≥18 Jahre 44-244 pg/ml 153-847 pmol/L – –
Prämenopausal – – 0,8-9,2 pg/mL 2,8-31,9 pmol/L
Postmenopausal – – 0,6-6,7 pg/ml 2,1-23,2 pmol/L
Quellen: Siehe Vorlage.
Gesamttestosteronspiegel bei Männern im Laufe des Lebens ⓘ
Lebensphase Tanner-Stadium Altersbereich Mittleres Alter Bereich der Werte Mittlere Werte
Kind Stadium I <10 Jahre – <30 ng/dL 5,8 ng/dL
Pubertät Stadium II 10-14 Jahre 12 Jahre <167 ng/dL 40 ng/dL
Stadium III 12-16 Jahre 13-14 Jahre 21-719 ng/dL 190 ng/dL
Stadium IV 13-17 Jahre 14-15 Jahre 25-912 ng/dL 370 ng/dL
Stufe V 13-17 Jahre 15 Jahre 110-975 ng/dL 550 ng/dL
Erwachsene – ≥18 Jahre – 250-1.100 ng/dL 630 ng/dL
Quellen:
Referenzbereiche für Bluttests, wobei die Testosteronwerte von erwachsenen Männern in hellblau in der Mitte links dargestellt sind ⓘ

Messung

Die bioverfügbare Testosteronkonzentration wird in der Regel nach der Vermeulen-Methode oder genauer gesagt nach der modifizierten Vermeulen-Methode bestimmt, bei der die dimere Form des Sexualhormon-bindenden Globulins berücksichtigt wird. ⓘ

Beide Methoden verwenden ein chemisches Gleichgewicht, um die Konzentration des bioverfügbaren Testosterons abzuleiten: Im Blutkreislauf hat Testosteron zwei Hauptbindungspartner, Albumin (schwach gebunden) und Sexualhormon-bindendes Globulin (stark gebunden). Diese Methoden werden in der nebenstehenden Abbildung ausführlich beschrieben. ⓘ

  • Dimeres Sexualhormonbindungsglobulin mit seinen Testosteron-Liganden

  • Zwei Methoden zur Bestimmung der Konzentration von bioverfügbarem Testosteron. ⓘ

Geschichte

Nobelpreisträger Leopold Ruzicka von Ciba, einem Pharmariesen, der Testosteron synthetisierte

In den frühen Arbeiten von Arnold Adolph Berthold (1803-1861) über Kastration und Hodentransplantation bei Hühnern wurde eine Hodenwirkung mit zirkulierenden Blutfraktionen in Verbindung gebracht, die heute als eine Familie androgener Hormone verstanden werden. Einen kurzen Schub erhielt die Forschung über die Wirkung von Testosteron 1889, als der Harvard-Professor Charles-Édouard Brown-Séquard (1817-1894), damals in Paris, sich selbst subkutan ein "Verjüngungselixier" injizierte, das aus einem Extrakt aus Hunde- und Meerschweinchenhoden bestand. Er berichtete in der Zeitschrift The Lancet, dass seine Vitalität und sein Wohlbefinden deutlich wiederhergestellt waren, aber die Wirkung war nur vorübergehend, und Brown-Séquards Hoffnungen auf das Präparat wurden enttäuscht. Unter dem Spott seiner Kollegen gab er seine Arbeit über die Mechanismen und Wirkungen von Androgenen beim Menschen auf. ⓘ

Im Jahr 1927 verschaffte sich Fred C. Koch, Professor für Physiologische Chemie an der Universität Chicago, leichten Zugang zu einer großen Quelle von Rinderhoden - den Chicagoer Viehhöfen - und rekrutierte Studenten, die bereit waren, die mühsame Arbeit der Extraktion ihrer Isolate auf sich zu nehmen. In jenem Jahr gewannen Koch und sein Student Lemuel McGee aus einem Vorrat von 40 Pfund Rinderhoden 20 mg einer Substanz, die, wenn sie kastrierten Hähnen, Schweinen und Ratten verabreicht wurde, diese re-maskulinisierte. Die Gruppe von Ernst Laqueur an der Universität Amsterdam reinigte 1934 in ähnlicher Weise Testosteron aus Rinderhoden, aber die Isolierung des Hormons aus tierischem Gewebe in Mengen, die eine ernsthafte Untersuchung am Menschen ermöglichten, war erst möglich, als drei europäische Pharmariesen - Schering (Berlin, Deutschland), Organon (Oss, Niederlande) und Ciba (Basel, Schweiz) - in den 1930er Jahren umfassende Steroidforschungs- und Entwicklungsprogramme starteten. ⓘ

Die Organon-Gruppe in den Niederlanden war die erste, die das Hormon isolierte und es im Mai 1935 in der Arbeit "On Crystalline Male Hormone from Testicles (Testosterone)" beschrieb. Sie gaben dem Hormon den Namen Testosteron, der sich aus den Wortstämmen Hoden und Sterol sowie dem Suffix Keton zusammensetzt. Die Struktur wurde von Adolf Butenandt von Schering am Chemischen Institut der Technischen Universität in Gdańsk erarbeitet. ⓘ

Die chemische Synthese von Testosteron aus Cholesterin gelang Butenandt und Hanisch im August desselben Jahres. Nur eine Woche später veröffentlichte die Ciba-Gruppe in Zürich, Leopold Ruzicka (1887-1976) und A. Wettstein, ihre Synthese von Testosteron. Diese unabhängigen Teilsynthesen von Testosteron aus einer Cholesterinbase brachten Butenandt und Ruzicka 1939 den gemeinsamen Nobelpreis für Chemie ein. Testosteron wurde als 17β-Hydroxyandrost-4-en-3-on (C19H28O2) identifiziert, ein fester polyzyklischer Alkohol mit einer Hydroxylgruppe am 17ten Kohlenstoffatom. Damit war auch klar, dass weitere Modifikationen am synthetisierten Testosteron vorgenommen werden konnten, nämlich die Veresterung und die Alkylierung. ⓘ

Die Teilsynthese von reichlich vorhandenen, potenten Testosteronestern in den 1930er Jahren ermöglichte die Charakterisierung der Wirkungen des Hormons, so dass Kochakian und Murlin (1936) zeigen konnten, dass Testosteron die Stickstoffretention (ein für den Anabolismus zentraler Mechanismus) beim Hund erhöhte, woraufhin die Gruppe von Allan Kenyon sowohl anabole als auch androgene Wirkungen von Testosteronpropionat bei eunuchoiden Männern, Jungen und Frauen nachweisen konnte. Der Zeitraum von den frühen 1930er bis zu den 1950er Jahren wird als "Goldenes Zeitalter der Steroidchemie" bezeichnet, und die Arbeiten in dieser Zeit schritten rasch voran. ⓘ

Andere Arten

Testosteron wird bei den meisten Wirbeltieren beobachtet. Testosteron und der klassische nukleäre Androgenrezeptor traten erstmals bei Gnathostomiern (Wirbeltiere mit Kiefer) auf. Agnathen (kieferlose Wirbeltiere) wie Neunaugen produzieren kein Testosteron, sondern verwenden stattdessen Androstendion als männliches Sexualhormon. Fische stellen eine etwas andere Form her, das 11-Ketotestosteron. Sein Gegenstück bei Insekten ist Ecdyson. Das Vorhandensein dieser allgegenwärtigen Steroide in einer Vielzahl von Tieren deutet darauf hin, dass Sexualhormone eine uralte evolutionäre Geschichte haben. ⓘ

Testosteronbiosynthese

Biosynthese der Steroidhormone ⓘ

Der Ausgangsstoff für die Testosteronbiosynthese in den Leydig-Zellen ist Cholesterol (Cholesterin), welches über zwei verschiedene Wege verarbeitet werden kann. Den letzten Schritt, die Reduktion von Androstendion, katalysiert das Enzym Testosteron-17β-Dehydrogenase. ⓘ

Bei Tieren, bei denen Mehrlingsgeburten die Regel sind, also auch den meisten Säugetieren, ist der adulte Testosteronspiegel maßgeblich von der Position der Föten im Uterus abhängig. In der Gebärmutter zwischen zwei Weibchen liegende Föten weisen später eine niedrigere Testosteronkonzentration auf als solche, die zwischen zwei männlichen Geschwistern liegen. Bei adulten Tieren zeigen sich infolgedessen sehr unterschiedliche Verhaltensmuster. ⓘ

Normwerte und Diagnostik

Der Testosteronspiegel im Blutserum eines gesunden Mannes unterliegt tageszeitlichen Schwankungen und folgt einer circadianen Rhythmik, wobei der Wert frühmorgens ein Maximum und nachmittags ein Minimum durchläuft. Abhängig vom Alter schwanken die Werte morgendlicher Konzentration des Gesamttestosterons dabei bei Jungen vor der Pubertät zwischen 1 und 4 nmol/l und nach Erreichen der Geschlechtsreife zwischen 13 und 23 nmol/l mit einem Mittelwert von etwa 16 für ältere Männer und etwa 18 für jüngere Männer. Der Normbereich liegt für alle Männer zwischen 12 und 40 nmol/l (12 und 30 nmol/l). Testosteronkonzentrationen bei Frauen variieren mit der Phase des Menstruationszyklus und dem Body-Mass-Index, was die Festlegung normaler Bereiche erschwert. Allgemein liegt der Normbereich allerdings etwa zwischen 0,4 und 2,0 nmol/L (12–58 ng/dL). ⓘ

Es besteht offensichtlich eine Korrelation zwischen der Schlafdauer und dem Testosteronspiegel. So stieg in einer mit 800 gesunden Männern aller Altersstufen durchgeführten Studie der Testosteronspiegel mit zunehmender durchschnittlicher Schlafdauer (gemessen über drei Wochen) zuerst an, erreichte nach etwa acht Stunden einen Höhepunkt und fiel unmittelbar danach überraschenderweise wieder stark ab. Während der Anstieg mit einer vermehrten Hormonproduktion, die vor allem im Schlaf stattfindet, erklärt wird, ist der Abfall bisher noch ungeklärt. Der Testosteronwert sinkt mit zunehmendem Lebensalter kontinuierlich ab. Dies allein hat zunächst keinen Krankheitswert. Erst wenn es zusätzlich zu Symptomen eines Testosteronmangels kommt (Hypogonadismus), ist eine Behandlung indiziert. Bei Vorliegen eines Hypogonadismus kann auch bei höheren Spiegeln eine Substitutionstherapie angezeigt sein. ⓘ

Die häufigste Form des Testosteronmangels ist der altersassoziierte Hypogonadismus (Late-Onset Hypogonadism [LOH]) im sogenannten Klimakterium virile, von dem 3–7 % aller Männer zwischen 30 und 70 Jahren betroffen sind, bei über 70-jährigen sind es ca. 18 %. Testosteronmangel bei alternden Männern wird unter dem Begriff Testosteronmangelsyndrom bzw. dem englischen Fachbegriff partial androgen deficiency in the aging male (abgekürzt mit PADAMEs, PADAM) beschrieben. Eine Studie der Universität Manchester von 2010 stellt allerdings in Frage, ob die beklagten vielschichtigen Symptome überhaupt mit der Höhe des Testosteronspiegels korrelieren und ob eine Testosteronsubstitution ursächlich hilft. Zwischen den vermeintlichen Wechseljahresbeschwerden bei Männern in fortgeschrittenem Alter und einem niedrigen Testosteronspiegel konnten die Forscher keinen Zusammenhang feststellen. ⓘ

Der Testosteronspiegel wird vorwiegend aus dem Blutserum bestimmt. Auf Grund der tageszeitlichen Schwankungen des Testosteronspiegels findet die Blutabnahme in den Morgenstunden statt. Die Bestimmung erfolgt meist per Immunassay-Methodik. Da diese bei niedrigen Testosteronwerten ungenaue Ergebnisse liefert, wird in einem solchen Fall eine Kombination aus Extraktion, chromatographischen Methoden und nachfolgender Immunoassay- oder massenspektrometrischer Bestimmung empfohlen. Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung ermöglicht die Messung verschiedener Steroide in derselben Probe. ⓘ

Haarausfall

Das Hormon Dihydrotestosteron (DHT) ist die aktive Form von Testosteron. Beim erblich bedingten Haarausfall kann eine vererbte Überempfindlichkeit der Haarwurzeln gegenüber DHT bestehen und zu einer fortschreitenden Verkleinerung der Haarwurzeln führen. Eine Behandlungsmöglichkeit besteht in Medikamenten zur Senkung des DHT-Spiegels. Eine weitere mögliche Ursache für Haarausfall stellt eine Überempfindlichkeit von Testosteron für den Körper dar. Durch den erhöhten Anteil des männlichen Sexualhormons steigt auch die Wahrscheinlichkeit, an Haarausfall zu erkranken. ⓘ

Testosteronersatztherapie

Anlässe

Ein Testosteronmangel kann unter anderem zu Erektionsstörungen und Osteoporose führen. Reicht die natürliche Produktion von Testosteron nicht aus, kann eine Langzeittherapie mit von außen zugeführtem Testosteron erfolgen. ⓘ

Ersatztherapie

Als Ersatztherapie gibt es folgende Möglichkeiten:

  • „Monats-Spritze“: Älteste Therapieform, Spritzenabstand 3 bis 4 Wochen, jedoch stark schwankende Spiegel.
  • Gel zum Auftragen auf die Haut: Das Gel wird täglich auf die Haut aufgetragen und ermöglicht einen relativ konstanten Testosteronspiegel.
  • Skrotalpflaster: Täglich auf den Hodensack zu klebendes Pflaster. Wirksam, jedoch manchmal störend in der Anwendung.
  • In einigen Ländern sind auch Testosteronimplantate zugelassen. In einer kleinen, ambulanten, Operation werden sie unter die Haut appliziert. Alle 5 bis 6 Monate notwendig. Guter Testosteronspiegel.
  • „3-Monats-Spritze“: Neueste Therapieform
  • In Form eines Applikators zur Anwendung in den Achselhöhlen ⓘ

Anmerkungen:

  • In der Praxis werden die Injektionsintervalle oft noch weiter ausgedehnt, da im Organismus Mechanismen zur Bindung von Testosteronmolekülen an bestimmte Proteine (SHBG) vorhanden sind.
  • Da eine externe Testosteronverabreichung von der Natur nicht vorgesehen ist und künstliche Testosteronsalben und Matrixpflaster erst sehr kurz am Markt sind, ist über Risiken und Langzeitnebenwirkungen noch nichts bekannt. Externe Testosterongaben könnten die Fähigkeit des Körpers, selbst Testosteron zu produzieren, vorübergehend oder gar dauerhaft beeinträchtigen. ⓘ

Bei Behandlung von Transmännern

Bei Transidentität können Transmänner sich für die Einnahme von Testosteron entscheiden. Dies führt zu einer allgemeinen Vermännlichung mit entsprechender Gesichts- und Körperbehaarung, Veränderung der Fettverteilung, Muskelaufbau und einer wahrnehmbaren Veränderung der Stimmlage. ⓘ

Kostenübernahme durch die Krankenkasse

Die österreichische Krankenkasse ÖGK übernimmt die Kosten für die Behandlung mit Testevan Transdermal Gel nur, falls kein partielles Androgendefizit des alternden Mannes (PADAM) vorliegt, also nur bei angeborenen oder erworbenen Erkrankungen, aber nicht als Alterserscheinung. ⓘ

Testosteron als Dopingmittel

Manche Bodybuilder sowie Ausdauersportler verwenden Testosteron als Dopingmittel, um ihren Muskelaufbau zu beschleunigen oder die natürliche Leistungsgrenze zu überwinden. Dabei besteht aber die Gefahr, eine überhöhte Dosis zu verwenden, die zu ernsthaften, womöglich dauerhaften urologischen Problemen führen kann. Gebräuchlich sind synthetische Testosterone in Form kurzkettiger (Propionat), mittelkettiger (Enanthat/Cypionat) und langkettiger Ester (Undecanoat, Buciclat), wobei der größte Teil über den Schwarzmarkt bezogen wird. Bei diesen Produkten besteht unter anderem die Gefahr der Verunreinigung, der falschen Dosierungen und der Leberschädigung. ⓘ

Nebenwirkungen

Mögliche Nebenwirkungen, vor allem bei Zufuhr synthetischer Testosterone und Verwendung hoher Dosen, sind:

  • Leber- und Nierentumorbildung
  • Schädigung des Herzmuskels
  • Herzrhythmusstörungen
  • Schädigung des Herz-Kreislauf-Systems
  • Störung des Fettstoffwechsels, der Blutgerinnung und des Gefäßsystems
  • Zyklusstörungen bis hin zum Ausbleiben der Menstruation
  • Missbildung des ungeborenen Kindes im Mutterleib während der Schwangerschaft
  • Ablagerungen an den Gefäßwänden
  • Erhöhung der Cholesterinwerte
  • Arteriosklerose
  • Blutgerinnsel im Gehirn/Schlaganfall
  • Thrombosegefahr
  • Gynäkomastie (Anschwellen der Brustdrüsen beim Mann) durch Aromatisation
  • Vergröberung der Gesichtszüge, insbesondere Wachstum des Kinns
  • Beschleunigte Skelettreife
  • Veränderung der Schilddrüsenfunktion
  • Zunahme des Unterhautfettgewebes und Wassereinlagerung im Gewebe durch Aromatisation
  • Vergrößerung der Talgdrüsen der Haut
  • Ausbildung von normaler Akne und „Steroid-Akne“
  • Veränderung des Haarverteilungsmusters (z. B. Haupthaarausfall und Vermehrung der Körperbehaarung)
  • Gefühlsschwankungen
  • Negative Gedächtnisleistung und Konzentrationsfähigkeit
  • Psychische Erkrankungen (z. B. Depression)
  • Abnahme des Hodenvolumens und der Spermienzahl (nicht immer ganz reversibel)
  • Dauerhafte Klitorishypertrophie die meist nicht mehr reversibel ist
  • Schwächung des Immunsystems ⓘ

Siehe auch

  • Östrogen
  • Klinefelter-Syndrom
  • Hypogonadismus
  • Epitestosteron
  • Freier Androgenindex
  • Androgenresistenz
  • Testosteron-17β-Dehydrogenase-Mangel ⓘ

Testosteronderivate

  • Clostebol
  • Boldenon
  • Methyltestosteron
  • Dehydrochlormethyltestosteron
  • Stanozolol ⓘ

Handelsnamen

Monopräparate
Andriol (A, CH), Androgel (A), Androtop (D), Intrinsa (D, A), Livensa (A), Nebido (D, A, CH), Testavan (D, A), Testogel (D, A, CH), Testotop (D), Testoviron (CH), Tostran (D, A, CH) ⓘ

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