Samenvatting Hoorcolleges Endocrinologie
Hoorcollege 05-09-2017
Endocrinologie dieren
Processen: voortplanting ontwikkeling individu (immuniteit, energie opnemen (voedsel),
zintuigen, leren/herkennen, gedrag) voortplanting.
Integratieniveaus: cellulair/moleculair, weefsels, organismen, populatie.
Endocrinologie: intracellulaire processen verlopen in constant milieu homeostase. Hormonen
reguleren het interne milieu.
Signaal moleculen: hormonen (op grotere afstand, meestal) en groeifactoren (lokaal). Hormonen
worden afgegeven aan bloed/intracellulaire vloeistof.
Hormonen werken vaak samen met zenuwstelsel en sturen fysiologische processen aan.
Historische aspecten
1848: endocrien experiment door Berthold. Haan castreren kapoen, minder agressief. Hanenkam
verdwijnt maar staartveren blijven. Kip heeft geen van beide. Na terugplaatsen testis hanenkam
en agressief gedrag terug (deze waren afhankelijk van hormonen).
1940: functies van endocriene klieren bepaald door weg te halen. Bij vele processen niet alleen
hormonen maar ook zenuwstelsel betrokken.
1950: chemische identiteit van stoffen bepaald door hormonen opzuiveren.
1960: Messenger cAMP ontdekt door Sutherland.
1980: ontwikkeling van moleculaire biologische en genetische technieken. Onderzoek naar
moleculaire en genetische basis van hormoon productie en hormoon effecten.
2000: systeem biologie om interacties en netwerken te beschrijven.
Hormonen en homeostase
Homeostase: functies van het
lichaam in evenwicht, chemische en
fysiologische balans. Milieu constant
houden. Door uitwisselingsepitheel
komen er stoffen van buitenaf het
lichaam binnen. Buffer zone is EC
vloeistof en bloed waar processen
op in grijpen.
Interne veranderingen door
verstoringen moeten
gecompenseerd worden door
lichaam, anders ziek.
Externe factoren: seizoenen, gedrag van anderen, toxines, vasten, trauma of infectie.
Interne factoren: ontwikkelingsfase (ouderdom), verstoring i.v.m. ziekte verschijnselen (auto
immuun, abnormale celgroei).
Homeostase setpoints
- Vaste punten: bloedsuikerspiegel, Ca2+, lichaamstemperatuur (bij warm-bloedige dieren).
Glucagon en insuline reguleert glucose in het bloed.
- Variabele punten: groei (ontogenese), dag/nacht cycli, ovariale cycli, seizoengebonden
reproductie, winterslaap.
Constante groeifase tot puberteit gereguleerd door hormonen.
1
, Niet in homeostase (evenwicht) signaal afgegeven
waargenomen door waarnemende cellen effectoren
afgegeven invloed op variabele.
Wat doen hormonen
Hormonen zijn betrokken bij:
- behouden van interne balans.
- reactie op fysieke en emotionele stress.
- reactie op omgeving (temperatuur, predatoren).
En reguleren:
- intern milieu, groei en ontwikkeling, metabolisme en
reproductie.
Hormoon
- Wordt in een klier gevormd, heeft geen verbinding heeft met buitenwereld.
- Uitgescheiden in het bloed, wordt naar doel vervoerd.
- Voert fysiologische of morfogenetische functie uit aan het doel, vaak op afstand van productie site.
Hormonen kunnen ook gemaakt worden door organen/weefsel met een andere primaire functie
(geen klier). Darmepitheel en hersenen bevatten hormoon producerende cellen en kunnen werken
als signaal moleculen (net als Na, glucose, NO en CO2).
Hormonen kunnen ook afgegeven worden aan intracellulaire vloeistof of door direct cel-cel contact.
Hormoon: stof afgegeven door cel/groep cellen aan het bloed voor transport naar doelwit (op
afstand) waar het bij lage concentratie een effect uitvoert (moet hoge affiniteit hebben).
1) hormoon wordt geproduceerd door hormoon producerende cel.
2) trigger nodig voor afgifte van het hormoon (door ander mechanisme gereguleerd dan productie).
3) doelwit cel brengt een receptor voor het hormoon tot expressie.
4) respons van de cel door receptor activatie (kan verschillen per cel en per receptor, meerdere
receptoren mogelijk voor 1 hormoon).
Endocriene klieren Endocriene cellen en weefsels
Classificatie hormonen
- Plaats van productie: klier hormonen, weefsel hormonen, groei factoren, feromonen
(aangemaakt door individu om te communiceren met soortgenoten).
- Receptor type: membraan of nucleaire receptoren.
- Biochemie: steroïde hormonen, peptide hormonen, glycoproteïne, aminozuren derivaten.
Regulatie steroïde hormoon aanmaak, zelfde als regulatie steroïde afgifte, kan door membranen.
2
,General principles
Organisme niveau. Response loops bestaan uit 3 componenten.
1) stimulus of verandering, 2) endocriene cel reageert op stimulus door hormoon afgifte, 3) cellen die
hormoon herkennen reageren met een respons.
Hormoon naar receptor
1) gap junctions 2) naburige cellen, 3) lokale diffusie, 4) transport door bloed, 5) buiten milieu,
feromonen.
Intracrien: receptor in de cel die het hormoon afgeeft (oestrogeen afgifte door Leydigcel).
Hormoon afgifte
Hormonen opgeslagen in secretie granulen. Inhoudt komt EC en in bloed. mRNA omgezet in
peptiden door ribosoom in ER, vervolgens naar Golgi en naar secretie granulen.
Response loop
1) voedselopname, 2) bloedglucose level omhoog, 3)
pancreascellen reageert, 4) insuline wordt afgegeven,
5) productie van glycogeen in de lever.
Verschillende reflexen: simpel endocrien reflex, simpel
neuraal reflex, complex neuroendocrien reflex (voor
bepaalde processen).
Respons loops worden beïnvloed door feedback mechanisme (positief of negatief).
Negatieve feedback: productie van glycogeen zorgt dat
bloedglucose level omlaag gaat en geen insuline meer
afgegeven wordt homeostase.
Positieve feedback: verandering stimuleert hormoon
afgifte, waardoor verstoring door targetorgaan nog meer
verstoord wordt. Mechanismen moeten ingrijpen (kan niet
door blijven gaan) leidt niet tot homeostase.
Voorbeeld positieve feedback: baby drukt tegen baarmoeder mondt, stimuleert afgifte van oxytosine
in neurohypofyse. Dit stimuleert contractie wat zorgt voor nog meer druk tegen baarmoedermond.
Prikkel van buitenaf is de geboorte die zorgt voor het onderbreken van de cyclus.
Hormoon actie op cellulair niveau
Activatie van receptor (membraan of intracellulair) door binding van
hormoon activeert secondmessenger systeem. Kan leiden tot
verschillende responsen (zie figuur).
Receptor in cytosol: steroïde en thyroid hormoon, calciferol.
Receptor in membraan: peptiden en eiwithormoon, catecholamine.
Interactie met membraan receptoren
Wateroplosbaar (lipofiele stoffen mogelijk ook membraan
receptoren).
Type membraan receptoren: 1) G-eiwit gekoppeld, 2) Tyrosine
kinase, 3) Ion kanalen. resultaat is amplificatie regulatie op
verschillende niveaus mogelijk.
Homologe downregulatie: hormoon gekoppeld aan receptor, downreguleert expressie receptor.
Heterologe upregulatie: ander hormoon koppelt aan receptor en upreguleert expressie receptor.
3
, Interactie met intracellulaire receptoren
Steroïd receptor gebonden aan chaperon eiwit voorkomt receptor activatie. Steroïde hormoon
binding aan receptor zorgt dat chaperon eraf diffundeert. Receptoren dimeriseren en activeren en
kunnen door kernporie naar kern waar ze mRNA transleren en DNA binden.
Nucleaire receptoren zijn TF die activiteit veranderen na binden van ligand (signaal molecuul).
Schildklier hormonen receptoren zijn al gebonden aan DNA als hormoon nog niet op receptor zit.
zitten al op het DNA als het hormoon nog niet op de receptor zit. HDAC aanwezig dat transcriptie
vermoeilijkt. Binding van hormoon verandert interactie eiwitten wel genexpressie.
Hormoon activiteit
Targetcel herkend hormoon [H] en bindt het via receptor [R] [H] + [R] = [HR]
[HR] koppelt naar of wordt een signaal genererend mechanisme.
[HR] of second messenger induceert specifieke veranderingen in target cel fysiologie.
Hormoon werking beëindigen
Target orgaan:
- afbreken van cAMP
- defosforylatie van targeteiwitten
- heropname van Ca2+ in ER
- downregulatie van receptor door 1) degradatie (snel, intracellulaire staart van G eiwit gekoppelde
receptor weg als second messenger, arrestin haalt membraan naar binnen en receptor wordt
opgenomen of 2) gen expressie (langzaam).
Organismen:
- minder hormoon afgifte door negatieve feedback
- verhoogde afbraak van hormonen (door halfwaardetijd)
- verhoogde secretie van antagonist van het hormoon.
4
