Menselijke fysiologie: Het hormoonstelsel
We zullen nu verdergaan met het hormoonstelsel (endocrinologie) Vb. testosteron, insuline,.
We zullen dus de hormonen bekijken, wat zijn hormonen? Waar komen deze vandaan en
waarom is het daar aanwezig? Welke zijn de endocriene klieren die hormonen zullen
afscheiden? Waar is de oorsprong van hormonen, wanneer worden ze vrijgelaten, hoe
worden ze vrijgelaten, wat zijn hun doelcellen en wat zullen ze er doen, wat zijn hun
voornaamste functies.
Endocrinologie (= de leer van de organen die intern afscheiding zullen doen)
Een hormoon volgens de definitie is een chemische substantie die wordt vrijgesteld in de
bloedbaan, gebeurt in kleine hoeveelheden na vrijstelling in de circulatie. Hormonen zullen
specifieke fysiologische antwoorden uitlokken in andere cellen.
Een hormoon heeft doelcellen nodig om zijn effect te kunnen uitoefenen. Dus 3 belangrijke
zaken binnen de definitie van een hormoon is, een chemische substantie, via de bloedbaan
en als laatste het zal naar doelcellen gaan. Functie van hormonen is het regelen van
lichaamsprocessen. Hormonen zijn belangrijk want zullen de homeostase in stand houden.
Homeostase
We kunnen de homeostase in stand houden enerzijds door de hormonen, door de
chemische substantie en anderzijds door de bezenuwing, door elektrische prikkels. Dit zijn
de 2 manieren waarop ons lichaam gaat communiceren.
Vb. Als er ergens wordt vastgesteld dat de lichaamstemperatuur verhoogd, en we willen
terug naar een normale toestand dan zal er een signaal moeten komen dat we beginnen
zweten of er zal gedragsmatig een verandering komen ‘we moeten een trui uitdoen’.
Zenuwstelsel vs. Hormoonstelsel
Het verschil tussen beiden, het zenuwstelsel werkt met elektrische impulsen terwijl
hormonen werken met chemische impulsen.
We hebben een centraal en perifeer zenuwstelsel, ze zullen gaan samenwerken en met
elkaar communiceren. Bekijken we alleen het perifeer zenuwstelsel dan zien we dat er een
afferent en een efferente divisie in is. Vanuit de efferente divisie hebben we enerzijds
vrijwillig, de aansturing van onze skeletspieren en anderzijds een onvrijwillig dus het
autonome zenuwstelsel. Autonome zenuwstelsel kunnen we dan ook nog eens opdelen in
een sympathische en een parasympatisch zenuwstelsel. Sympathisch wordt geassocieerd
met het fight or flight gegeven/opwekkende. Parasympatisch wordt gezien als een
‘housekeeping functie’.
,Het hormoonstelsel werkt met chemische impulsen, belangrijk is dat we doelcellen moeten
hebben. Het hormoonstelsel zal trager werken omdat de stoffen die worden vrijgesteld zich
in het bloed moeten verspreiden, het gaat allemaal iets trager maar het voordeel hiervan is
dat het effect langduriger is. Onze hormonen worden afgescheiden door endocriene cellen.
We zien links bovenaan een endocriene cel die
hormonen afgeeft aan onze bloedbaan, deze
hormonen zullen door het bloed overal in ons
lichaam verspreid worden. Dit wilt zeggen dat deze
ook op plaatse gaan komen, uit de bloedbaan
treden en cellen aantreffen waarop ze niet kunnen
binden omdat er geen specifieke receptor op is.
Geen specifieke receptor zal ervoor zorgen dat er
nooit een reactie op zal komen. Onderaan zien we
dat onze hormoon cellen nodig heeft die een
specifieke receptor hebben voor dat hormoon want
pas dan kan deze beginnen werken.
1. Classificatie volgens chemische klasse
Er zijn een heel aantal hormonen, we kunnen deze in 3 à 4 grote delen opsplitsen.
o Peptide of eiwit hormonen: het zijn de hormonen die opgebouwd zijn uit
aminozuren. Een keten met minder dan 20 aminozuren wort een peptide hormoon
genoemd anders wordt het een eiwithormoon genoemd.
o Steroïde hormonen: afgeleiden van cholesterol, vet-derivaten.
o Aminozuur afgeleiden: komen van tyrosine, we spreken van catecholamines en
schildklierhormonen.
Peptide of eiwit hormonen
Hoe komen deze nu tot stand? In eerste instantie zal er een pre-pro-hormoon gevormd
worden. Dit wordt dan een pro-hormoon (is al kleiner dan het pre-pro-hormoon maar heeft
nog steeds geen actieve functie.) Hier wordt dan weer een stuk afgekapt en dan komen we
aan ons peptide of proteïne hormoon (we komen aan onze actieve substantie, deze zal in
zijn target cel/doel cel binden aan een membraan receptor). Hormonen kunnen op
verschillende plaatsen binden op de target cel, één plaats is de membraan zelf, andere
mogelijkheid is dat het hormoon receptoren heeft in het cytoplasma van de cel en ten slotte
kan het hormoon ook receptoren hebben in de celkern. Eiwit hormonen zullen binden aan
de membraanreceptoren. Peptide: Vb. Oxytocine, Eiwit: Vb. Insuline
We zien hier ons endoplasmatisch reticulum met daarop ribosomen, ribosomen bevatten
Messenger RNA (mRNA) en zullen vanuit het mRNA er voor zorgen dat aminozuren aan
elkaar geplakt worden, dit geeft ons pre-pro-hormoon. (Stap 1) Pre-pro-hormoon ontstaat,
,we gaan verder in het lumen van ons endoplasmatisch
reticulum. Het eerste signaalsequentie wordt hier
afgeknipt, we gaan dus van een pre-pro-hormoon naar een
pro-hormoon. (Stap 2) Vervolgens wordt het verpakt in
vesikels en zal het naar ons golgicomplex gaan. (Stap 3)
Het doorloopt het golgicomplex en komt er uit als een
vesikel waar buiten ons pro-hormoon ook nog een aantal
enzymen inzitten. Door de enzymen zal ons hormoon
afgescheiden worden, er zullen opnieuw een aantal
peptide afgeknipt worden van ons hormoon met als gevolg
dat we overblijven met ons hormoon. (Stap 4) We hebben
ons hormoon, als er nu een signaal komt vanuit onze
hersenen ter vrijgave van het hormoon, dan zal via
exocytose de inhoud (het hormoon) vrijgegeven worden in
het extracellulaire vocht. En van hier zal het naar onze bloedbaan gaan. (Stap 5) Eens ons
hormoon in de bloedbaan zit, kan het naar de doel organen gaan en zal het zijn functie
uitoefenen. (Stap 6)
Vb. Pre-pro-TRH (thyrotropin-releasing hormoon): is een zeer groot hormoon, zal worden
opgesplitst tot: 6 keer TRH, X aantal peptide fragmenten en een signaal sequentie. Belangrijk
hier is het TRH.
Vb. Pro-opiomelanocortine: zal opgesplitst worden in ACTH (functie is de bijnier stimuleren
om een ander hormoon vrij te geven), Lipotropine en β endorfine. Soms kan het zijn dat er
verschillende actieve bestanddelen komen. Hier juist hebben we een opsplitsing gemaakt
waarbij er maar 1 actief hormoon kwam, hier maken we een opsplitsing waarbij er meerdere
actieve hormonen komen.
Vb. Proinsulin: zal worden opgesplitst in insuline enerzijds en in een C-peptide anderzijds, zo
krijgen we actief insuline.
Amine hormonen
Of de hormonen afgeleid van aminozuren. Komen allemaal van tyrosine, het gaat hier over
de catecholamines enerzijds en de schildklierhormonen anderzijds. Catecholamines gaan op
het celmembraan zelf receptoren hebben terwijl de schildklierhormonen gaan binden aan
receptoren in de celkern. Vb. adrenaline, dopamine, thyroxine (schildklierhormoon). De
chemische structuur van beiden komt allebei uit tyrosine.
Steroïde hormonen
De steroïde hormonen zijn allemaal afgeleid van cholesterol. Ze zijn lipofiel, dit wilt zeggen
dat ze gemakkelijk over membranen kunnen gaan en dus gemakkelijk in de cel terecht
komen. Het is logisch dat zij vooral zullen werken met receptoren die in het cytoplasma
, zitten of in de kern van de cel. Als een reactie heel snel moet gebeuren kunnen zij ook op
membraanreceptoren hechten, maar meestal zullen ze de cel binnengaan en hechten aan
receptoren die in het cytoplasma of de cel zitten. Vb. Testosteron
2. Het werkingsmechanisme van hormonen
Hormonen zullen ergens afgezet worden in de bloedbaan en gaan vervolgens naar hun
target cel. Wat zal er nu gebeuren eens ze aangekomen zijn in de target cel?
We weten dat hormonen de werking van de target cel zal beïnvloeden, zullen ervoor zorgen
dat de target cel zich anders zal gedragen dan deze voordien deed. We zullen dit doen door
de eiwitproducties te beïnvloeden. We gaan naar de target cel en zullen de werking van deze
cel proberen aanpassen.
Hoe goed werkt nu een hormoon. Dit is afhankelijk van het aantal hormonen dat een
bepaalde doel cel zullen bereiken alsook de gevoeligheid van de doel cel (heeft deze 1
receptor voor het hormoon of heeft hij er 1000 want da zal het effect van het hormoon
groter worden).
Second messenger systeem
Hormonen zullen gaan inwerken/binden op de receptor op het membraan ofwel in de cel.
Als het gaat over een receptor dat op het membraan zit dan zullen we nog een second
messenger nodig hebben, 2de boodschapper want het hormoon bindt zich op het membraan
en zit daar vast. Van hier uit zal een nieuwe boodschap verstuurd worden dat in de cel gaat
(second messenger systeem). Vb. Calcium, cAMP (cyclisch adenosine monofosfaat) en cGMP
(guanosine)
cAMP (cyclisch adenosine monofosfaat)
De eiwithormonen en de catecholamines werken allemaal
via dit systeem. Bovenaan in het paars zien we ons
hormoon dat toekomt en dat zich zal binden op onze
receptor. Deze binding zal ervoor zorgen dat
adenylaatcyclase (enzym) geactiveerd wordt. Activatie van
adenylaatcyclase zal ervoor zorgen dat ATP
(adenosinetrifosfaat) omgezet zal worden in cAMP en dit
zal op zijn beurt kinase activeren. De activatie van kinase
zal onze enzymen activiteit gaan beïnvloeden, we zullen
ook verschillen kunnen opwekken op basis van deze
eiwitten. Eerst adenylaatcyclase waardoor cAMP ontstaat,
cAMP zal kinase activeren en dit zal zorgen voor
veranderingen in activiteiten van de cel. cAMP werkt hier
dus als een second messenger systeem.
