Het endocriene stelsel
Om homeostase te handhaven is communicatie nodig van elke cel in het lichaam met zijn
buurcellen en met cellen en weefsels verder weg in het lichaam. Het grootste deel van deze
communicatie vindt plaats door middel van chemische signaalstoffen.
Deze chemische stoffen vertellen de cel op elk willekeurig moment wat de buurcellen aan
het doen zijn en het resultaat dat de functies van weefsels op plaatselijk niveau worden
gecoördineerd.
De communicatie tussen cellen over grotere afstanden wordt door het endocriene stelsel en
het zenuwstelsel gecoördineerd.
Voor veel levensprocessen is echter een langdurige communicatie tussen cellen nodig. Dit
type regulering wordt verzorgd door het endocriene stelsel dat gebruik maakt van chemische
signaalstoffen, zogenoemde hormonen, om informatie en instructies tussen cellen onderling
door te geven.
Bij deze vorm van communicatie zijn hormonen te vergelijken met geadresseerde brieven en
werkt het bloedvatenstelsel als postbode. Elk hormoon dat aan het bloed wordt afgegeven
en door het bloed wordt vervoerd, heeft specifieke doelcellen die op het bloed reageren.
Deze doelcellen bevatten de receptoren die nodig zijn om de hormonale berichten te binden
en te ‘lezen’ wanneer ze aankomen.
Op elk willekeurig moment kan elke afzonderlijke cel slechts op enkele van de aanwezige
hormonen reageren. De andere hormonen worden genegeerd, omdat de cellen de
receptoren missen die nodig zijn om de boodschappen van deze hormonen te lezen.
Omdat doelcellen zich overal in het lichaam kunnen bevinden, kan de stofwisseling van
verschillende weefsels en organen tegelijkertijd door één enkel hormoon worden gewijzigd.
Het duurt soms enige tijd voordat de effecten beginnen, maar vaak gaan ze dagenlang door.
Doordat hormonen een langdurig effect hebben, zijn hormonen van nut bij het coördineren
van de activiteit van cellen, weefsels en organen gedurende langere tijd.
Vergelijking tussen het zenuwstelsel en endocriene stelsel:
- De werking van beide systemen berust op de afgifte van chemische stoffen die zich binden
aan specifieke receptoren op doelcellen.
- Beide stelsels hebben verschillende chemische signaalstoffen gemeenschappelijk;
noradrenaline en adrenaline worden bijvoorbeeld hormonen genoemd als ze aan het bloed
worden afgegeven, en neurotransmitters als ze bij een synaps worden afgegeven.
- Beide stelsels worden voornamelijk via negatieve terugkoppeling gereguleerd.
- Beide stelsels coördineren en reguleren de activiteit van andere cellen, weefsels, organen en
stelsels en handhaven de homeostase.
Endocriene cellen: cellen die klierproducten aan de extracellulaire vloeistof afgeven.
Sommige chemische stoffen die door endocriene cellen worden afgegeven, zijn alleen van
invloed op buurcellen. Andere hormonen zijn van invloed op cellen in het gehele lichaam.
We definiëren hormonen als chemische signaalstoffen die in het ene weefsel worden
afgegeven en door de bloedstroom naar doelcellen in andere weefsels worden vervoerd.
De structuur van hormonen:
, Op basis van de chemische structuur kunnen hormonen in de volgende 3 groepen worden
ingedeeld:
1. Aminozuurderivaten. Enkele hormonen zijn betrekkelijk kleine moleculen die wat bouw
betreft op aminozuren lijken. Tot deze groep behoren: adrenaline, noradrenaline, de
schildklierhormonen en melatonine.
2. Peptidehormonen. Peptidehormonen bestaan uit ketens van aminozuren. Deze moleculen
lopen uiteen van korte polypeptiden, zoals ADH en oxytocine, tot kleine eiwitten, zoals
groeihormoon en prolactine. Dit is de grootste groep hormonen die alle hormonen van de
hypothalamus, de hypofyse, het hart, de nieren, de thymus, het spijsverteringskanaal en de
pancreas omvat.
3. Vetderivaten. Er zijn 2 groepen hormonen op basis van vetten: steroïden en eicosanoïden.
Steroidhormonen zijn vetten die zijn afgeleid van cholesterol. Steroïdhormonen worden
afgegeven door de voortplantingsorganen en de bijnieren. Steroïdhormonen zijn
onoplosbaar in water, daarom worden ze in het bloed aan specifieke transporteiwitten
gebonden. Eicosanoïden zijn verbindingen op basis van vetzuren, afgeleid van het vetzuur
arachidonzuur, een vetzuur met 20 koolstofatomen. Eicosanoïden, waartoe de
prostaglandinen behoren, coördineren plaatselijke celactiviteiten en zijn van invloed op
enzymatische processen in extracellulaire vloeistoffen, bijvoorbeeld op de bloedstolling.
De bouw en functie van cellen worden volledig door eiwitten bepaald. Structurele eiwitten
bepalen de algemene vorm en de inwendige structuur van cellen en enzymen regelen de
celstofwisseling.
Hormonen wijzigen het functioneren van cellen, doordat ze de identiteit, activiteit, plaats of
hoeveelheid van belangrijke enzymen en structurele eiwitten in verschillende doelcellen
wijzigen.
De gevoeligheid van een doelcel voor een bepaald hormoon is de aan- of afwezigheid van
een specifieke receptor op de doelcel voor dat hormoon.
Een hormoon kan alleen invloed op een doelcel uitoefenen als deze cel receptoren heeft
waaraan het hormoon zich kan binden, waardoor een verandering van de activiteiten van de
cel wordt veroorzaakt.
Hormoonwerking op het plasmamembraan:
De receptoren voor adrenaline, noradrenaline, peptidehormonen en eicosanoïden bevinden
zich in de celmembranen van hun doelcellen. Doordat adrenaline, noradrenaline en de
peptidehormonen zich niet in vet oplossen, kunnen ze niet door het plasmamembraan
diffunderen; deze hormonen binden zich aan receptoreiwitten aan het buitenste oppervlak
van het plasmamembraan.
Eicosanoïden, die wel in vet oplosbaar zijn, diffunderen door het plasmamembraan heen en
binden zich aan receptoreiwitten op het binnenste oppervlak van het plasmamembraan.
Hormonen die zich aan receptoren op het plasmamembraan binden, hebben geen direct
effect op de activiteiten in de doelcel. Wanneer deze hormonen zich aan de juiste receptor
binden, worden ze als eerste signaalstof beschouwd die een prikkel geeft voor de vorming
van een tweede signaalstof in het cytoplasma.
De schakel tussen de eerste en de tweede signaalstof omvat meestal een G-eiwit, een
enzymcomplex dat aan een membraanreceptor is gekoppeld. Het G-eiwit wordt geactiveerd
als een hormoon zich op het membraanoppervlak aan de receptor van het hormoon bindt.
De tweede signaalstof kan een enzym remmen of activeren, maar het nettoresultaat is een
verandering van de stofwisselingsactiviteiten van de cel.
