Endocrien systeem - voortplantingsstelsel
ZSO 1: inleiding tot het endocrien stelsel en de
hypothalamus-hypofyse as
Achtergrond
Hormonen deel van complexe regelsystemen →homeostase van het organisme handhaven
Hormonale vrijstelling = adequaat: gekoppeld aan de detectie van een homeostatische storing
en leidt tot het herstel van de homeostase
Negatief feedback systeem: hormonen produceren een biologisch effect dat rechtstreeks of
onrechtstreeks de verdere hormoonsecretie inhibeert
- Verzekerd door een antagonistisch controlesysteem
Positief feedback systeem: effect van de hormonale secretie draagt bij tot een progressief
toenemende vrijstelling van het hormoon
Hormonale secretie → aangepast aan de wisselende behoefte van het organisme
- Modulatie door het zenuwstelsel
Secretiepatroon niet constant in de tijd (door het centraal zenuwstelsel):
- Pulsatieel patroon
- Circadiaans ritme (24 uren cyclus)
Hypothalamus-hypofyse as: functioneel en structureel zijn de hypothalamus en hypofyse een
eenheid
- Voornaamste component van het endocrien systeem
- Schakel tussen het zenuwstelsel en endocrien stelsel
- Hypothalamus: intigreert signalen vanuit verschillende hersencentra
- Activiteit hypofyse beïnvloed door emoties, … + samenhangt met basale functies
Hormoon: een stof die door een klier aan het bloed wordt afgegeven en ergens in het lichaam de
werking van een orgaan beïnvloedt
- Aangestuurde mechanisme: metabolisme, groei, seksuele differentiatie, vootplanting,
spijsvertering, immuunsysteem
- Gereguleerd door: voeding, metabolieten, ritme, leeftijd, stress, seizoenen,
ontstekingen
Algemene functie van hormonen
- Homeostase
- Ontwikkeling en groei
- Voortplanting
Waar worden ze
geproduceerd?
Hyptohalamus, hypofyse en
endocriene organen
Endocriene organen: schildklier,
bijschildklier, testes, eierstokken, bijnier en pancreas
1
,Andere hormoon producerende weefsels: centraal zenuwstelsel, gastrointestinale buis,
vetweefsel, lever, hart en nier
Hypofyse beïnvloed: melkklieren, bijnieren, schildklier, bot, eierstokken, testes, nieren, uterus
Gesecreteerd door:
- Endocriene cellen: gespecialiseerde cellen die grote hoeveelheden hormonen kunnen
produceren
o Zetten zijn hormonen vrij in het bloed
- Neurosecretoire cellen: zenuwsignalen zorgen voor de vrijzetting van hormonen
o Uitlopers van zenuwcellen geven hormonen af of zetten specifieke weefsels aan
tot het aanmaken van hormonen
Hoe communiceren hormonen?
- Direct contact: de signaalcel ligt naast de targetcel en zijn receptor zit er ook aan vast
- Paracrien: hormoon wordt doorgegeven aan zijn targetcellen die rond de signaalcel
liggen → groeifactoren, geslachtsorganen
- Neurocrien: door neurosecretoire cellen worden neurotransmitters aan de targetcel
gegeven → hypothalamus
- Endocrien: de hormonen verplaatsen zich door het bloed naar de targetcel → dopamine,
hypofyse, schildklier
- Autocrien: de signaalcel is de targetcel → FSH
Paracriene factoren: factoren gesecreteerd in de extracellulaire vloeistof door
gespecialiseerde weefsels die omliggende cellen kunnen aanzetten tot een biologische respons
- Interleukines, groeifactor uit bloedplaatjes, …
- Neuropeptiden: overbruggen de 2 communicatiesystemen van het lichaam (endocrien
en zenuwstelsel)
Welke typen hormonen kennen we?
De chemische structuur van hormonen bepaald de:
- Synthese, opslag en vrijzetting
- Transport in het bloed
- Biologische halfwaardetijd en klaring
- Werkingsmechanisme
Aminozuurderivaten: afgeleid van het aminozuur tyrosine
- Secretie gestimuleerd door stimulatie van het sympatische zenuwstelsel
- Indirect feedback systeem → voelt het effect van het hormoon en niet de concentratie
- Tyroïd hormonen (geproduceerd door de schildklier)
o Vorming: ionidatie van thyronines
o Regulatie van het metabolische tempo – genomische regulatie
o Nietgenomische receptor – receptoren die de activiteit van cytosolische
proteïnen reguleren
o T3 en T4
o Hydrofoob: vetoplosbaar dus kan door celmembranen diffunderen
▪ Opgeslagen gebonden aan thyroglobuline, opslag in folliculair lumen en
vrijgave wanneer nodig
▪ Signaleren via intracellulaire receptor → beïnvloeden transcriptie en
translatie (trager effect door aanmaak proteïnen)
- Catecholamines (geproduceerd door de bijnier in de medulla)
2
, o Vorming: afgeleid van tyrosine
o Adrenaline en noradrenaline
o Hydrofiel: wateroplosbaar dus kan niet door celmembranen diffunderen
▪ Opgeslagen in vesikels
▪ Signaleren via membraanreceptoren → activeren enzymes in de cel
- β1 – receptor (nier en hart) → GS dus stimulatie door adenylyl cyclase die geactiveerd
wordt
- β2 – receptor (gladde spieren, lever, skeletspieren en hart) → GS dus stimulatie
- β3 – receptor (vetweefsel en gastro-intestinaal stelsel) → Gs dus verhoogde lipolyse en
thermogenese in adipocyten en verlaagde motiliteit van het gastro-intestinaal stelsel
- α1 – receptor → Gq dus verhoging van de bloeddruk door Ca2+ kanalen die openen
- α2 – receptor → Gi dus inhibitie doos adenylyl cyclase dat niet geactiveerd wordt + GIRK
geactiveerd dus K stroomt buiten dus hyperpolarisatie
Steroïden: afgeleid van cholesterol
- Geproduceerd in de cortex van de bijnier (cortisol, aldosterole en androgenen) of in de
gonaden (geslachtshormonen)
- Gereguleerd door de hormonen van de hypofyse
- Hydrofoob: vetoplosbaar
o Getransporteerd in gebonden vorm, gesecreerd en synthese gelinkt aan tijd
o Signaleren via een intracellulaire receptor → beïnvloeden transcriptie en
translatie (trager effect door aanmaak van proteïnen)
Peptide hormonen: kleiner dan 200 aminozuren
- Geproduceerd als prehormoon en later omgezet in effectieve hormoon
- Gereguleerde route van hormoon synthese: externe stimuli triggeren de cel om
hormonen die zijn opgeslagen vrij te laten
o Het mature hormoon wordt bewaart in versikels voor het wordt vrijgezet
- Constitutieve route van hormoon synthese: secretie gebeurt meer direct van het
endoplasmatisch reticulum
- Hydrofiel: wateroplosbaar
o Signaleren via membraan receptoren → activeren enzymes in de cel
o Opgeslagen in secretoire vesikels
- Gereguleerd op niveau van secretie
- Insuline, glucagon, oxytocine, groeihormonen, ADH
Transporteiwitten: eiwitten die binden aan vetoplosbare hormonen zodat ze door de
bloedvaten naar de juiste cellen getransporteerd worden
- Passen de oplosbaarheid van hydrofobe hormonen aan
- Vergroot het halfleven van de hormonen (vrij hormoon = fysiologisch actief)
o Peptiden en catecholamines: sec → uren
o Steroïd- en schildklierhormonen: uren → dagen
- Circulerende reserve in het bloed vergroten
o Bufferwerking
- Eiwitgebonden fractie wordt beïnvloed door endocriene status en ziektebeelden
Welke processen beïnvloeden ze?
Regulatie van complexe fysiologische processen → complementaire actie van verschillende
hormonen
Soms hebben hormonen een antagonistische actie → balans tussen de twee nodig
3
, Vetoplosbare hormonen: binden aan de receptor en veranderen zijn conformatie zodat deze
actief is en een gen kan activeren
- Invloed op de transcriptie en translatie van genen
- De specifieke respons op een hormoon is afhankelijk van de receptoren daar aanwezig
- Concentratie van de receptoren reguleren:
o Zakt onmiddellijk na bloodstelling aan het hormoon (receptoren dan actief hun
werking aan het doen)
o Verminderen de synthese van hun eigen receptor
o Staat van differentiatie van het weefsel
o Aanwezigheid van andere hormonen
Wateroplosbare hormonen: verschillende signaalconductiewegen
- G proteïne gekoppelde adenylyl cyclase (PTH)
1) Activatie van een G proteïne
2) Activatie of inhibitie van een membraan gebonden adenylyl cyclase
3) Vorming van cAMP van ATP door adenylyl cyclase
4) Binden van cAMP aan PKA an splitsen van PKA in zijn 2 regulatorende subunits
5) Fosforylatie van serine of threonine resten
6) Modificatie van celfunctie
- G proteïne gekoppeld aan fosfolipase C (AVP)
1) Activatie van Gαq – activatie van PLC
2) PIP2 gesplitst in IP3 en DAG
3) IP3 bindt aan een receptor op het endoplasmatisch reticulum → Ca2+
concentratie stijgt → Ca2+ afhankelijke kinase PKC geactiveerd
4) DAG activeert PKC → fosforylatie van verschillende moleculen
- G proteïne gekoppeld aan fosfolipase A2 (TRH)
1) Activatie van GαQ of 11
2) Stimulatie van PLA2 om lysofosfolipide en arachnoïde zuur te vormen
3) Omzetten van het arachnoïde zuur in verschillende biologische producten
- Guanylyl cyclase (atriale natriuretische peptide): GTP → cGMP → activeert
verschillende cGMP afhankelijke kinasen, fosfatase of ionen kanalen
- Receptor tyrosine kinase (insuline): bevat tyrosine kinase activiteit
- Tyrosine kinase-geassocieerde receptoren (GH): activeert cytoplasmatische tyrosine
kinase → cascade van fosforylatiereacties
Desensitisatie: resistentie tegen hormonen
- Vermindering/verlies van activiteit van receptor (verminderde gevoeligheid) → daling in
potency
o Verminderde affiniteit van het hormoon aan de receptor door fosforylatie van de
receptor
o Postreceptor modulatie van downstream componenten
o Antagonistische signaaltransductiemechanismen
Verhoogde hormoonconcentratie nodig voor hetzelfde effect
- Verlies van receptoren op het oppervlak (down-regulatie van receptoren) → verminderde
maximale respons (efficacy)
o Internalisatie van H-R complex
o Verminderde receptor recyclage
o Verminderde receptor synthese
o Ubiquitinatie en proteasomale degradatie
4
ZSO 1: inleiding tot het endocrien stelsel en de
hypothalamus-hypofyse as
Achtergrond
Hormonen deel van complexe regelsystemen →homeostase van het organisme handhaven
Hormonale vrijstelling = adequaat: gekoppeld aan de detectie van een homeostatische storing
en leidt tot het herstel van de homeostase
Negatief feedback systeem: hormonen produceren een biologisch effect dat rechtstreeks of
onrechtstreeks de verdere hormoonsecretie inhibeert
- Verzekerd door een antagonistisch controlesysteem
Positief feedback systeem: effect van de hormonale secretie draagt bij tot een progressief
toenemende vrijstelling van het hormoon
Hormonale secretie → aangepast aan de wisselende behoefte van het organisme
- Modulatie door het zenuwstelsel
Secretiepatroon niet constant in de tijd (door het centraal zenuwstelsel):
- Pulsatieel patroon
- Circadiaans ritme (24 uren cyclus)
Hypothalamus-hypofyse as: functioneel en structureel zijn de hypothalamus en hypofyse een
eenheid
- Voornaamste component van het endocrien systeem
- Schakel tussen het zenuwstelsel en endocrien stelsel
- Hypothalamus: intigreert signalen vanuit verschillende hersencentra
- Activiteit hypofyse beïnvloed door emoties, … + samenhangt met basale functies
Hormoon: een stof die door een klier aan het bloed wordt afgegeven en ergens in het lichaam de
werking van een orgaan beïnvloedt
- Aangestuurde mechanisme: metabolisme, groei, seksuele differentiatie, vootplanting,
spijsvertering, immuunsysteem
- Gereguleerd door: voeding, metabolieten, ritme, leeftijd, stress, seizoenen,
ontstekingen
Algemene functie van hormonen
- Homeostase
- Ontwikkeling en groei
- Voortplanting
Waar worden ze
geproduceerd?
Hyptohalamus, hypofyse en
endocriene organen
Endocriene organen: schildklier,
bijschildklier, testes, eierstokken, bijnier en pancreas
1
,Andere hormoon producerende weefsels: centraal zenuwstelsel, gastrointestinale buis,
vetweefsel, lever, hart en nier
Hypofyse beïnvloed: melkklieren, bijnieren, schildklier, bot, eierstokken, testes, nieren, uterus
Gesecreteerd door:
- Endocriene cellen: gespecialiseerde cellen die grote hoeveelheden hormonen kunnen
produceren
o Zetten zijn hormonen vrij in het bloed
- Neurosecretoire cellen: zenuwsignalen zorgen voor de vrijzetting van hormonen
o Uitlopers van zenuwcellen geven hormonen af of zetten specifieke weefsels aan
tot het aanmaken van hormonen
Hoe communiceren hormonen?
- Direct contact: de signaalcel ligt naast de targetcel en zijn receptor zit er ook aan vast
- Paracrien: hormoon wordt doorgegeven aan zijn targetcellen die rond de signaalcel
liggen → groeifactoren, geslachtsorganen
- Neurocrien: door neurosecretoire cellen worden neurotransmitters aan de targetcel
gegeven → hypothalamus
- Endocrien: de hormonen verplaatsen zich door het bloed naar de targetcel → dopamine,
hypofyse, schildklier
- Autocrien: de signaalcel is de targetcel → FSH
Paracriene factoren: factoren gesecreteerd in de extracellulaire vloeistof door
gespecialiseerde weefsels die omliggende cellen kunnen aanzetten tot een biologische respons
- Interleukines, groeifactor uit bloedplaatjes, …
- Neuropeptiden: overbruggen de 2 communicatiesystemen van het lichaam (endocrien
en zenuwstelsel)
Welke typen hormonen kennen we?
De chemische structuur van hormonen bepaald de:
- Synthese, opslag en vrijzetting
- Transport in het bloed
- Biologische halfwaardetijd en klaring
- Werkingsmechanisme
Aminozuurderivaten: afgeleid van het aminozuur tyrosine
- Secretie gestimuleerd door stimulatie van het sympatische zenuwstelsel
- Indirect feedback systeem → voelt het effect van het hormoon en niet de concentratie
- Tyroïd hormonen (geproduceerd door de schildklier)
o Vorming: ionidatie van thyronines
o Regulatie van het metabolische tempo – genomische regulatie
o Nietgenomische receptor – receptoren die de activiteit van cytosolische
proteïnen reguleren
o T3 en T4
o Hydrofoob: vetoplosbaar dus kan door celmembranen diffunderen
▪ Opgeslagen gebonden aan thyroglobuline, opslag in folliculair lumen en
vrijgave wanneer nodig
▪ Signaleren via intracellulaire receptor → beïnvloeden transcriptie en
translatie (trager effect door aanmaak proteïnen)
- Catecholamines (geproduceerd door de bijnier in de medulla)
2
, o Vorming: afgeleid van tyrosine
o Adrenaline en noradrenaline
o Hydrofiel: wateroplosbaar dus kan niet door celmembranen diffunderen
▪ Opgeslagen in vesikels
▪ Signaleren via membraanreceptoren → activeren enzymes in de cel
- β1 – receptor (nier en hart) → GS dus stimulatie door adenylyl cyclase die geactiveerd
wordt
- β2 – receptor (gladde spieren, lever, skeletspieren en hart) → GS dus stimulatie
- β3 – receptor (vetweefsel en gastro-intestinaal stelsel) → Gs dus verhoogde lipolyse en
thermogenese in adipocyten en verlaagde motiliteit van het gastro-intestinaal stelsel
- α1 – receptor → Gq dus verhoging van de bloeddruk door Ca2+ kanalen die openen
- α2 – receptor → Gi dus inhibitie doos adenylyl cyclase dat niet geactiveerd wordt + GIRK
geactiveerd dus K stroomt buiten dus hyperpolarisatie
Steroïden: afgeleid van cholesterol
- Geproduceerd in de cortex van de bijnier (cortisol, aldosterole en androgenen) of in de
gonaden (geslachtshormonen)
- Gereguleerd door de hormonen van de hypofyse
- Hydrofoob: vetoplosbaar
o Getransporteerd in gebonden vorm, gesecreerd en synthese gelinkt aan tijd
o Signaleren via een intracellulaire receptor → beïnvloeden transcriptie en
translatie (trager effect door aanmaak van proteïnen)
Peptide hormonen: kleiner dan 200 aminozuren
- Geproduceerd als prehormoon en later omgezet in effectieve hormoon
- Gereguleerde route van hormoon synthese: externe stimuli triggeren de cel om
hormonen die zijn opgeslagen vrij te laten
o Het mature hormoon wordt bewaart in versikels voor het wordt vrijgezet
- Constitutieve route van hormoon synthese: secretie gebeurt meer direct van het
endoplasmatisch reticulum
- Hydrofiel: wateroplosbaar
o Signaleren via membraan receptoren → activeren enzymes in de cel
o Opgeslagen in secretoire vesikels
- Gereguleerd op niveau van secretie
- Insuline, glucagon, oxytocine, groeihormonen, ADH
Transporteiwitten: eiwitten die binden aan vetoplosbare hormonen zodat ze door de
bloedvaten naar de juiste cellen getransporteerd worden
- Passen de oplosbaarheid van hydrofobe hormonen aan
- Vergroot het halfleven van de hormonen (vrij hormoon = fysiologisch actief)
o Peptiden en catecholamines: sec → uren
o Steroïd- en schildklierhormonen: uren → dagen
- Circulerende reserve in het bloed vergroten
o Bufferwerking
- Eiwitgebonden fractie wordt beïnvloed door endocriene status en ziektebeelden
Welke processen beïnvloeden ze?
Regulatie van complexe fysiologische processen → complementaire actie van verschillende
hormonen
Soms hebben hormonen een antagonistische actie → balans tussen de twee nodig
3
, Vetoplosbare hormonen: binden aan de receptor en veranderen zijn conformatie zodat deze
actief is en een gen kan activeren
- Invloed op de transcriptie en translatie van genen
- De specifieke respons op een hormoon is afhankelijk van de receptoren daar aanwezig
- Concentratie van de receptoren reguleren:
o Zakt onmiddellijk na bloodstelling aan het hormoon (receptoren dan actief hun
werking aan het doen)
o Verminderen de synthese van hun eigen receptor
o Staat van differentiatie van het weefsel
o Aanwezigheid van andere hormonen
Wateroplosbare hormonen: verschillende signaalconductiewegen
- G proteïne gekoppelde adenylyl cyclase (PTH)
1) Activatie van een G proteïne
2) Activatie of inhibitie van een membraan gebonden adenylyl cyclase
3) Vorming van cAMP van ATP door adenylyl cyclase
4) Binden van cAMP aan PKA an splitsen van PKA in zijn 2 regulatorende subunits
5) Fosforylatie van serine of threonine resten
6) Modificatie van celfunctie
- G proteïne gekoppeld aan fosfolipase C (AVP)
1) Activatie van Gαq – activatie van PLC
2) PIP2 gesplitst in IP3 en DAG
3) IP3 bindt aan een receptor op het endoplasmatisch reticulum → Ca2+
concentratie stijgt → Ca2+ afhankelijke kinase PKC geactiveerd
4) DAG activeert PKC → fosforylatie van verschillende moleculen
- G proteïne gekoppeld aan fosfolipase A2 (TRH)
1) Activatie van GαQ of 11
2) Stimulatie van PLA2 om lysofosfolipide en arachnoïde zuur te vormen
3) Omzetten van het arachnoïde zuur in verschillende biologische producten
- Guanylyl cyclase (atriale natriuretische peptide): GTP → cGMP → activeert
verschillende cGMP afhankelijke kinasen, fosfatase of ionen kanalen
- Receptor tyrosine kinase (insuline): bevat tyrosine kinase activiteit
- Tyrosine kinase-geassocieerde receptoren (GH): activeert cytoplasmatische tyrosine
kinase → cascade van fosforylatiereacties
Desensitisatie: resistentie tegen hormonen
- Vermindering/verlies van activiteit van receptor (verminderde gevoeligheid) → daling in
potency
o Verminderde affiniteit van het hormoon aan de receptor door fosforylatie van de
receptor
o Postreceptor modulatie van downstream componenten
o Antagonistische signaaltransductiemechanismen
Verhoogde hormoonconcentratie nodig voor hetzelfde effect
- Verlies van receptoren op het oppervlak (down-regulatie van receptoren) → verminderde
maximale respons (efficacy)
o Internalisatie van H-R complex
o Verminderde receptor recyclage
o Verminderde receptor synthese
o Ubiquitinatie en proteasomale degradatie
4
