Leerdoelen Biologie van Dieren D2
Hormonen (H41)
De definities van endocriene, paracriene en autocriene regulatie en van regulatie via
neurohormonen en feromonen kennen.
Endocriene regulatie: hormonen uitgescheden in extracellulaire vloeistof door endocriene
cellen bereiken de doelcellen via het bloed (of hemolymph). Het behoud de homeostase. Het
reguleert bijvoorbeeld bloeddruk, bloedvolume, energie metabolisme en toewijzing, en
opgeloste concentraties in lichaamsvloeistoffen. Het bemiddeld ook reacties op externe
stimuli, reguleert groei en ontwikkeling en triggert fysieke en gedragsveranderingen die ten
grondslag liggen aan seksuele volwassenheid en voortplanting.
Paracriene en autocriene regulatie: signalering door lokale regulators. Dit zijn moleculen die
over een kleine afstand reageren, hun doelwit cel alleen bereiken door diffusie en reageren
in (mili)seconde. Bij paracriene ligt het doelwit cel dicht bij de secretie cel en bij autocriene is
de secretie cel ook het doelwit cel. Een groep van lokale regulator is:
Prostaglandinen: geproduceerd door het lichaam met diverse functies. In het
immuunsysteem zorgt het voor ontsteking en de sensatie van pijn als reactie op een
blessure. Medicijnen die prostaglandinen blokkeren, remmen dus ook de ontsteking
en de pijn.
Polypeptide: veel andere regulators zijn polypeptide zoals cytokines, wat zorgt voor
immuun cel communicatie, groeifactoren en ontwikkeling
Nitric oxide (NO): sommige regulators zijn gassen. Als het zuurstofgehalte daalt in het
bloed produceren endotheelcellen in de bloedvaten wanden NO en scheiden dat uit.
NO zorgt in gladde spiercellen voor ontspanning van de spieren, waardoor de vaten
vergroten en bloedstroom dus toeneemt. Bij mannen zorgt het ook voor erectie.
Neuro-endocriene signalering: neuronen genaamd neurosecretoire cellen scheiden
neurohormonen uit. Deze diffunderen van zenuwcel uiteindes naar het bloed. Veel
neurohormonen reguleren endocriene signalering.
Feromonen signalering: niet alle signaal moleculen reageren in het lichaam. Feromonen zijn
chemicalen die worden uitgescheden in het externe milieu. Zoals een mier die zijn weg van
nest naar voedselbron markeert met feromonen.
Weten hoe de groep van de eiwit- en peptidehormonen zijn invloed uitoefent op de
doelwitcellen.
Eiwit- en peptide hormonen zijn wateroplosbaar en zijn door exocytose uitgescheiden en
reizen vrij door het bloed. Ze kunnen niet door het plasmamembraan diffunderen en binden
dus aan receptoren op het membraan van het doelwit cel, waar het een cellulaire reactie
triggert. Dit kan activatie van een enzym zijn, een verandering in de opname of secretie van
moleculen, of herschikking van het cytoskelet. Soms zorgt het voor eiwitten in het
cytoplasma om in de kern te gaan en wijzigen de transcriptie van genen. De processen die
van extracellulaire chemische signalering zorgen voor intracellulaire reactie heet,
signaaltransductie. Een voorbeeld is adrenaline die door de nieren wordt uitgescheden en
door signaalamplificatie in de lever zorgt voor glycogeen omzetting naar glucose.
1
,Weten hoe de groep van de steroidhormonen en schildklierhormonen zijn invloed
uitoefent op de doelwitcellen.
Steroidhormonen en schildklierhormonen zijn in vet oplosbaar (hydrofoob) en kunnen dus
door het doelwit celmembraan diffunderen en binden met de intracellulaire receptoren.
Deze receptoren zorgen voor de hele transductie route in het doelwit cel. Het hormoon
activeert de receptor die vervolgens direct de cel reactie triggert. Vaak is de reactie een
verandering in genexpressie.
Meeste steroïdhormoon receptoren zitten in het cytosol voordat het gebonden is aan
een hormoon. Als het bindt aan een steroïdhormoon vormt een complex dat in de
kern gaat. Daar integreert de receptor deel van het complex met een DNA-bindings
eiwit of reactie element van het DNA, waardoor het de transcriptie reguleert. Beste
steroïdhormoon receptoren zijn degene die binden aan oestrogenen. Deze
steroïdhormonen zijn nodig voor vrouwelijke voortplanting.
Andere vet oplosbare hormonen, zoals thyroxine en vitamine D, hebben receptoren
in de kern. Deze receptoren binden met hormonen die van het bloed zowel door het
plasmamembraan als het kernenvelop diffunderen. Eenmaal gebonden bindt de
receptor aan het DNA waar het de transcriptie stimuleert van specifieke genen.
De stelling dat het effect van een hormoon/lokale regulator bepaald wordt door de aard
en eigenschappen van de doelwitcellen en van de receptoren op of in deze doelwitcellen
kunnen illustreren met het hormoon epinefrine en diens invloed op respectievelijk
levercellen, bloedvaten in een skeletspier en bloedvaten in de darm.
Hoewel hormonen zich binden aan specifieke receptoren, kan een bepaald hormoon
variëren in zijn effecten. Een hormoon kan verschillende reacties opwekken in bepaalde
doelcellen als die cellen verschillen in receptortype of in de moleculen die de reactie
produceren. Zo kan één enkel hormoon een scala aan activiteiten op gang brengen die
samen zorgen voor een gecoördineerde reactie op een prikkel. Zo vormen de meervoudige
effecten van epinefrine de basis voor de 'vecht-of-vlucht'-reactie, een snelle reactie op stress
epinefrine kan een reactie op stress coördineren die zeer uiteenlopende effecten in
individuele weefsels met zich meebrengt.
In levercellen bindt epinefrine zich aan een β-type receptor in het plasmamembraan.
Deze receptor activeert het enzym proteïnekinase A, dat op zijn beurt de enzymen
van het glycogeenmetabolisme reguleert, waardoor er glucose vrijkomt in het bloed
In de gladde spiercellen die de bloedvaten bekleden die de skeletspieren voeden,
inactiveert dezelfde kinase die wordt geactiveerd door dezelfde epinefrinereceptor
een spierspecifiek enzym. Het resultaat is ontspanning van de gladde spieren, wat
leidt tot vasodilatatie en dus een verhoogde bloedtoevoer naar de skeletspieren.
In de gladde spiercellen die de bloedvaten van de darmen bekleden, bindt epinefrine
zich aan een α-type receptor. Deze receptor triggert een signaalroute waarbij andere
enzymen dan proteïnekinase A betrokken zijn en die eerder samentrekking van
gladde spieren dan ontspanning veroorzaakt. De resulterende vasoconstrictie
vermindert de bloedtoevoer naar de darmen, waardoor de omleiding van bloed naar
actieve skeletspieren wordt vergemakkelijkt.
2
,De neurale en hormonale regulatie van de ontwikkeling en metamorfose van een insect
kunnen uitleggen.
Neurosecretoire cellen in de hersenen produceren PTTH, een polypeptide neurohormoon.
Wanneer PTTH in lichaamsvloeistoffen een endocrien orgaan bereikt dat de prothoracale
klier wordt genoemd, stuurt het de afgifte van een tweede hormoon, ecdysteroïden, aan.
Uitbarstingen van ecdysteroïden veroorzaken elke opeenvolgende vervelling of regelt de
metamorfose. Binnen de larve liggen eilanden van weefsels die de ogen, vleugels, hersenen
en andere volwassen structuren zullen worden. Zodra een mollige, kruipende larve een
stationaire pop wordt, nemen deze eilandjes van cellen het over. Ze voltooien hun
ontwikkelingsprogramma, terwijl veel larvale weefsels geprogrammeerde celdood onder
gaan. Het eindresultaat is de transformatie van de kruipende rups in een vrij vliegende mot.
Juveniel hormoon (JH), bepaalt of er vervelling of metamorfose, plaatsvindt. JH wordt
uitgescheiden door endocriene klieren achter de hersenen. JH moduleert de activiteit van
ecdysteroïden. Als er veel JH in de lichaamsvloeistof is, stimuleert ecdysteroïd de vervelling.
Als het JH-niveau daalt, induceert ecdysteroïd de vorming van een pop, waarbinnen
metamorfose plaatsvindt.
Blz 960 figuur 41.12
Inzicht hebben in de structuur en de werking van (neuro)hormonale regelkringen en de
betekenis van positieve en negatieve terugkoppeling hierbij, en dit kunnen toelichten met
enkele voorbeelden.
Endocriene regelkringen: In een eenvoudige endocriene route reageren endocriene cellen
direct op een interne of omgevingsstimulus door een bepaald hormoon af te scheiden. Het
hormoon reist in de bloedbaan naar doelcellen, waar het interageert met zijn specifieke
receptoren. Signaaltransductie binnen doelcellen veroorzaakt een fysiologische reactie.
Voorbeeld: laag pH is stimulus voor S-cellen in de twaalfvingerige darm om secretine
uit te scheiden aan het bloed. Het hormoon secretine gaat door het bloed en
reageert in de doelcellen in de alvleesklier die hierdoor bicarbonaat afgeven wat
zorgt voor verhogen pH. Hierbij is een negatieve terugkoppeling betrokken. Het
bicarbonaat zorgt voor een verhoging van de pH, waardoor de stimulus dus afneemt
en er minder secretine wordt afgegeven.
Neuro-endocriene regelkringen: In een neuro-endocriene route wordt de stimulus
ontvangen door een sensorisch neuron in plaats van door endocrien weefsel. Het
sensorische neuron stimuleert een neurosecretoire cel, die een neurohormoon afscheidt.
Net als andere hormonen diffundeert het neurohormoon in de bloedbaan en reist in de
bloedsomloop naar doelcellen.
Voorbeeld: regulatie van melkafgifte tijdens borstvoeding bij zoogdieren. Als een
baby zuigt stimuleert het sensorische neuronen in de tepels, waardoor
zenuwimpulsen worden gegenereerd die de hypothalamus bereiken. Dit triggert de
afscheiding van het neurohormoon oxytocine uit de neurohypofyse aan het bloed.
Oxytocine zorgt vervolgens voor samentrekking van borstkliercellen, waardoor melk
uit de reservoirs in de klier wordt gedwongen. Hierbij is een positieve terugkoppeling
betrokken omdat het vrijkomen van melk zorgt voor meer zuigen en dus weer zorgt
voor meer oxytocine.
3
,Bekend zijn met de structuur en het functioneren van het hypothalamus-hypofyse-
systeem, met name ook met de verschillen tussen de neurohypofyse en de
adenohypofyse.
De hypothalamus ontvangt informatie van zenuwen door het hele lichaam en initieert als
reactie daarop neuro-endocriene signalering die geschikt is voor de
omgevingsomstandigheden. Signalen van de hypothalamus gaan naar de hypofyse, die
bestaat uit twee klieren met verschillende functies.
De neurohypofyse is een verlengstuk van het zenuwweefsel van de hypothalamus.
Hypothalamische axonen van neurosecretoire cellen die reiken tot in de neurohypofyse,
scheiden neurohormonen af die in de hypothalamus worden gesynthetiseerd en in de
axonen in de adenohypofyse worden opgeslagen om in te bloedbaan te worden vrijgegeven
als reactie op zenuwimpulsen. De neurosecretoire cellen synthetiseren de twee
adenohypofyse hormonen:
Antidiuretisch hormoon (ADH): of vasopressine, reguleert de nierfunctie.
Circulerende ADH verhoogt de waterretentie in de nieren, waardoor de normale
osmolariteit van het bloed wordt behouden. ADH speelt ook rol bij sociaal gedrag.
Oxytocine: heeft meerdere functies die verband houden met de voortplanting. Zoals
de melkafscheiding en de samentrekkingen van de baarmoeder tijdens de geboorte.
Bovendien heeft het doelen in de hersenen, waar het gedrag beïnvloedt dat verband
houdt met moederlijke zorg, paarbinding en seksuele activiteit.
Blz 961 figuur 41.14
De adenohypofyse is een endocriene klier die hormonen synthetiseert en afscheidt als
reactie op hormonen uit de hypothalamus. De hormonen regelen diverse processen,
waaronder metabolisme, osmoregulatie en voortplanting. Veel adenohypofyse hormonen
reguleren endocriene klieren of weefsels. Hormonen die worden uitgescheiden door de
hypothalamus regelen de afgifte van alle adenohypofyse hormonen. Dit worden releasing en
remmende hormonen genoemd. Elk hormoon van de adenohypofyse wordt gecontroleerd
door ten minste één releasing hormoon. Sommige, zoals prolactine, hebben zowel een
releasing als een remmend hormoon. De releasing en remmende hormonen worden
uitgescheiden in de buurt van haarvaten aan de basis van de hypothalamus. De haarvaten
lopen uit in korte bloedvaten (portaalvaten) die zich onderverdelen in een tweede capillair
bed in de adenohypofyse. Releasing en remmende hormonen hebben hierdoor direct
toegang tot de klier die ze controleren.
In neuro-endocriene routes zijn een set hormonen van de hypothalamus, adenohypofyse en
doel endocriene klieren georganiseerd tot een hormoon cascade. Een regulatie waarbij
meerdere endocriene organen en signalen reageren in een serie. Signalen naar de hersenen
stimuleren de hypothalamus om een hormoon af te scheiden dat de afgifte van een
adenohypofyse hormoon stimuleert of remt. Het adenohypofyse hormoon stimuleert
vervolgens een ander endocrien orgaan om nog een ander hormoon af te scheiden, dat
doelweefsels aantast. Voorbeeld: bij reproductie geeft de hypothalamus signalen aan de
adenohypofse om de hormonen FSH en LH vrij te geven, die vervolgens de hormoonsecretie
door de geslachtsklieren reguleren. De adenohypofyse hormonen worden in zulke paden
trope hormonen genoemd.
Blz 962 figuur 41.15
4
,Inzicht hebben in de positie van het hypothalamus-hypofyse-systeem als intermediair
tussen het centrale zenuwstelsel en het endocriene stelsel en de rol van
neurosecretorische/neuroendocriene cellen hierbij.
De neurohypofyse is een verlengstuk van het zenuwweefsel van de hypothalamus.
Hypothalamische axonen van neurosecretoire cellen die reiken tot in de neurohypofyse,
scheiden neurohormonen af die in de hypothalamus worden gesynthetiseerd en in de
axonen in de neurohypofyse worden opgeslagen om in te bloedbaan te worden vrijgegeven
als reactie op zenuwimpulsen.
De adenohypofyse is een endocriene klier die hormonen synthetiseert en afscheidt als
reactie op hormonen uit de hypothalamus. Hormonen die worden uitgescheiden door de
hypothalamus regelen de afgifte van alle adenohypofyse hormonen. Dit worden releasing en
remmende hormonen genoemd. De releasing en remmende hormonen worden
uitgescheiden in de buurt van haarvaten aan de basis van de hypothalamus. De haarvaten
lopen uit in korte bloedvaten (portaalvaten) die zich onderverdelen in een tweede capillair
bed in de adenohypofyse. Releasing en remmende hormonen hebben hierdoor direct
toegang tot de klier die ze controleren.
Blz 961 en 962 figuur 41.14 en 41.15
De globale functies, doelwitcellen en werkingsmechanismen van de belangrijkste
hormonen kunnen toelichten.
Groeihormoon (GH):
Groeihormoon wordt uitgescheiden door de adenohypofyse en stimuleert de groei door
zwel trope als non-trope effecten. Een belangrijk doelwit, de lever, reageert op GH door
insulineachtige groeifactoren (IGF’s) vrij te geven, die in het bloed circuleren en de bot- en
kraakbeengroei direct stimuleren. Bij afwezigheid van GH stopt het skelet van een
onvolwassen dier met groeien. GH oefent ook diverse metabole effecten uit die de neiging
hebben om de bloedglucosespiegel te verhogen waardoor de effecten van insuline worden
tegengegaan. Abnormale productie van GH bij mensen kan leiden tot verschillende
aandoeningen, afhankelijk van wanneer het probleem zich voordoet en of het gaat om
hypersecretie (te veel) of hyposecretie (te weinig).
Hypersecretie van GH tijdens de kindertijd kan leiden tot gigantisme, waarbij de
persoon ongewoon lang wordt maar relatief normale lichaamsverhoudingen
behoudt.
Hypersecretie van GH op volwassen leeftijd stimuleert botgroei in de weinige
lichaamsdelen die nog reageren op het hormoon, voornamelijk het gezicht, de
handen en de voeten. Het resultaat is een overmatige groei van ledematen,
acromegalie
Hyposecretie van GH in de kindertijd vertraagd de groei van lange botten en kan
leiden tot hypofyse-dwerggroei. Indien gediagnosticeerd voor de puberteit, kan het
worden behandeld met humaan GH (HGH).
5
,Bijschildklierhormoon (PTH) en calcitonine
Calciumionen zijn essentieel voor het normaal functioneren van alle cellen, waardoor
homeostatische controle van het calciumgehalte in het bloed van vitaal belang is. De
bijschildklieren geven PTH af als het Ca2+ gehalte in het bloed daalt tot onder een instelpunt
van ongeveer 10mg/100ml. PTH verhoogt het Ca2+ gehalte in het bloed. PTH zorgt in de
botten ervoor dat de matrix afbreekt, waardoor Ca2+ vrijkomt in het bloed. PTH zorgt in de
nieren voor reabsorptie van Ca2+ door de niertubuli. En PTH verhoogt indirect het Ca2+
gehalte door de productie van vitamine D te bevorderen. Een voorloper van vitamine D
wordt verkregen uit voedsel of gesynthetiseerd door de huid die wordt blootgesteld aan
zonlicht. Omzetting van de voorloper naar de actieve vitamine D begint in de lever. PTH
werkt in de nier om de voltooiing van de omzetting te stimuleren. Vitamine D werkt in de
darmen en stimuleert de opname van Ca2+ uit de voeding. Naarmate het Ca2+ gehalte stijgt,
remt een negatieve terugkoppeling de verdere afgifte van PTH uit de bijschildklieren. Als het
Ca2+ gehalte stijg in het bloed boven het ingestelde punt, geeft de schildklier calcitonine af,
een hormoon dat botafbraak remt en de uitscheiding van Ca2+ door de nieren bevordert. Bij
mensen is calcitonine echter alleen nodig tijdens de uitgebreide botgroei van kindertijd.
Geslachtshormonen
Geslachtshormonen beïnvloeden de groei, ontwikkeling, voortplantingscycli en seksueel
gedrag. Hoewel de bijnieren kleine hoeveelheden van deze hormonen afscheiden, zijn de
geslachtsklieren (teelballen en eierstokken) hun belangrijkste bronnen. De geslachtsklieren
produceren en scheiden drie hoofdtypen steroïde geslachtshormonen af: androgenen,
oestrogenen en progesteron. Ze komen alle zowel bij mannen als bij vrouwen voor:
De teelballen synthetiseren voornamelijk androgenen, de belangrijkste is
testosteron. Bij mensen functioneert testosteron eerst in mannelijke (XY) embryo's,
waardoor de ontwikkeling van mannelijke voortplantingsstructuren wordt bevorderd.
In vrouwelijke (XX) embryo's maakt de afwezigheid van testosteron de ontwikkeling
van vrouwelijke voortplantingsstructuren mogelijk. Androgenen spelen weer een
grote rol in de puberteit, wanneer ze verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van
mannelijke secundaire geslachtskenmerken. Hoge concentraties androgenen leiden
tot verlenging en verdikking van de stembanden die de stem verlagen, mannelijke
haargroeipatronen en toename van spier- en botmassa. Door de spieropbouwende
of anabole werking van testosteron en aanverwante steroïden nemen sommige
atleten ze als supplement, ondanks het verbod. Het gebruik van anabole steroïden,
hoewel het de spiermassa vergroot, kan ernstige acne-uitbraken en leverschade
veroorzaken, evenals een afname van de zaadcellen en de grootte van de testikels.
Oestrogenen, waarvan oestradiol de belangrijkste is, zijn verantwoordelijk voor de
instandhouding van het vrouwelijk voortplantingssysteem en voor de ontwikkeling
van vrouwelijke secundaire geslachtskenmerken.
Progesteron is daarentegen betrokken bij het voorbereiden en onderhouden van
weefsels van de baarmoeder van zoogdieren die nodig zijn om de groei en
ontwikkeling van een embryo te ondersteunen.
Gonadale androgenen, oestrogenen en progesteron zijn componenten van
hormooncascaderoutes. De synthese van deze hormonen wordt voornamelijk gecontroleerd
door twee gonadotropines uit de adenohypofyse, het follikelstimulerend hormoon en het
luteïniserend hormoon. De secretie van gonadotropine wordt op zijn beurt gecontroleerd
door GnRH (gonadotropine-releasing hormoon) uit de hypothalamus.
6
,De werking en regulatie van de schildklierhormonen kunnen uitleggen.
Schildklierhormonen niveau komt onder het normale niveau. Sensorische neuronen
reageren door zenuwimpulsen te sturen naar neurosecretoire cellen in de hypothalamus.
Neurosecretoire cellen scheiden thyrotropine-releasing hormoon (TRH) af in het bloed, die
het naar de adenohypofyse brengt. TRH zorgt in de adenohypofyse voor de secretie van
schildklierstimulerend hormoon (TSH) in het circulaire systeem. TSH stimuleert endocriene
cellen in de schildklier voor de secretie van schildklierhormonen (T3 en T4). De
schildklierhormonen niveau stijgt in het bloed en lichaamsweefsel. Schildklierhormonen
reageert in doelcellen in het hele lichaam om: bio-energetica te reguleren; handhaven van
een normale bloeddruk, hartslag en spierspanning; en reguleren van vertering en
voortplanting functies.
Schildklierhormonen zijn de enige jodiumbevattende moleculen dat in het lichaam
wordtgesynthetiseerd. Trijoodthyronine (T3) bevat drie jodiumatomen en
tetrajoodthyronine of thyroxine (T4) bevat 4 jodiumatomen. In mensen hun dieet ontbreekt
soms voldoende jodium om voldoende hoeveelheden schildklierhormonen te synthetiseren.
Met een lage bloedspiegel van schildklierhormonen krijgt de hypofyse geen negatieve
terugkoppeling en blijft hij TSH afscheiden. Een verhoogd TSH-niveau zorgt ervoor dat
schildklier groter wordt wat resulteert in een struma, zwelling van de nek.
Blz 963 figuur 41.16
Het verschil tussen trope en non-trope hormonen kunnen toelichten aan de hand van
voorbeelden.
Trope hormonen: hormonen die de activiteit van andere hormoonklieren reguleren:
FSH en LH: hypothalamus geeft signalen aan de adenohypofyse om de hormonen FSH
en LH af te geven, die vervolgens de hormoonsecretie door de geslachtsklieren
reguleren.
TSH: hypothalamus geeft TRH af aan de adenohypofyse om het hormoon TSH af te
geven die werkt endocriene cellen in de schildklier. Waarbij de schildklier T3 en T4
afgeeft.
ACTH: stimuleert de endocriene cellen in de bijnierschors om een familie van
steroïden genaamd corticosteroïden te synthetiseren en uit te scheiden. De twee
belangrijkste bij mensen zijn glucocorticoïden en mineralocorticoïden
Non-trope hormonen: hormonen die niet de activiteit van andere hormoonklieren reguleren
Prolactine: stimuleert de melkproductie bij zoogdieren, reguleert het vetmetabolisme
en de voortplanting bij vogels, vertraagt de metamorfose bij amfibieën en reguleert
de zout- en waterbalans bij zoetwatervissen.
MSH: Bij amfibieën, vissen en reptielen reguleert MSH de huidskleur door de
pigmentverdeling in huidcellen, melanocyten genaamd, te regelen. Bij zoogdieren
functioneert MSH naast de huidskleur ook bij honger en metabolisme.
Blz 961 figuur 41.15
7
,Weten wat de structurele en functionele samenhang is tussen het bijniermerg en het
sympathische zenuwstelsel en welke verschillende functies zij samen tijdens stress
vervullen.
De fight or flight reactie wordt veroorzaakt door twee hormonen van het bijniermerg,
epinefrine (adrenaline) en norepinefrine (noradrenaline). Beide zijn catecholamines, een
klasse van aminehormonen die worden gesynthetiseerd uit het aminozuur tyrosine, en
functioneren ook als neurotransmitters. Als hormonen verhogen epinefrine en norepinefrine
de hoeveelheid chemische energie die beschikbaar is voor onmiddellijk gebruik. Beide
catecholamines versnellen de afbraak van glycogeen in de lever en de skeletspieren en
bevorderen de afgifte van glucose door levercellen en van vetzuren uit vetcellen. De
vrijgekomen glucose en vetzuren circuleren in het bloed en kunnen door lichaamscellen als
brandstof worden gebruikt. Catecholamines oefenen ook diepgaande effecten uit op de
cardiovasculaire en respiratoire systemen. Ze verhogen bijvoorbeeld de hartslag en het
slagvolume en verwijden de bronchiolen in de longen, acties die de zuurstoftoevoer naar
lichaamscellen verhogen. Catecholamines veranderen ook de bloedstroom, waardoor
sommige bloedvaten vernauwen en andere verwijden. Het algehele effect is om bloed weg
te leiden van de huid, spijsverteringsorganen en nieren, terwijl de bloedtoevoer naar het
hart, de hersenen en de skeletspieren wordt vergroot.
Epinefrine kan een reactie op stress coördineren die zeer uiteenlopende effecten in
individuele weefsels met zich meebrengt.
In levercellen bindt epinefrine zich aan een β-type receptor in het plasmamembraan.
Deze receptor activeert het enzym proteïnekinase A, dat op zijn beurt de enzymen
van het glycogeenmetabolisme reguleert, waardoor er glucose vrijkomt in het bloed
In de gladde spiercellen die de bloedvaten bekleden die de skeletspieren voeden,
inactiveert dezelfde kinase die wordt geactiveerd door dezelfde epinefrinereceptor
een spier specifiek enzym. Het resultaat is ontspanning van de gladde spieren, wat
leidt tot vasodilatatie en dus een verhoogde bloedtoevoer naar de skeletspieren.
In de gladde spiercellen die de bloedvaten van de darmen bekleden, bindt epinefrine
zich aan een α-type receptor. Deze receptor triggert een signaalroute waarbij andere
enzymen dan proteïnekinase A betrokken zijn en die eerder samentrekking van
gladde spieren dan ontspanning veroorzaakt. De resulterende vasoconstrictie
vermindert de bloedtoevoer naar de darmen, waardoor de omleiding van bloed naar
actieve skeletspieren wordt vergemakkelijkt.
Blz 967 figuur 41.20
8
,Inzicht hebben in de (vermoedelijke) taakverdeling tussen bijniermerg en bijnierschors
tijdens stress.
Net als het bijniermerg medieert de bijnierschors een endocriene reactie op stress. De twee
delen van de bijnier verschillen echter in zowel de soorten stress die een reactie uitlokken
als de doelen van de hormonen die vrijkomen. De bijnierschors wordt actief onder
stressvolle omstandigheden, waaronder een lage bloedsuikerspiegel, een verlaagd
bloedvolume en -druk en shock. Dergelijke prikkels zorgen ervoor dat de hypothalamus een
releasing hormoon afscheidt dat de adenohypofyse stimuleert om adrenocorticotroop
hormoon (ACTH), een trope hormoon, af te geven. Wanneer ACTH via de bloedbaan de
bijnierschors bereikt, stimuleert het de endocriene cellen om een familie van steroïden
genaamd corticosteroïden te synthetiseren en uit te scheiden. De twee belangrijkste soorten
corticosteroïden bij mensen zijn glucocorticoïden en mineralocorticoïden.
Glucocorticoïden, zoals cortisol, maken meer glucose beschikbaar als brandstof door
glucosesynthese uit niet-koolhydraatbronnen, zoals eiwitten, te bevorderen.
Glucocorticoïden werken ook op de skeletspieren, waardoor spiereiwitten worden
afgebroken tot aminozuren. Deze worden naar de lever en de nieren
getransporteerd, omgezet in glucose en afgegeven aan het bloed. De synthese van
glucose bij de afbraak van spiereiwitten zorgt voor circulerende brandstof wanneer
het lichaam meer glucose nodig heeft dan de lever uit zijn glycogeenvoorraden kan
mobiliseren. Als glucocorticoïden in het lichaam worden ingebracht op een hoger
niveau dan normaal aanwezig, onderdrukken ze bepaalde componenten van het
immuunsysteem van het lichaam. Om deze reden worden glucocorticoïden soms
gebruikt om ontstekingsziekten zoals artritis te behandelen. Langdurig gebruik kan
echter ernstige bijwerkingen hebben op de stofwisseling. Niet-steroïde anti-
inflammatoire geneesmiddelen (NSAID's), zoals aspirine en ibuprofen, hebben
daarom over het algemeen de voorkeur voor de behandeling van chronische
ontstekingsaandoeningen.
Mineralocorticoïden werken voornamelijk bij het handhaven van de zout- en
waterbalans. Het mineralocorticoïde aldosteron functioneert bijvoorbeeld in de
ionen- en waterhomeostase van het bloed. Net als glucocorticoïden bemiddelen
mineralocorticoïden niet alleen stressreacties, maar nemen ze ook deel aan de
homeostatische regulatie van het metabolisme.
Een vergelijking kunnen maken tussen de regulatie van de hormoonproductie van het
bijniermerg en die van de bijnierschors.
De ziekte diabetes mellitus en de mogelijke oorzaken kunnen beschrijven.
Bij suikerziekte (diabetes mellitus) is de regelkring voor de bloedsuikerspiegel verstoord.
Afwezigheid van of ongevoeligheid voor insuline maakt dat glucose niet als glycogeen wordt
opgeslagen, waardoor te veel glucose in het bloed aanwezig blijft. Deze grotere hoeveelheid
glucose wordt vervolgens door de nieren uitgescheiden. Een verhoogde concentratie glucose
in het ultrafiltraat en de verzamelkanalen zorgt vervolgens voor veel waterexcretie.
Daarnaast wordt de verhoogde glucoseconcentratie in het bloed in de hypothalamus
geregistreerd. Dit leidt tot dorst, waardoor extra water wordt gedronken.
9
, 10
Hormonen (H41)
De definities van endocriene, paracriene en autocriene regulatie en van regulatie via
neurohormonen en feromonen kennen.
Endocriene regulatie: hormonen uitgescheden in extracellulaire vloeistof door endocriene
cellen bereiken de doelcellen via het bloed (of hemolymph). Het behoud de homeostase. Het
reguleert bijvoorbeeld bloeddruk, bloedvolume, energie metabolisme en toewijzing, en
opgeloste concentraties in lichaamsvloeistoffen. Het bemiddeld ook reacties op externe
stimuli, reguleert groei en ontwikkeling en triggert fysieke en gedragsveranderingen die ten
grondslag liggen aan seksuele volwassenheid en voortplanting.
Paracriene en autocriene regulatie: signalering door lokale regulators. Dit zijn moleculen die
over een kleine afstand reageren, hun doelwit cel alleen bereiken door diffusie en reageren
in (mili)seconde. Bij paracriene ligt het doelwit cel dicht bij de secretie cel en bij autocriene is
de secretie cel ook het doelwit cel. Een groep van lokale regulator is:
Prostaglandinen: geproduceerd door het lichaam met diverse functies. In het
immuunsysteem zorgt het voor ontsteking en de sensatie van pijn als reactie op een
blessure. Medicijnen die prostaglandinen blokkeren, remmen dus ook de ontsteking
en de pijn.
Polypeptide: veel andere regulators zijn polypeptide zoals cytokines, wat zorgt voor
immuun cel communicatie, groeifactoren en ontwikkeling
Nitric oxide (NO): sommige regulators zijn gassen. Als het zuurstofgehalte daalt in het
bloed produceren endotheelcellen in de bloedvaten wanden NO en scheiden dat uit.
NO zorgt in gladde spiercellen voor ontspanning van de spieren, waardoor de vaten
vergroten en bloedstroom dus toeneemt. Bij mannen zorgt het ook voor erectie.
Neuro-endocriene signalering: neuronen genaamd neurosecretoire cellen scheiden
neurohormonen uit. Deze diffunderen van zenuwcel uiteindes naar het bloed. Veel
neurohormonen reguleren endocriene signalering.
Feromonen signalering: niet alle signaal moleculen reageren in het lichaam. Feromonen zijn
chemicalen die worden uitgescheden in het externe milieu. Zoals een mier die zijn weg van
nest naar voedselbron markeert met feromonen.
Weten hoe de groep van de eiwit- en peptidehormonen zijn invloed uitoefent op de
doelwitcellen.
Eiwit- en peptide hormonen zijn wateroplosbaar en zijn door exocytose uitgescheiden en
reizen vrij door het bloed. Ze kunnen niet door het plasmamembraan diffunderen en binden
dus aan receptoren op het membraan van het doelwit cel, waar het een cellulaire reactie
triggert. Dit kan activatie van een enzym zijn, een verandering in de opname of secretie van
moleculen, of herschikking van het cytoskelet. Soms zorgt het voor eiwitten in het
cytoplasma om in de kern te gaan en wijzigen de transcriptie van genen. De processen die
van extracellulaire chemische signalering zorgen voor intracellulaire reactie heet,
signaaltransductie. Een voorbeeld is adrenaline die door de nieren wordt uitgescheden en
door signaalamplificatie in de lever zorgt voor glycogeen omzetting naar glucose.
1
,Weten hoe de groep van de steroidhormonen en schildklierhormonen zijn invloed
uitoefent op de doelwitcellen.
Steroidhormonen en schildklierhormonen zijn in vet oplosbaar (hydrofoob) en kunnen dus
door het doelwit celmembraan diffunderen en binden met de intracellulaire receptoren.
Deze receptoren zorgen voor de hele transductie route in het doelwit cel. Het hormoon
activeert de receptor die vervolgens direct de cel reactie triggert. Vaak is de reactie een
verandering in genexpressie.
Meeste steroïdhormoon receptoren zitten in het cytosol voordat het gebonden is aan
een hormoon. Als het bindt aan een steroïdhormoon vormt een complex dat in de
kern gaat. Daar integreert de receptor deel van het complex met een DNA-bindings
eiwit of reactie element van het DNA, waardoor het de transcriptie reguleert. Beste
steroïdhormoon receptoren zijn degene die binden aan oestrogenen. Deze
steroïdhormonen zijn nodig voor vrouwelijke voortplanting.
Andere vet oplosbare hormonen, zoals thyroxine en vitamine D, hebben receptoren
in de kern. Deze receptoren binden met hormonen die van het bloed zowel door het
plasmamembraan als het kernenvelop diffunderen. Eenmaal gebonden bindt de
receptor aan het DNA waar het de transcriptie stimuleert van specifieke genen.
De stelling dat het effect van een hormoon/lokale regulator bepaald wordt door de aard
en eigenschappen van de doelwitcellen en van de receptoren op of in deze doelwitcellen
kunnen illustreren met het hormoon epinefrine en diens invloed op respectievelijk
levercellen, bloedvaten in een skeletspier en bloedvaten in de darm.
Hoewel hormonen zich binden aan specifieke receptoren, kan een bepaald hormoon
variëren in zijn effecten. Een hormoon kan verschillende reacties opwekken in bepaalde
doelcellen als die cellen verschillen in receptortype of in de moleculen die de reactie
produceren. Zo kan één enkel hormoon een scala aan activiteiten op gang brengen die
samen zorgen voor een gecoördineerde reactie op een prikkel. Zo vormen de meervoudige
effecten van epinefrine de basis voor de 'vecht-of-vlucht'-reactie, een snelle reactie op stress
epinefrine kan een reactie op stress coördineren die zeer uiteenlopende effecten in
individuele weefsels met zich meebrengt.
In levercellen bindt epinefrine zich aan een β-type receptor in het plasmamembraan.
Deze receptor activeert het enzym proteïnekinase A, dat op zijn beurt de enzymen
van het glycogeenmetabolisme reguleert, waardoor er glucose vrijkomt in het bloed
In de gladde spiercellen die de bloedvaten bekleden die de skeletspieren voeden,
inactiveert dezelfde kinase die wordt geactiveerd door dezelfde epinefrinereceptor
een spierspecifiek enzym. Het resultaat is ontspanning van de gladde spieren, wat
leidt tot vasodilatatie en dus een verhoogde bloedtoevoer naar de skeletspieren.
In de gladde spiercellen die de bloedvaten van de darmen bekleden, bindt epinefrine
zich aan een α-type receptor. Deze receptor triggert een signaalroute waarbij andere
enzymen dan proteïnekinase A betrokken zijn en die eerder samentrekking van
gladde spieren dan ontspanning veroorzaakt. De resulterende vasoconstrictie
vermindert de bloedtoevoer naar de darmen, waardoor de omleiding van bloed naar
actieve skeletspieren wordt vergemakkelijkt.
2
,De neurale en hormonale regulatie van de ontwikkeling en metamorfose van een insect
kunnen uitleggen.
Neurosecretoire cellen in de hersenen produceren PTTH, een polypeptide neurohormoon.
Wanneer PTTH in lichaamsvloeistoffen een endocrien orgaan bereikt dat de prothoracale
klier wordt genoemd, stuurt het de afgifte van een tweede hormoon, ecdysteroïden, aan.
Uitbarstingen van ecdysteroïden veroorzaken elke opeenvolgende vervelling of regelt de
metamorfose. Binnen de larve liggen eilanden van weefsels die de ogen, vleugels, hersenen
en andere volwassen structuren zullen worden. Zodra een mollige, kruipende larve een
stationaire pop wordt, nemen deze eilandjes van cellen het over. Ze voltooien hun
ontwikkelingsprogramma, terwijl veel larvale weefsels geprogrammeerde celdood onder
gaan. Het eindresultaat is de transformatie van de kruipende rups in een vrij vliegende mot.
Juveniel hormoon (JH), bepaalt of er vervelling of metamorfose, plaatsvindt. JH wordt
uitgescheiden door endocriene klieren achter de hersenen. JH moduleert de activiteit van
ecdysteroïden. Als er veel JH in de lichaamsvloeistof is, stimuleert ecdysteroïd de vervelling.
Als het JH-niveau daalt, induceert ecdysteroïd de vorming van een pop, waarbinnen
metamorfose plaatsvindt.
Blz 960 figuur 41.12
Inzicht hebben in de structuur en de werking van (neuro)hormonale regelkringen en de
betekenis van positieve en negatieve terugkoppeling hierbij, en dit kunnen toelichten met
enkele voorbeelden.
Endocriene regelkringen: In een eenvoudige endocriene route reageren endocriene cellen
direct op een interne of omgevingsstimulus door een bepaald hormoon af te scheiden. Het
hormoon reist in de bloedbaan naar doelcellen, waar het interageert met zijn specifieke
receptoren. Signaaltransductie binnen doelcellen veroorzaakt een fysiologische reactie.
Voorbeeld: laag pH is stimulus voor S-cellen in de twaalfvingerige darm om secretine
uit te scheiden aan het bloed. Het hormoon secretine gaat door het bloed en
reageert in de doelcellen in de alvleesklier die hierdoor bicarbonaat afgeven wat
zorgt voor verhogen pH. Hierbij is een negatieve terugkoppeling betrokken. Het
bicarbonaat zorgt voor een verhoging van de pH, waardoor de stimulus dus afneemt
en er minder secretine wordt afgegeven.
Neuro-endocriene regelkringen: In een neuro-endocriene route wordt de stimulus
ontvangen door een sensorisch neuron in plaats van door endocrien weefsel. Het
sensorische neuron stimuleert een neurosecretoire cel, die een neurohormoon afscheidt.
Net als andere hormonen diffundeert het neurohormoon in de bloedbaan en reist in de
bloedsomloop naar doelcellen.
Voorbeeld: regulatie van melkafgifte tijdens borstvoeding bij zoogdieren. Als een
baby zuigt stimuleert het sensorische neuronen in de tepels, waardoor
zenuwimpulsen worden gegenereerd die de hypothalamus bereiken. Dit triggert de
afscheiding van het neurohormoon oxytocine uit de neurohypofyse aan het bloed.
Oxytocine zorgt vervolgens voor samentrekking van borstkliercellen, waardoor melk
uit de reservoirs in de klier wordt gedwongen. Hierbij is een positieve terugkoppeling
betrokken omdat het vrijkomen van melk zorgt voor meer zuigen en dus weer zorgt
voor meer oxytocine.
3
,Bekend zijn met de structuur en het functioneren van het hypothalamus-hypofyse-
systeem, met name ook met de verschillen tussen de neurohypofyse en de
adenohypofyse.
De hypothalamus ontvangt informatie van zenuwen door het hele lichaam en initieert als
reactie daarop neuro-endocriene signalering die geschikt is voor de
omgevingsomstandigheden. Signalen van de hypothalamus gaan naar de hypofyse, die
bestaat uit twee klieren met verschillende functies.
De neurohypofyse is een verlengstuk van het zenuwweefsel van de hypothalamus.
Hypothalamische axonen van neurosecretoire cellen die reiken tot in de neurohypofyse,
scheiden neurohormonen af die in de hypothalamus worden gesynthetiseerd en in de
axonen in de adenohypofyse worden opgeslagen om in te bloedbaan te worden vrijgegeven
als reactie op zenuwimpulsen. De neurosecretoire cellen synthetiseren de twee
adenohypofyse hormonen:
Antidiuretisch hormoon (ADH): of vasopressine, reguleert de nierfunctie.
Circulerende ADH verhoogt de waterretentie in de nieren, waardoor de normale
osmolariteit van het bloed wordt behouden. ADH speelt ook rol bij sociaal gedrag.
Oxytocine: heeft meerdere functies die verband houden met de voortplanting. Zoals
de melkafscheiding en de samentrekkingen van de baarmoeder tijdens de geboorte.
Bovendien heeft het doelen in de hersenen, waar het gedrag beïnvloedt dat verband
houdt met moederlijke zorg, paarbinding en seksuele activiteit.
Blz 961 figuur 41.14
De adenohypofyse is een endocriene klier die hormonen synthetiseert en afscheidt als
reactie op hormonen uit de hypothalamus. De hormonen regelen diverse processen,
waaronder metabolisme, osmoregulatie en voortplanting. Veel adenohypofyse hormonen
reguleren endocriene klieren of weefsels. Hormonen die worden uitgescheiden door de
hypothalamus regelen de afgifte van alle adenohypofyse hormonen. Dit worden releasing en
remmende hormonen genoemd. Elk hormoon van de adenohypofyse wordt gecontroleerd
door ten minste één releasing hormoon. Sommige, zoals prolactine, hebben zowel een
releasing als een remmend hormoon. De releasing en remmende hormonen worden
uitgescheiden in de buurt van haarvaten aan de basis van de hypothalamus. De haarvaten
lopen uit in korte bloedvaten (portaalvaten) die zich onderverdelen in een tweede capillair
bed in de adenohypofyse. Releasing en remmende hormonen hebben hierdoor direct
toegang tot de klier die ze controleren.
In neuro-endocriene routes zijn een set hormonen van de hypothalamus, adenohypofyse en
doel endocriene klieren georganiseerd tot een hormoon cascade. Een regulatie waarbij
meerdere endocriene organen en signalen reageren in een serie. Signalen naar de hersenen
stimuleren de hypothalamus om een hormoon af te scheiden dat de afgifte van een
adenohypofyse hormoon stimuleert of remt. Het adenohypofyse hormoon stimuleert
vervolgens een ander endocrien orgaan om nog een ander hormoon af te scheiden, dat
doelweefsels aantast. Voorbeeld: bij reproductie geeft de hypothalamus signalen aan de
adenohypofse om de hormonen FSH en LH vrij te geven, die vervolgens de hormoonsecretie
door de geslachtsklieren reguleren. De adenohypofyse hormonen worden in zulke paden
trope hormonen genoemd.
Blz 962 figuur 41.15
4
,Inzicht hebben in de positie van het hypothalamus-hypofyse-systeem als intermediair
tussen het centrale zenuwstelsel en het endocriene stelsel en de rol van
neurosecretorische/neuroendocriene cellen hierbij.
De neurohypofyse is een verlengstuk van het zenuwweefsel van de hypothalamus.
Hypothalamische axonen van neurosecretoire cellen die reiken tot in de neurohypofyse,
scheiden neurohormonen af die in de hypothalamus worden gesynthetiseerd en in de
axonen in de neurohypofyse worden opgeslagen om in te bloedbaan te worden vrijgegeven
als reactie op zenuwimpulsen.
De adenohypofyse is een endocriene klier die hormonen synthetiseert en afscheidt als
reactie op hormonen uit de hypothalamus. Hormonen die worden uitgescheiden door de
hypothalamus regelen de afgifte van alle adenohypofyse hormonen. Dit worden releasing en
remmende hormonen genoemd. De releasing en remmende hormonen worden
uitgescheiden in de buurt van haarvaten aan de basis van de hypothalamus. De haarvaten
lopen uit in korte bloedvaten (portaalvaten) die zich onderverdelen in een tweede capillair
bed in de adenohypofyse. Releasing en remmende hormonen hebben hierdoor direct
toegang tot de klier die ze controleren.
Blz 961 en 962 figuur 41.14 en 41.15
De globale functies, doelwitcellen en werkingsmechanismen van de belangrijkste
hormonen kunnen toelichten.
Groeihormoon (GH):
Groeihormoon wordt uitgescheiden door de adenohypofyse en stimuleert de groei door
zwel trope als non-trope effecten. Een belangrijk doelwit, de lever, reageert op GH door
insulineachtige groeifactoren (IGF’s) vrij te geven, die in het bloed circuleren en de bot- en
kraakbeengroei direct stimuleren. Bij afwezigheid van GH stopt het skelet van een
onvolwassen dier met groeien. GH oefent ook diverse metabole effecten uit die de neiging
hebben om de bloedglucosespiegel te verhogen waardoor de effecten van insuline worden
tegengegaan. Abnormale productie van GH bij mensen kan leiden tot verschillende
aandoeningen, afhankelijk van wanneer het probleem zich voordoet en of het gaat om
hypersecretie (te veel) of hyposecretie (te weinig).
Hypersecretie van GH tijdens de kindertijd kan leiden tot gigantisme, waarbij de
persoon ongewoon lang wordt maar relatief normale lichaamsverhoudingen
behoudt.
Hypersecretie van GH op volwassen leeftijd stimuleert botgroei in de weinige
lichaamsdelen die nog reageren op het hormoon, voornamelijk het gezicht, de
handen en de voeten. Het resultaat is een overmatige groei van ledematen,
acromegalie
Hyposecretie van GH in de kindertijd vertraagd de groei van lange botten en kan
leiden tot hypofyse-dwerggroei. Indien gediagnosticeerd voor de puberteit, kan het
worden behandeld met humaan GH (HGH).
5
,Bijschildklierhormoon (PTH) en calcitonine
Calciumionen zijn essentieel voor het normaal functioneren van alle cellen, waardoor
homeostatische controle van het calciumgehalte in het bloed van vitaal belang is. De
bijschildklieren geven PTH af als het Ca2+ gehalte in het bloed daalt tot onder een instelpunt
van ongeveer 10mg/100ml. PTH verhoogt het Ca2+ gehalte in het bloed. PTH zorgt in de
botten ervoor dat de matrix afbreekt, waardoor Ca2+ vrijkomt in het bloed. PTH zorgt in de
nieren voor reabsorptie van Ca2+ door de niertubuli. En PTH verhoogt indirect het Ca2+
gehalte door de productie van vitamine D te bevorderen. Een voorloper van vitamine D
wordt verkregen uit voedsel of gesynthetiseerd door de huid die wordt blootgesteld aan
zonlicht. Omzetting van de voorloper naar de actieve vitamine D begint in de lever. PTH
werkt in de nier om de voltooiing van de omzetting te stimuleren. Vitamine D werkt in de
darmen en stimuleert de opname van Ca2+ uit de voeding. Naarmate het Ca2+ gehalte stijgt,
remt een negatieve terugkoppeling de verdere afgifte van PTH uit de bijschildklieren. Als het
Ca2+ gehalte stijg in het bloed boven het ingestelde punt, geeft de schildklier calcitonine af,
een hormoon dat botafbraak remt en de uitscheiding van Ca2+ door de nieren bevordert. Bij
mensen is calcitonine echter alleen nodig tijdens de uitgebreide botgroei van kindertijd.
Geslachtshormonen
Geslachtshormonen beïnvloeden de groei, ontwikkeling, voortplantingscycli en seksueel
gedrag. Hoewel de bijnieren kleine hoeveelheden van deze hormonen afscheiden, zijn de
geslachtsklieren (teelballen en eierstokken) hun belangrijkste bronnen. De geslachtsklieren
produceren en scheiden drie hoofdtypen steroïde geslachtshormonen af: androgenen,
oestrogenen en progesteron. Ze komen alle zowel bij mannen als bij vrouwen voor:
De teelballen synthetiseren voornamelijk androgenen, de belangrijkste is
testosteron. Bij mensen functioneert testosteron eerst in mannelijke (XY) embryo's,
waardoor de ontwikkeling van mannelijke voortplantingsstructuren wordt bevorderd.
In vrouwelijke (XX) embryo's maakt de afwezigheid van testosteron de ontwikkeling
van vrouwelijke voortplantingsstructuren mogelijk. Androgenen spelen weer een
grote rol in de puberteit, wanneer ze verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van
mannelijke secundaire geslachtskenmerken. Hoge concentraties androgenen leiden
tot verlenging en verdikking van de stembanden die de stem verlagen, mannelijke
haargroeipatronen en toename van spier- en botmassa. Door de spieropbouwende
of anabole werking van testosteron en aanverwante steroïden nemen sommige
atleten ze als supplement, ondanks het verbod. Het gebruik van anabole steroïden,
hoewel het de spiermassa vergroot, kan ernstige acne-uitbraken en leverschade
veroorzaken, evenals een afname van de zaadcellen en de grootte van de testikels.
Oestrogenen, waarvan oestradiol de belangrijkste is, zijn verantwoordelijk voor de
instandhouding van het vrouwelijk voortplantingssysteem en voor de ontwikkeling
van vrouwelijke secundaire geslachtskenmerken.
Progesteron is daarentegen betrokken bij het voorbereiden en onderhouden van
weefsels van de baarmoeder van zoogdieren die nodig zijn om de groei en
ontwikkeling van een embryo te ondersteunen.
Gonadale androgenen, oestrogenen en progesteron zijn componenten van
hormooncascaderoutes. De synthese van deze hormonen wordt voornamelijk gecontroleerd
door twee gonadotropines uit de adenohypofyse, het follikelstimulerend hormoon en het
luteïniserend hormoon. De secretie van gonadotropine wordt op zijn beurt gecontroleerd
door GnRH (gonadotropine-releasing hormoon) uit de hypothalamus.
6
,De werking en regulatie van de schildklierhormonen kunnen uitleggen.
Schildklierhormonen niveau komt onder het normale niveau. Sensorische neuronen
reageren door zenuwimpulsen te sturen naar neurosecretoire cellen in de hypothalamus.
Neurosecretoire cellen scheiden thyrotropine-releasing hormoon (TRH) af in het bloed, die
het naar de adenohypofyse brengt. TRH zorgt in de adenohypofyse voor de secretie van
schildklierstimulerend hormoon (TSH) in het circulaire systeem. TSH stimuleert endocriene
cellen in de schildklier voor de secretie van schildklierhormonen (T3 en T4). De
schildklierhormonen niveau stijgt in het bloed en lichaamsweefsel. Schildklierhormonen
reageert in doelcellen in het hele lichaam om: bio-energetica te reguleren; handhaven van
een normale bloeddruk, hartslag en spierspanning; en reguleren van vertering en
voortplanting functies.
Schildklierhormonen zijn de enige jodiumbevattende moleculen dat in het lichaam
wordtgesynthetiseerd. Trijoodthyronine (T3) bevat drie jodiumatomen en
tetrajoodthyronine of thyroxine (T4) bevat 4 jodiumatomen. In mensen hun dieet ontbreekt
soms voldoende jodium om voldoende hoeveelheden schildklierhormonen te synthetiseren.
Met een lage bloedspiegel van schildklierhormonen krijgt de hypofyse geen negatieve
terugkoppeling en blijft hij TSH afscheiden. Een verhoogd TSH-niveau zorgt ervoor dat
schildklier groter wordt wat resulteert in een struma, zwelling van de nek.
Blz 963 figuur 41.16
Het verschil tussen trope en non-trope hormonen kunnen toelichten aan de hand van
voorbeelden.
Trope hormonen: hormonen die de activiteit van andere hormoonklieren reguleren:
FSH en LH: hypothalamus geeft signalen aan de adenohypofyse om de hormonen FSH
en LH af te geven, die vervolgens de hormoonsecretie door de geslachtsklieren
reguleren.
TSH: hypothalamus geeft TRH af aan de adenohypofyse om het hormoon TSH af te
geven die werkt endocriene cellen in de schildklier. Waarbij de schildklier T3 en T4
afgeeft.
ACTH: stimuleert de endocriene cellen in de bijnierschors om een familie van
steroïden genaamd corticosteroïden te synthetiseren en uit te scheiden. De twee
belangrijkste bij mensen zijn glucocorticoïden en mineralocorticoïden
Non-trope hormonen: hormonen die niet de activiteit van andere hormoonklieren reguleren
Prolactine: stimuleert de melkproductie bij zoogdieren, reguleert het vetmetabolisme
en de voortplanting bij vogels, vertraagt de metamorfose bij amfibieën en reguleert
de zout- en waterbalans bij zoetwatervissen.
MSH: Bij amfibieën, vissen en reptielen reguleert MSH de huidskleur door de
pigmentverdeling in huidcellen, melanocyten genaamd, te regelen. Bij zoogdieren
functioneert MSH naast de huidskleur ook bij honger en metabolisme.
Blz 961 figuur 41.15
7
,Weten wat de structurele en functionele samenhang is tussen het bijniermerg en het
sympathische zenuwstelsel en welke verschillende functies zij samen tijdens stress
vervullen.
De fight or flight reactie wordt veroorzaakt door twee hormonen van het bijniermerg,
epinefrine (adrenaline) en norepinefrine (noradrenaline). Beide zijn catecholamines, een
klasse van aminehormonen die worden gesynthetiseerd uit het aminozuur tyrosine, en
functioneren ook als neurotransmitters. Als hormonen verhogen epinefrine en norepinefrine
de hoeveelheid chemische energie die beschikbaar is voor onmiddellijk gebruik. Beide
catecholamines versnellen de afbraak van glycogeen in de lever en de skeletspieren en
bevorderen de afgifte van glucose door levercellen en van vetzuren uit vetcellen. De
vrijgekomen glucose en vetzuren circuleren in het bloed en kunnen door lichaamscellen als
brandstof worden gebruikt. Catecholamines oefenen ook diepgaande effecten uit op de
cardiovasculaire en respiratoire systemen. Ze verhogen bijvoorbeeld de hartslag en het
slagvolume en verwijden de bronchiolen in de longen, acties die de zuurstoftoevoer naar
lichaamscellen verhogen. Catecholamines veranderen ook de bloedstroom, waardoor
sommige bloedvaten vernauwen en andere verwijden. Het algehele effect is om bloed weg
te leiden van de huid, spijsverteringsorganen en nieren, terwijl de bloedtoevoer naar het
hart, de hersenen en de skeletspieren wordt vergroot.
Epinefrine kan een reactie op stress coördineren die zeer uiteenlopende effecten in
individuele weefsels met zich meebrengt.
In levercellen bindt epinefrine zich aan een β-type receptor in het plasmamembraan.
Deze receptor activeert het enzym proteïnekinase A, dat op zijn beurt de enzymen
van het glycogeenmetabolisme reguleert, waardoor er glucose vrijkomt in het bloed
In de gladde spiercellen die de bloedvaten bekleden die de skeletspieren voeden,
inactiveert dezelfde kinase die wordt geactiveerd door dezelfde epinefrinereceptor
een spier specifiek enzym. Het resultaat is ontspanning van de gladde spieren, wat
leidt tot vasodilatatie en dus een verhoogde bloedtoevoer naar de skeletspieren.
In de gladde spiercellen die de bloedvaten van de darmen bekleden, bindt epinefrine
zich aan een α-type receptor. Deze receptor triggert een signaalroute waarbij andere
enzymen dan proteïnekinase A betrokken zijn en die eerder samentrekking van
gladde spieren dan ontspanning veroorzaakt. De resulterende vasoconstrictie
vermindert de bloedtoevoer naar de darmen, waardoor de omleiding van bloed naar
actieve skeletspieren wordt vergemakkelijkt.
Blz 967 figuur 41.20
8
,Inzicht hebben in de (vermoedelijke) taakverdeling tussen bijniermerg en bijnierschors
tijdens stress.
Net als het bijniermerg medieert de bijnierschors een endocriene reactie op stress. De twee
delen van de bijnier verschillen echter in zowel de soorten stress die een reactie uitlokken
als de doelen van de hormonen die vrijkomen. De bijnierschors wordt actief onder
stressvolle omstandigheden, waaronder een lage bloedsuikerspiegel, een verlaagd
bloedvolume en -druk en shock. Dergelijke prikkels zorgen ervoor dat de hypothalamus een
releasing hormoon afscheidt dat de adenohypofyse stimuleert om adrenocorticotroop
hormoon (ACTH), een trope hormoon, af te geven. Wanneer ACTH via de bloedbaan de
bijnierschors bereikt, stimuleert het de endocriene cellen om een familie van steroïden
genaamd corticosteroïden te synthetiseren en uit te scheiden. De twee belangrijkste soorten
corticosteroïden bij mensen zijn glucocorticoïden en mineralocorticoïden.
Glucocorticoïden, zoals cortisol, maken meer glucose beschikbaar als brandstof door
glucosesynthese uit niet-koolhydraatbronnen, zoals eiwitten, te bevorderen.
Glucocorticoïden werken ook op de skeletspieren, waardoor spiereiwitten worden
afgebroken tot aminozuren. Deze worden naar de lever en de nieren
getransporteerd, omgezet in glucose en afgegeven aan het bloed. De synthese van
glucose bij de afbraak van spiereiwitten zorgt voor circulerende brandstof wanneer
het lichaam meer glucose nodig heeft dan de lever uit zijn glycogeenvoorraden kan
mobiliseren. Als glucocorticoïden in het lichaam worden ingebracht op een hoger
niveau dan normaal aanwezig, onderdrukken ze bepaalde componenten van het
immuunsysteem van het lichaam. Om deze reden worden glucocorticoïden soms
gebruikt om ontstekingsziekten zoals artritis te behandelen. Langdurig gebruik kan
echter ernstige bijwerkingen hebben op de stofwisseling. Niet-steroïde anti-
inflammatoire geneesmiddelen (NSAID's), zoals aspirine en ibuprofen, hebben
daarom over het algemeen de voorkeur voor de behandeling van chronische
ontstekingsaandoeningen.
Mineralocorticoïden werken voornamelijk bij het handhaven van de zout- en
waterbalans. Het mineralocorticoïde aldosteron functioneert bijvoorbeeld in de
ionen- en waterhomeostase van het bloed. Net als glucocorticoïden bemiddelen
mineralocorticoïden niet alleen stressreacties, maar nemen ze ook deel aan de
homeostatische regulatie van het metabolisme.
Een vergelijking kunnen maken tussen de regulatie van de hormoonproductie van het
bijniermerg en die van de bijnierschors.
De ziekte diabetes mellitus en de mogelijke oorzaken kunnen beschrijven.
Bij suikerziekte (diabetes mellitus) is de regelkring voor de bloedsuikerspiegel verstoord.
Afwezigheid van of ongevoeligheid voor insuline maakt dat glucose niet als glycogeen wordt
opgeslagen, waardoor te veel glucose in het bloed aanwezig blijft. Deze grotere hoeveelheid
glucose wordt vervolgens door de nieren uitgescheiden. Een verhoogde concentratie glucose
in het ultrafiltraat en de verzamelkanalen zorgt vervolgens voor veel waterexcretie.
Daarnaast wordt de verhoogde glucoseconcentratie in het bloed in de hypothalamus
geregistreerd. Dit leidt tot dorst, waardoor extra water wordt gedronken.
9
, 10
