Pharmakologie der Anabolika: Wirkmechanismus, Rezeptorbindung & Pharmakokinetik

Veröffentlicht: 27. April 2026 · Zuletzt aktualisiert: 27. April 2026 · Autor: Dr. Nikola Petrovski, Sportmediziner

Dieser Artikel beschreibt die Pharmakologie der anabolen Steroide auf der Ebene des biochemischen Wirkmechanismus, der Rezeptorbindung und der Pharmakokinetik. Er gehört zur enzyklopädischen Referenz-Serie über anabol-androgene Steroide (AAS) und bildet die mechanistische Grundlage, auf die einzelne Substanzprofile, klinische Anwendungen und Nebenwirkungs-Beiträge im Hub Anabole Steroide im Überblick zurückgreifen. Cycle-Pläne, Dosierungsempfehlungen, Injektionstechniken oder Kaufberatung sind ausdrücklich nicht Gegenstand dieses Beitrags.

Pharmakologie der Anabolika — Strukturinfobox

Was bedeutet Pharmakologie der Anabolika?

Anabole Steroide entfalten ihre Wirkung durch Bindung an den Androgenrezeptor in Muskel- und Knochenzellen. Sie diffundieren als fettlösliche Hormone durch die Zellmembran, aktivieren die Genexpression für Proteinsynthese und werden überwiegend hepatisch metabolisiert.

Pharmakologie bezeichnet die Lehre von der Wirkung chemischer Substanzen auf den Organismus und gliedert sich klassisch in drei Teilgebiete: Pharmakodynamik (was die Substanz mit dem Körper macht), Pharmakokinetik (was der Körper mit der Substanz macht) und die zugrunde liegende Strukturchemie (wie Modifikationen am Molekül beide Bereiche verändern). Bei den anabol-androgenen Steroiden (englisch: anabolic-androgenic steroids, AAS) sind diese drei Ebenen besonders eng verschränkt — eine kleine chemische Veränderung am 17α-Kohlenstoff oder die Anbindung einer Fettsäurekette an die 17β-Hydroxylgruppe verändert sowohl Bindungsaffinität, Halbwertszeit als auch Lebertoxizität.

Der vorliegende Artikel beschreibt diese drei Ebenen für die Klasse der AAS systematisch. Klinische Anwendungen, Nebenwirkungsprofile, Cycle-Strategien und Substanz-Auswahl werden in eigenen Beiträgen behandelt; hier steht ausschließlich die Frage „Wie wirkt es“ im Zentrum. Der wegweisende Übersichtsartikel von Andrew Kicman „Pharmacology of anabolic steroids“ im British Journal of Pharmacology (2008) gilt seitdem als die meistzitierte deutschsprachige wie englischsprachige Primärquelle zu diesem Thema.

Wie binden Anabolika an den Androgenrezeptor?

Anabole Steroide binden an den intrazellulären Androgenrezeptor (AR) im Zytoplasma der Zielzelle. Nach Bindung dimerisiert der Komplex, wandert in den Zellkern, bindet an Androgen Response Elements der DNA und löst die Transkription anaboler Zielgene aus.

Der Androgenrezeptor (englisch: androgen receptor, AR) ist ein nuklearer Steroidhormon-Rezeptor und das einzige bekannte Zielprotein, an dem alle anabolen Steroide ihre primäre Wirkung entfalten. Die strukturelle Grundlage und die Domänenarchitektur des AR werden im Schwester-Beitrag Androgenrezeptor (AR) und seine Funktion ausführlich dargestellt; an dieser Stelle steht die Bindungsmechanik im Vordergrund.

Die zelluläre Wirkkette läuft in sieben aufeinanderfolgenden Schritten ab:

1. Membrandiffusion: Das lipophile Steroidmolekül passiert die Plasmamembran passiv, ohne Bindung an einen Transporter
2. Zytoplasmatische Bindung: Im Ruhezustand ist der AR an Hitzeschockproteine (HSP90, HSP70, HSP56) gebunden, die ihn in einer bindungsfähigen Konformation halten — bei Liganden-Bindung dissoziieren diese Chaperone
3. Konformationsänderung: Der AR ändert seine räumliche Struktur und legt eine bisher verdeckte Kernlokalisationssequenz frei
4. Dimerisierung: Zwei aktivierte AR-Steroid-Komplexe lagern sich zu einem Homodimer zusammen
5. Nukleare Translokation: Das Homodimer wandert innerhalb von etwa 30 Minuten durch die Kernporen in den Zellkern
6. DNA-Bindung an Androgen Response Elements (AREs): Das Dimer erkennt eine palindromische DNA-Sequenz vom Typ 5′-AGAACA(N)₃TGTTCT-3′ in den Promotorregionen anaboler Zielgene
7. Transkriptions-Aktivierung: Coaktivatoren wie SRC-1, SRC-2 und SRC-3 werden rekrutiert, die RNA-Polymerase-II-vermittelte Transkription startet, anschließend folgt die ribosomale Translation der mRNA in strukturelle und enzymatische Proteine

Der Übersichtsartikel von Bennett und Kollegen „Molecular cell biology of androgen receptor signalling“ im International Journal of Biochemistry & Cell Biology (2010) beschreibt diese Kaskade auf molekularer Ebene und liefert die heute gängige Domänen-Architektur des AR.

Parallel zur direkten Genexpression entstehen sekundäre, nicht-genomische Effekte: AR-Aktivierung führt zu einer Hochregulation der mTOR-Signalkaskade und der IGF-1-Achse (beide steigern die Proteinsynthese), sowie zu einer Suppression von Myostatin (einem natürlichen Wachstumshemmer der Muskulatur). Zusätzlich antagonisieren AAS den Glukokortikoid-Rezeptor — daraus ergibt sich die antikatabole Wirkkomponente, die unter Trainings- oder Diätbelastung den Eiweißabbau bremst.

Was ist Membranpermeabilität bei Steroiden?

Steroide passieren die Zellmembran durch passive Diffusion, weil ihr lipophiles Cyclopentanoperhydrophenanthren-Ringsystem und der niedrige Wasseranteil ihres Moleküls die Lipid-Doppelschicht ohne Transporter durchqueren — ein Mechanismus, der sie pharmakokinetisch fundamental von Peptidhormonen unterscheidet.

Das Steroidgrundgerüst — chemisch ein Cyclopentanoperhydrophenanthren-Ringsystem aus drei Sechserringen und einem Fünferring mit insgesamt 17 Kohlenstoffatomen — ist hydrophob und besitzt nur wenige polare Hydroxyl- oder Ketogruppen. Der Verteilungskoeffizient zwischen Octanol und Wasser (log P) liegt bei den meisten AAS zwischen 3 und 5, was ein hohes Maß an Lipophilie bedeutet. Diese Eigenschaft hat zwei pharmakologische Konsequenzen: Steroide diffundieren ungehindert durch jede Zellmembran und erreichen damit theoretisch jede Zelle des Körpers, lassen sich aber nur schlecht im Blutplasma transportieren.

Den Plasmatransport übernehmen daher zwei spezialisierte Trägerproteine. Das sexualhormon-bindende Globulin (SHBG) transportiert 40–60 % der Steroide mit hoher Affinität und niedriger Kapazität, Albumin transportiert 35–55 % mit niedriger Affinität und hoher Kapazität. Nur 1–4 % zirkulieren in freier, biologisch aktiver Form — ausschließlich diese freie Fraktion kann in Zielzellen diffundieren und an den Androgenrezeptor binden. Die SHBG-Affinität verschiedener AAS variiert erheblich: Mesterolon (Proviron) und Stanozolol verdrängen Testosteron stark vom SHBG, was den Anteil freien Testosterons im Plasma erhöht — ein Mechanismus, der die klinische Wirkung dieser Substanzen mitprägt, obwohl ihre AR-Affinität in Standardversuchen niedrig ist.

Im Gegensatz dazu sind Peptidhormone (Insulin, Wachstumshormon, IGF-1) hydrophil und können die Zellmembran nicht passiv durchqueren — sie wirken über Membranrezeptoren auf der Zelloberfläche und müssen injiziert oder mit speziellen Trägersystemen verabreicht werden. Diese fundamentale physikochemische Differenz ist der Grund, warum sich AAS und Peptidhormone pharmakokinetisch grundlegend anders verhalten. Eine kompakte Darstellung der Steroidhormone-Eigenschaften liefert das deutschsprachige Fachwiki DocCheck Flexikon — Steroidhormone.

Welche AR-Affinitäten haben verschiedene Anabolika?

Trenbolon zeigt die höchste AR-Affinität unter den anabolen Steroiden mit etwa 500 % der Testosteron-Bindung. Nandrolon liegt bei rund 150 %, Methandienon bei etwa 90 %, Stanozolol bei 30 %. Diese Werte stammen primär aus der Saartok-Studie von 1984, die bis heute den Goldstandard für AR-Affinitätsdaten liefert.

Die quantitative Vergleichsbasis aller AR-Affinitäten ist die 1984 in Endocrinology erschienene Studie von Saartok und Kollegen „Relative binding affinity of anabolic-androgenic steroid metabolites and analogs at the androgen receptor“. Die Autoren maßen mit radioaktiv markiertem Methyltrienolon die Bindungsaffinitäten verschiedener AAS am Androgenrezeptor aus Ratten-Prostatazytosol. Die Ergebnisse — relativ zu Testosteron als 100 — bilden bis heute die Referenzgrundlage, ergänzt durch spätere Arbeiten wie das Standardwerk von William Llewellyn Anabolics (11. Auflage).

Eine zentrale methodische Einschränkung muss bei der Interpretation dieser Werte beachtet werden: AR-Affinität ist nicht identisch mit klinischer Wirkstärke. Oxandrolon zeigt beispielsweise eine niedrige Bindungsaffinität, entwickelt aber in der klinischen Anwendung eine starke anabole Wirkung — vermittelt über alternative Mechanismen wie Verdrängung von Testosteron vom SHBG, antiglukokortikoide Wirkung und gewebespezifische Genexpression. Auch die Pharmakokinetik (Halbwertszeit, Bioverfügbarkeit, Plasmaspiegel) prägt die endgültige klinische Wirkung mit. AR-Affinität liefert daher die molekulare Bindungsstärke, nicht die klinische Effektgröße.

Die Übersichtsarbeit von Hartgens und Kuipers „Effects of androgenic-anabolic steroids in athletes“ in Sports Medicine (2004) ergänzt diese Bindungsdaten durch klinische Wirkstärke-Vergleiche und gilt als zweite Standardreferenz neben Saartok. Substanzspezifische Profile zu den Hauptverbindungen finden sich auf den Übersichtsseiten zu Trenbolon, Stanozolol (Winstrol) und der Pillar-Seite Testosteron als Referenzhormon.

Wie funktionieren anabole vs. androgene Effekte?

Anabole Effekte fördern Muskel- und Knochenaufbau über AR-Bindung im Skelettmuskel. Androgene Effekte vermitteln sekundäre Geschlechtsmerkmale über AR-Bindung in Prostata, Hoden, Haut und Stimmbändern. Beide Wirkungen entstehen am identischen Rezeptor — eine vollständige Trennung ist bisher nicht gelungen.

Der Begriff anabol (griechisch ἀναβολή, „Aufbau“) beschreibt gewebebildende Stoffwechselprozesse: Zunahme der Skelettmuskelmasse, Erhöhung der Knochendichte, Stimulation der Erythropoese (Bildung roter Blutkörperchen), positive Stickstoffbilanz. Der Begriff androgen (griechisch ἀνδρός, „des Mannes“) bezeichnet die Vermittlung sekundärer männlicher Geschlechtsmerkmale: Bartwuchs, tiefe Stimme, Libido, Spermatogenese, Prostatawachstum, Talgdrüsen-Aktivität.

Beide Wirkungen entstehen am identischen Androgenrezeptor. Es gibt biologisch keinen separaten „anabolen Rezeptor“ und keinen separaten „androgenen Rezeptor“ — die Trennung ist eine funktionelle Beobachtung, keine strukturelle Realität. Synthetische AAS-Modifikationen versuchen seit den 1950er Jahren, das Verhältnis beider Effekte zugunsten der anabolen Komponente zu verschieben, etwa durch die 19-nor-Modifikation der Nandrolon-Familie oder die DHT-Strukturbasis von Stanozolol und Oxandrolon.

Die quantitative Erfassung beider Effekte erfolgt klassisch über den Hershberger-Test, 1953 von L. G. Hershberger entwickelt. Im Tierversuch an kastrierten männlichen Ratten wird die anabole Komponente am Wachstum des Musculus levator ani gemessen, die androgene Komponente am Wachstum der Prostata. Testosteron dient als Referenz mit einem Verhältnis von 1:1 (100/100). Der resultierende Anabol/Androgen-Index quantifiziert das Wirkprofil einer Substanz.

Ein wichtiger biologischer Mechanismus erklärt, warum Gewebeselektivität teilweise möglich ist: die 5α-Reduktase ist gewebespezifisch verteilt. In Haut, Talgdrüsen und Prostata ist das Enzym hoch aktiv und wandelt Testosteron lokal in das deutlich potentere Dihydrotestosteron (DHT) um — was die starken androgenen Effekte in diesen Geweben erklärt. Im Skelettmuskel ist die 5α-Reduktase-Aktivität hingegen niedrig, dort wirkt direkt das Testosteron-Molekül. DHT-Derivate wie Stanozolol oder Oxandrolon können nicht mehr 5α-reduziert werden und entwickeln daher in der Prostata eine niedrigere relative Wirkstärke als im Muskel — die Grundlage ihres günstigen Anabol/Androgen-Index.

Der Versuch einer chemischen Trennung wurde mit der Substanzklasse der selektiven Androgenrezeptor-Modulatoren (SARMs) auf eine neue Stufe gehoben. SARMs sollen — wie der Name andeutet — gewebespezifisch wirken: anabol im Muskel, neutral oder antagonistisch in Prostata und Haarfollikeln. Die Übersichtsarbeit von Yin und Kollegen „Pharmacology of selective androgen receptor modulators“ im Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics (2003) beschreibt das Konzept und die ersten klinischen Kandidaten. SARMs binden an denselben Rezeptor, induzieren aber unterschiedliche Konformationsänderungen, die zu gewebespezifischer Coaktivator-Rekrutierung führen. Eine Übersicht zur aktuellen SARMs-Klasse findet sich in der entsprechenden Kategorieseite. Die schwach androgene Substanz Mesterolon (Proviron) zeigt ebenfalls ein günstiges Anabol/Androgen-Profil und wird klinisch primär zur SHBG-Modulation eingesetzt.

Was ist Pharmakokinetik anaboler Steroide?

Pharmakokinetik beschreibt Resorption, Verteilung, Metabolismus und Elimination einer Substanz. Bei anabolen Steroiden bestimmen Verabreichungsweg, Veresterung und 17α-Alkylierung diese Parameter — Halbwertszeiten reichen von 4 Stunden (Methyltestosteron) bis 21 Tage (Testosteron-Undecanoat-Depot).

Die Pharmakokinetik der AAS folgt dem klassischen ADME-Schema (Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion) und wird stark vom Verabreichungsweg sowie von chemischen Modifikationen am Steroidmolekül geprägt. Die folgenden fünf Unterabschnitte beschreiben die einzelnen Stationen.

Resorption oraler Steroide

Orale Steroide werden im oberen Gastrointestinaltrakt resorbiert und gelangen über die Pfortader direkt in die Leber, wo der hepatische First-Pass-Effekt zwischen 70 und 95 % der ursprünglichen Substanzmenge in inaktive Metaboliten überführt — bevor das Medikament den systemischen Kreislauf erreicht. Aus diesem Grund liegt die orale Bioverfügbarkeit von unmodifiziertem Testosteron unter 5 %, was eine therapeutische Anwendung in dieser Form praktisch unmöglich macht.

Eine chemische Schutzmodifikation umgeht diesen First-Pass-Abbau: die 17α-Alkylierung. Eine Methyl- oder Ethylgruppe wird kovalent an den 17α-Kohlenstoff des Steroidmoleküls gebunden, wodurch die hepatischen Enzymsysteme die Substanz schwerer abbauen können. Die orale Bioverfügbarkeit steigt dadurch auf 15–50 %, abhängig von der konkreten Verbindung. Diese Modifikation ist allerdings auch die Ursache der typischen Hepatotoxizität oraler AAS — ein Mechanismus, der im Detail im Schwester-Beitrag 17α-Alkylierung erhöht orale Bioverfügbarkeit beschrieben wird.

Resorption injizierbarer Steroide

Intramuskulär verabreichte Steroide werden ins Muskelgewebe deponiert und von dort kontinuierlich freigesetzt. Bei reinen, unveresterten Substanzen ist die Wirkdauer kurz — wässriges Testosteron wäre nach Stunden wieder ausgeschieden. Aus diesem Grund werden injizierbare AAS fast ausschließlich als Ester verabreicht: an die 17β-Hydroxylgruppe ist eine Fettsäurekette gekoppelt, die das Steroid lipophiler macht und im Muskelfett-Depot zurückhält. Plasma- und Gewebe-Esterasen spalten die Esterbindung kontinuierlich, das freie Steroid gelangt in den Kreislauf und wirkt am Androgenrezeptor.

Subkutane Injektionen — heute zunehmend praktiziert — zeigen eine ähnliche Pharmakokinetik mit etwas verzögerter Freisetzung und gleichmäßigerem Plasmaspiegel. Die Bioverfügbarkeit injizierbarer AAS liegt nach Esterhydrolyse praktisch bei 100 %, weil der First-Pass-Effekt komplett umgangen wird. Die Plasmaspitzenkonzentration (Cmax) wird erreicht je nach Esterkettenlänge: Propionat nach 1–2 Tagen, Enantat nach 4–5 Tagen, Undecanoat nach 7–14 Tagen.

Verteilung im Körper

Im Blutkreislauf werden Steroide an SHBG (40–60 %) und Albumin (35–55 %) gebunden transportiert. Nur die freie Fraktion von 1–4 % ist biologisch aktiv und kann in Zielzellen diffundieren. Das Verteilungsvolumen (Vd) liegt bei den meisten AAS zwischen 1 und 2 Litern pro Kilogramm Körpergewicht — Ausdruck der starken lipophilen Verteilung in Fett- und Muskelgewebe. Die Substanzen erreichen dadurch hohe Konzentrationen im Skelettmuskel, im subkutanen Fett und im zentralen Nervensystem; in höher durchbluteten Organen wie Leber, Niere und Prostata stellt sich der Plasmaspiegel rasch ein.

Metabolismus und Phase-I/II-Reaktionen

Der Abbau anaboler Steroide erfolgt zu über 80 % hepatisch und folgt dem klassischen zweiphasigen Prinzip der Arzneimittel-Biotransformation:

Phase-I-Reaktionen modifizieren funktionelle Gruppen am Steroidmolekül durch Oxidation, Reduktion oder Hydroxylierung. Hauptenzyme sind die Cytochrom-P450-Familien CYP3A4, CYP2C9 und CYP2C19. Wichtige Phase-I-Reaktionen bei AAS umfassen die 5α-Reduktion zu DHT (siehe H2-9), die Aromatisierung zu Östradiol (siehe H2-8) sowie die Reduktion der 17β-Hydroxylgruppe zu inaktiven 17-Ketosteroiden.

Phase-II-Reaktionen koppeln das Steroid oder seinen Phase-I-Metaboliten an wasserlösliche Trägermoleküle, um die renale Ausscheidung zu ermöglichen. Die wichtigste Phase-II-Reaktion ist die Glukuronidierung durch UDP-Glucuronosyltransferasen, vor allem UGT2B17. Polymorphismen dieses Enzyms erklären erhebliche interindividuelle Unterschiede in der Steroidausscheidung — Personen mit einer UGT2B17-Deletion glucuronidieren Testosteron nur eingeschränkt, was sportmedizinisch für die Doping-Diagnostik relevant ist. Daneben spielt die Sulfatierung über Sulfotransferasen eine kleinere Rolle.

Die Hauptmetaboliten sind 17-Ketosteroide, primär Androsteron und Etiocholanolon, die als Glukuronide oder Sulfate im Urin ausgeschieden werden. Die hepatische Belastung durch diese Stoffwechselwege ist klinisch relevant; sie wird im Beitrag Hepatische Belastung durch AAS ausführlich behandelt.

Elimination

Die Ausscheidung anaboler Steroide erfolgt zu 80–90 % renal als wasserlösliche Konjugate (Glukuronide, Sulfate), zu 5–15 % biliär über die Galle und zu unter 1 % über Atemluft und Schweiß. Eine wichtige Unterscheidung betrifft die Eliminationshalbwertszeit (Zeit, bis die Plasmakonzentration auf 50 % gefallen ist) und die klinische Wirkdauer: Bei Estern ist die Wirkdauer regelmäßig länger als die Halbwertszeit des freigesetzten Steroids, weil aus dem Muskeldepot kontinuierlich nachgeliefert wird.

Sportmedizinisch relevant ist die Nachweisbarkeit im Urin: orale AAS sind je nach Substanz 5–14 Tage nachweisbar, langkettige Ester wie Nandrolon-Decanoat hingegen über Metabolite — vor allem 19-Norandrosteron — bis zu 18 Monate nach der letzten Anwendung. Die folgende Tabelle fasst die Eliminations-Halbwertszeiten der wichtigsten AAS zusammen; eine ausführliche Substanz-für-Substanz-Übersicht bietet der Beitrag Halbwertszeiten aller Anabolika im Detail.

Was sind Steroid-Ester und warum existieren sie?

Steroid-Ester sind chemische Modifikationen, bei denen eine Fettsäurekette an die 17β-Hydroxylgruppe des Steroidmoleküls gebunden wird. Sie verlängern die Wirkdauer auf Tage bis Wochen, weil das Ester-Konjugat aus dem Muskeldepot langsam freigesetzt und durch Esterasen hydrolysiert werden muss.

Chemisch entsteht ein Ester durch Kondensation einer Carbonsäure mit einer Hydroxylgruppe unter Wasserabspaltung. Bei AAS wird diese Modifikation an der 17β-OH-Gruppe vorgenommen, weil sie für die AR-Bindung essenziell ist und die Veresterung den Steroid-Teil reversibel inaktiviert: erst nach Esterhydrolyse durch Plasma- und Gewebe-Esterasen wird das aktive Steroid freigesetzt und kann am Androgenrezeptor wirken.

Die zentrale pharmakokinetische Folge ist eine drastische Erhöhung der Lipophilie und damit der Depotwirkung im Muskel- und Fettgewebe. Die Wirkdauer korreliert direkt mit der Kettenlänge der angehängten Fettsäure: Je länger die Kette, desto lipophiler das Konjugat, desto langsamer die Freisetzung aus dem Depot.

Eine praktische Konsequenz der Veresterung betrifft die effektive Wirkstoffmenge. 250 mg Testosteron-Enantat enthalten nicht 250 mg reines Testosteron, sondern nur etwa 180 mg — der Rest entfällt auf die Enantsäure-Komponente. Bei der pharmakologischen Bewertung verschiedener Testosteron-Präparate ist diese Differenz relevant: Längere Ester bedeuten höhere Esterlast pro mg Wirkstoff, kürzere Ester wie Propionat haben eine günstigere Wirkstoff-zu-Ester-Bilanz.

Mischester-Präparate wie Sustanon 250 kombinieren mehrere Esterlängen — typischerweise Propionat (kurz), Phenylpropionat (mittel), Isocaproat (mittellang) und Decanoat (lang) — um einen kombinierten Spitzenanstieg mit langem Plateau zu erzeugen. Eine ausführliche Darstellung der wichtigsten Ester-Variante liefert die Übersichtsseite zu Testosteron Enantat als Standard-Ester. Die pharmakologische Grundlage für die Wahl des Esters wird im klassischen Buchkapitel von Behre, Wang, Handelsman und Nieschlag „Pharmacology of testosterone preparations“ (in Testosterone: Action, Deficiency, Substitution, Cambridge University Press 2004) systematisch beschrieben.

Welche Rolle spielt CYP19 (Aromatase)?

Aromatase (CYP19A1) wandelt Testosteron und einige Anabolika in Östradiol um — durch Aromatisierung des A-Rings im Steroidmolekül. Etwa 0,3 % des zirkulierenden Testosterons wird täglich aromatisiert, was bei hohen AAS-Dosen östrogenbedingte Nebenwirkungen wie Gynäkomastie verursacht.

Aromatase ist ein Enzym aus der Cytochrom-P450-Familie, kodiert durch das CYP19A1-Gen auf Chromosom 15. Lokalisiert ist es vor allem im Fettgewebe (Hauptort der peripheren Aromatisierung), in den Leydig-Zellen des Hodens, im Gehirn, im Knochengewebe und in der Haut. Substrate sind Testosteron (wird zu Östradiol aromatisiert) und Androstendion (wird zu Östron aromatisiert). Mechanistisch wandelt das Enzym den gesättigten A-Ring des Steroidgerüsts durch dreifache Hydroxylierung und Wasserabspaltung in einen aromatischen Benzolring um — daher der Name „Aromatisierung“. Eine kompakte Darstellung des Enzyms findet sich im DocCheck Flexikon — Aromatase.

Die klinischen Konsequenzen erhöhter Aromatisierung treten bei supraphysiologischen AAS-Dosen regelmäßig auf:

• Gynäkomastie — Brustdrüsenproliferation durch lokale Östradiol-Stimulation
• Wassereinlagerung — Östradiol aktiviert die Aldosteron-Achse
• Stimmungsschwankungen — Östrogenrezeptor-vermittelte ZNS-Effekte
• Erhöhter Blutdruck — vermittelt durch Volumenretention
• Erhöhtes Risiko thromboembolischer Ereignisse — Östradiol ist ein bekannter Gerinnungs-Modulator

Das Aromatisierungsverhalten der wichtigsten AAS-Klassen unterscheidet sich erheblich:

Klinisch relevant ist die Gegenmaßnahme bei aromatisierenden AAS: Aromatase-Hemmer wie Anastrozol (Arimidex), Exemestan und Letrozol blockieren das Enzym und reduzieren die Östradiol-Bildung. Eine Übersicht zur praktischen Östrogen-Kontrolle bietet der Beitrag Östrogenmanagement bei Aromatisierung. Die wissenschaftliche Grundlage liefert der Übersichtsartikel von Evan Simpson „Sources of estrogen and their importance“ im Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology (2003).

Welche Rolle spielt 5α-Reduktase?

Die 5α-Reduktase wandelt Testosteron in Dihydrotestosteron (DHT) um, das eine zwei- bis dreifach stärkere AR-Bindungsaffinität als Testosteron besitzt. Das Enzym existiert in zwei Isoformen — Typ I in Haut und Leber, Typ II in Prostata und Genitalien — und vermittelt die starken androgenen Effekte.

Die 5α-Reduktase gehört zur Klasse der NADPH-abhängigen Reduktasen und reduziert die Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen 4 und 5 des Steroid-A-Rings. Aus Testosteron entsteht 5α-Dihydrotestosteron (DHT), aus Progesteron Dihydroprogesteron. DHT bindet mit etwa zwei- bis dreifach höherer Affinität an den Androgenrezeptor als Testosteron und dissoziiert langsamer wieder, was zu einer deutlich stärkeren androgenen Wirkung führt. Eine ausführliche Darstellung des Stoffwechselprodukts findet sich im Beitrag DHT und 5α-Reduktion.

Die zwei Isoformen unterscheiden sich in ihrer Gewebeverteilung und damit in ihrer klinischen Relevanz:

Die wegweisende Übersichtsarbeit von David Russell und Jean Wilson „Steroid 5α-reductase: two genes / two enzymes“ im Annual Review of Biochemistry (1994) etablierte die Zwei-Isoformen-Modell und gilt seitdem als Standardreferenz.

Klinisch relevant sind drei Konsequenzen erhöhter DHT-Bildung:

1. Androgene Alopezie — DHT bindet in genetisch sensiblen Haarfollikeln und löst die Miniaturisierung der Follikel aus
2. Steroid-Akne — DHT stimuliert Talgdrüsenaktivität und begünstigt Komedonen, vor allem an Rücken und Schultern
3. Prostatahyperplasie — DHT ist der wichtigste Wachstumsfaktor der Prostata; bei Männern mit Prädisposition kann Langzeit-AAS-Anwendung das Risiko erhöhen

Die DHT-bildenden AAS sind Testosteron (alle Ester) und in geringerem Maße Methandienon. Eine wichtige Substanzgruppe sind die DHT-Derivate — Stanozolol, Drostanolon, Methenolon, Oxandrolon und Mesterolon — die strukturell bereits 5α-reduziert sind und nicht weiter umgewandelt werden können. Sie umgehen die DHT-Bildungsschritte, sind aber natürlich selbst bereits DHT-artige Substanzen mit hoher Affinität zu androgenen Geweben.

Klinische Gegenmaßnahmen umfassen 5α-Reduktase-Hemmer: Finasterid blockiert selektiv Typ II, Dutasterid Typ I und Typ II. Beide reduzieren die DHT-Bildung aus Testosteron und werden zur Therapie der androgenen Alopezie und der benignen Prostatahyperplasie eingesetzt. Wichtig ist allerdings: Finasterid wirkt nur bei Substanzen, die selbst 5α-reduziert werden — also Testosteron und Methandienon. Bei direkten DHT-Derivaten wie Stanozolol oder Drostanolon ist Finasterid wirkungslos, weil die Substanzen den Reduktionsschritt umgehen.

Wie unterscheiden sich Pro-Hormone von echten AAS?

Pro-Hormone sind chemische Vorstufen anaboler Steroide, die erst durch enzymatische Umwandlung im Körper aktiv werden. Sie unterscheiden sich von echten AAS durch geringere Bioverfügbarkeit, niedrigere effektive AR-Affinität und schwankende Endwirkung — entstehen aber aus demselben Steroidgrundgerüst.

Ein Pro-Hormon ist pharmakologisch eine inaktive oder schwach aktive Substanz, die im Körper enzymatisch in eine aktive Form umgewandelt wird. Bei AAS sind die wichtigsten Pro-Hormone:

• Androstendion → Testosteron (Umwandlung durch 17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase)
• Dehydroepiandrosteron (DHEA) → Androstendion → Testosteron (mehrstufig)
• 4-Androsten-3,17-dion — bekannt geworden durch den Mark-McGwire-Skandal 1998
• 1-Androsten-3,17-dion → 1-Testosteron (sehr potent)
• 19-Norandrostendion → Nandrolon

Historisch wurden Pro-Hormone in den USA bis 2004 als „Nahrungsergänzungsmittel“ frei verkauft, weil sie streng genommen keine kontrollierten anabolen Steroide darstellten. Der Anabolic Steroid Control Act of 2004 stellte sie unter dieselbe Regelung wie klassische AAS und beendete diese rechtliche Grauzone.

Pharmakologisch zeigen Pro-Hormone gegenüber den entsprechenden aktiven Steroiden mehrere Nachteile: die enzymatische Konversion ist unvollständig (häufig nur 5–25 %), ein erheblicher Anteil wird parallel über die Aromatase zu Östrogenen umgewandelt, die orale Bioverfügbarkeit ist niedrig, und einige Pro-Hormone sind hepatotoxisch ähnlich oraler 17α-alkylierter AAS. Die Übersichtsarbeit von Rahnema und Kollegen „Designer steroids — over-the-counter supplements and their androgenic component“ im Journal Andrology (2015) dokumentiert die pharmakologischen und toxikologischen Eigenschaften dieser Substanzklasse.

Konzeptionell schwierig bleibt die Abgrenzung zu Designer-Steroiden — synthetischen Verbindungen, die ohne arzneimittelrechtliche Zulassung entwickelt wurden, oft um Doping-Tests zu umgehen. Pro-Hormone und Designer-Steroide überlappen sich teilweise; viele auf dem Markt erhältlichen Pro-Hormon-Präparate enthielten in den 2000er- und 2010er-Jahren tatsächlich starke Designer-Steroide. Eine eigene Behandlung erhalten diese Substanzen in einem separaten Beitrag der Wikipedia-Mirror-Serie.

Eine eigenständige Substanzklasse, die strukturell von den klassischen Pro-Hormonen abzugrenzen ist, sind die selektiven Androgenrezeptor-Modulatoren (SARMs). SARMs sind keine Steroide, sondern nicht-steroidale AR-Liganden mit gewebespezifischer Wirkung. Sie binden an denselben Androgenrezeptor wie AAS, induzieren aber unterschiedliche Konformationsänderungen und rekrutieren unterschiedliche Coaktivatoren — das Ziel ist eine selektive anabole Wirkung im Muskel ohne androgene Wirkung in Prostata und Haarfollikeln.

Pharmakologische Vergleichstabelle der Hauptverbindungen

Die folgende Vergleichstabelle fasst die zentralen pharmakologischen Parameter aller wichtigen anabolen Steroide zusammen — AR-Affinität, anabol/androgen-Index, Aromatisierung, 5α-Reduktion, Halbwertszeit und Hepatotoxizität. Sie dient als schneller Referenzüberblick zum Verständnis der Wirkprofile.

Bei der Interpretation der Tabelle sind drei Punkte zu beachten. Erstens stammen die AR-Affinitätswerte aus In-vitro-Studien und sind nicht 1:1 in klinische Wirkstärke übersetzbar — Oxandrolon zeigt zum Beispiel eine niedrige Bindungsaffinität, entwickelt aber durch SHBG-Verdrängung und antiglukokortikoide Wirkung eine starke klinische anabole Wirkung. Zweitens schwanken die Werte je nach Studienquelle um 10–20 %; die angegebenen Bereiche stützen sich vor allem auf Saartok 1984, Hartgens & Kuipers 2004 und Llewellyns Anabolics. Drittens prägt die Pharmakokinetik (Halbwertszeit, Bioverfügbarkeit, Plasmaspiegel) die endgültige klinische Wirkung mindestens ebenso wie die reine AR-Affinität — eine kurzwirksame Substanz mit hoher Affinität kann klinisch schwächer wirken als eine langwirksame mit moderater Affinität.

Substanzspezifische Profile der einzelnen Verbindungen finden sich in den jeweiligen Übersichtsbeiträgen, gegliedert nach Verabreichungsweg in injizierbare Anabolika und orale Anabolika. Einen kompakten Einstieg in die Klassifikation der AAS gibt der Übersichtsartikel von Shahidi „A review of the chemistry, biological action, and clinical applications of anabolic-androgenic steroids“ in Clinical Therapeutics (2001).

Häufig gestellte Fragen zur Pharmakologie der Anabolika

Wie schnell wirken anabole Steroide?

Orale Steroide wie Methandienon zeigen erste pharmakologische Effekte nach 5–10 Tagen, injizierbare Ester wie Testosteron-Enantat nach 2–4 Wochen — die Verzögerung entsteht durch Esterhydrolyse und Erreichen des Steady-State-Spiegels. Spürbarer Muskelaufbau ist typisch ab Woche 4, der maximale Zuwachs zwischen Woche 8 und 12. Die schnellere Wirkung oraler Substanzen ergibt sich aus dem Wegfall der Ester-Freisetzungs-Kinetik.

Warum sind Steroide fettlöslich?

Steroide besitzen ein hydrophobes Cyclopentanoperhydrophenanthren-Ringsystem aus 17 Kohlenstoffatomen mit nur wenigen polaren Hydroxyl- und Ketogruppen. Diese Struktur verleiht ihnen einen Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten (log P) von typischerweise 3–5, was eine ausgeprägte Lipophilie bedeutet. Die Fettlöslichkeit ermöglicht passive Membrandiffusion ohne Transporter, beschränkt aber gleichzeitig die Plasmalöslichkeit — daher der Transport an SHBG und Albumin im Blut.

Was ist der Unterschied zwischen anaboler und androgener Wirkung?

Anabole Effekte fördern Muskel- und Knochenaufbau, androgene Effekte vermitteln sekundäre Geschlechtsmerkmale wie Bartwuchs, Stimmvertiefung und Prostatawachstum. Beide Wirkungen entstehen am identischen Androgenrezeptor; synthetische AAS versuchen, das Verhältnis zugunsten anaboler Effekte zu verschieben — vollständige Trennung ist bislang nicht gelungen. Der Hershberger-Test (1953) misst beide Komponenten quantitativ am Wachstum des Musculus levator ani (anabol) und der Prostata (androgen) bei kastrierten Ratten.

Welches Anabolikum hat die höchste AR-Affinität?

Trenbolon zeigt mit etwa 500 % der Testosteron-Bindung die höchste AR-Affinität aller im Bodybuilding verwendeten Anabolika. Es folgt Dihydrotestosteron (DHT) mit ~190 %, Nandrolon mit ~150 % und Methandienon (Dianabol) mit ~90 %. AR-Affinität ist allerdings nicht 1:1 mit klinischer Wirkstärke gleichzusetzen — andere Mechanismen wie SHBG-Verdrängung, antiglukokortikoide Wirkung und Pharmakokinetik tragen zur Gesamtwirkung bei.

Wie werden Anabolika im Körper abgebaut?

Anabole Steroide werden zu über 80 % hepatisch metabolisiert — Phase-I-Reaktionen (Oxidation, Reduktion, Hydroxylierung durch CYP3A4, CYP2C9, CYP2C19) und Phase-II-Konjugation mit Glukuronsäure (vor allem über UGT2B17) oder Sulfat. Die wasserlöslichen Metaboliten — primär 17-Ketosteroide wie Androsteron und Etiocholanolon — werden zu 80–90 % renal ausgeschieden, der Rest biliär über die Galle. Polymorphismen des Enzyms UGT2B17 erklären erhebliche interindividuelle Unterschiede in der Steroidausscheidung und sind sportmedizinisch für die Doping-Diagnostik relevant.

Dieser Artikel dient ausschließlich zu Informationszwecken und stellt keine medizinische Beratung dar. Anabole Steroide sind in Deutschland nach dem Arzneimittelgesetz (§ 6a AMG) und dem Anti-Doping-Gesetz (AntiDopG) rezeptpflichtig beziehungsweise in ihrem Handel und Besitz in nicht geringer Menge strafbar. Konsultiere vor der Anwendung leistungssteigernder Substanzen immer einen qualifizierten Arzt, Endokrinologen oder Sportmediziner. Die Autoren übernehmen keine Haftung für gesundheitliche Schäden durch unsachgemäße Anwendung.