Samenvatting Medische Fysiologie II
Bsc Medische Natuurwetenschappen, Vrije Universiteit Amsterdam
Hoofdstuk 11: Hormonale controle
Deel A: Algemene karakteristi eken van hormonen en controle systemen
11.1 Hormonen en endocriene klieren
Endocriene klieren hebben geen kanalen en secreten hormonen naar de
interstitiële ruimte waarna het naar het bloed gaat. Exocriene klieren secreten hun
producten in een kanaal, waarna de stoffen het lichaam verlaten of naar de lumen van
een orgaan gaan. Een bepaalde klier kan meerdere hormonen uitscheiden, dit gebeurt
dan wel door verschillen hormoon uitscheidende cellen. In sommige gevallen is de
functie van een bepaald hormoon op een bepaalde plek als neurotransmitter of als
paracriene- of autocriene stof. Paracriene signalering is wanneer een cel een stof
uitscheidt om het gedrag van nabij liggende cellen te veranderen. Autocriene signalering
is wanneer een cel een stof uitscheidt om het gedrag van die cel zelf te veranderen.
1
,Tabel 1: overzicht van de belangrijkste endocriene klieren en de hormonen die ze uitscheiden
11.2 Hormoon structuren en synthese
Hormonen vallen in drie grote structuur groepen: (1) amines, (2) peptiden en
eiwitten en (3) steroïde hormonen.
Amine hormonen
Amine hormonen zijn afgeleid van het aminozuur tyrosine. De schildklier
hormonen en de catecholamides epinefrine, norepinefrine (geproduceerd door het
bijniermerg) en dopamine (geproduceerd door de hypothalamus).
2
, Er zijn twee bijnieren, één boven elke nier. Elke bijnier bestaat uit het
bijniermerg, die amine hormonen uitscheidt, en het bijnierschors, die steroïde
hormonen uitscheidt. Het bijniermerg scheidt voornamelijk epinefrine (4x) en
norepinefrine (1x) uit. Er wordt 4x zo veel epinefrine uitgescheden, omdat er in het
bijnierschors veel fenylethanolamine-N-methyltransferase (PNMT) aanwezig is, die de
reactie van norepinefrine naar epinefrine katalyseert.
Dopamine wordt gesynthetiseerd door de hypothalamus, waarna het losgelaten
wordt in een speciaal circulerend systeem. Hierdoor gaat het hormoon naar de hypofyse,
waar het verschillende endocriene cellen inhibeert.
Peptide en eiwit hormonen
De meeste hormonen zijn polypeptides (kort) of eiwitten (lang). Sommige
proteïnen bevatten sachariden en zijn dus glycoproteïnen. Al deze hormonen worden
samen peptide hormonen genoemd.
In veel gevallen worden peptide hormonen eerst gesynthetiseerd op de
ribosomen als grote moleculen genaamd preprohormonen, die daarna gesplitst worden
in prohormonen door proteolytische enzymen op het ruwe endoplasmatische
reticulum. Deze prohormonen worden in blaasjes naar het Golgi apparaat
getransporteerd, waar het gesplitst wordt in
het actieve hormoon en andere
peptideketens. Vervolgens wordt dit de cel
uit gelaten d.m.v. exocytose. De extra
peptideketens hebben in sommige gevallen
ook een hormonale werking, zoals bij Figuur 1: overzicht synthese peptide hormonen
insuline en C-peptide.
Steroïde hormonen
Steroïde hormonen worden voornamelijk geproduceerd in het bijnierschors en
de geslachtsklieren (ook de placenta tijdens de zwangerschap). Daarnaast wordt
vitamine D enzymatisch omgezet in het actieve steroïde hormoon 1,25-
dihydroxyvitamine D in de lever en nieren.
In de bijnieren en de geslachtsklieren wordt het produceren van steroïde
hormonen gestimuleerd door een hypofyse hormoon wat bindt aan hun plasma
membraan receptor. Deze receptoren zijn gelinkt aan Gs-eiwitten, die adenylyl cyclase
en cAMP productie activeren. De activatie van het eiwit kinase A door cAMP zorgt voor
de fosforylering van verschillende intracellulaire eiwitten, wat uiteindelijk de steroïde
hormonen worden na verschillende reacties.
Alle steroïde hormonen zijn afgeleid van cholesterol, wat opgenomen wordt door
de cel of gesynthetiseerd wordt door
intracellulaire enzymen. De gevormde
hormonen kunnen niet opgeslagen
worden in blaasjes in de cel, omdat ze
vrij kunnen diffunderen tussen lipide
dubbellagen. Steroïde hormonen zijn
niet goed oplosbaar in bloed door hun
vetheid, waardoor ze vaak gebonden
zijn aan transporteiwitten.
Figuur 2: overzicht synthese steroïde hormonen uit cholesterol
3
, Hormonen van het bijnierschors
De vijf belangrijkste hormonen die door het bijnierschors worden uitgescheiden
zijn aldosteron, cortisol, corticosteron, dehydro-epiandrosteron (DHEA) en
androsteendion. Aldosteron heeft effect op de zout mineraal balans: het stimuleert het
behoud van natrium en water en de afscheiding van kalium en waterstof ionen. De
productie van aldosteron is onder de controle van het hormoon angiotensine II, wat
bind aan de plasma membraan receptoren van het bijnierschors om de inositol trifosfaat
tweede-boodschapper pathway i.p.v. het cAMP mechanisme.
Cortisol en corticosteron zijn glucocorticoïden, omdat ze belangrijke effecten
hebben op het metabolisme van glucose en andere voedingsstoffen. Cortisol in de
predominante glucocorticoïd. DHEA en androsteendion zijn androgenen.
Het bijnierschors bestaat uit drie verschillende lagen. De cellen van de buitenste
laag, de zona glomerulosa, bevat de enzymen om corticosteron te synthetiseren en om te
zetten in aldosteron. De middelste laag, de zona fasciculata, en de binnenste laag, de
zona reticularis, secreten cortisol en androgenen.
Congenital adrenal hyperplasia (CAH) is een erfelijke ziekte waarbij het enzym
voor de omzetting van cortisol niet aanwezig is. Hierdoor worden de voorlopers van
cortisol allemaal omgezet in androgenen, waardoor er een overmaat aan androgenen
wordt geproduceerd. Deze overmaat zorgt voor virilisatie van de genitaliën van
vrouwelijke foetussen, waardoor deze fenotypisch mannelijk en vrouwelijk is.
11.3 Hormoon transport in het bloed
De meeste peptide en alle catecholamine hormonen kunnen oplossen in water en
worden daardoor makkelijk getransporteerd in het bloed. De steroïde hormonen en
schildklier hormonen lossen echter niet makkelijk op en circuleren het bloed
voornamelijk door gebonden te zijn aan plasma eiwitten. Er zijn wel kleine concentraties
van deze eiwitten die opgelost zijn in het plasma. Alleen de opgeloste hormonen zijn in
staat om uit de capillairen de diffunderen en de doelcellen te bereiken.
Tabel 2: verschillende hormonen categorieën en hun werking
11.4 Hormoon metabolisme en afscheiding
Wanneer een hormoon gesynthetiseerd is en heeft gewerkt op het doel weefsel,
gaat de concentratie van het hormoon in het bloed weer terug naar normaal. Dit is nodig
om te zorgen dat weefsels niet te lang blootgesteld worden aan de effecten van een
hormoon. De concentratie van een hormoon in het bloed hangt af van (1) de snelheid
van secretie door de endocriene klier en (2) de snelheid van verwijdering uit het bloed.
Deze verwijdering vindt plaats door afscheiding of metabolische transformatie.
De lever en de nieren zijn de belangrijkste organen in deze processen. Soms worden
hormonen gemetaboliseerd in de cel waar het hormoon op gewerkt heeft (d.m.v.
4
Bsc Medische Natuurwetenschappen, Vrije Universiteit Amsterdam
Hoofdstuk 11: Hormonale controle
Deel A: Algemene karakteristi eken van hormonen en controle systemen
11.1 Hormonen en endocriene klieren
Endocriene klieren hebben geen kanalen en secreten hormonen naar de
interstitiële ruimte waarna het naar het bloed gaat. Exocriene klieren secreten hun
producten in een kanaal, waarna de stoffen het lichaam verlaten of naar de lumen van
een orgaan gaan. Een bepaalde klier kan meerdere hormonen uitscheiden, dit gebeurt
dan wel door verschillen hormoon uitscheidende cellen. In sommige gevallen is de
functie van een bepaald hormoon op een bepaalde plek als neurotransmitter of als
paracriene- of autocriene stof. Paracriene signalering is wanneer een cel een stof
uitscheidt om het gedrag van nabij liggende cellen te veranderen. Autocriene signalering
is wanneer een cel een stof uitscheidt om het gedrag van die cel zelf te veranderen.
1
,Tabel 1: overzicht van de belangrijkste endocriene klieren en de hormonen die ze uitscheiden
11.2 Hormoon structuren en synthese
Hormonen vallen in drie grote structuur groepen: (1) amines, (2) peptiden en
eiwitten en (3) steroïde hormonen.
Amine hormonen
Amine hormonen zijn afgeleid van het aminozuur tyrosine. De schildklier
hormonen en de catecholamides epinefrine, norepinefrine (geproduceerd door het
bijniermerg) en dopamine (geproduceerd door de hypothalamus).
2
, Er zijn twee bijnieren, één boven elke nier. Elke bijnier bestaat uit het
bijniermerg, die amine hormonen uitscheidt, en het bijnierschors, die steroïde
hormonen uitscheidt. Het bijniermerg scheidt voornamelijk epinefrine (4x) en
norepinefrine (1x) uit. Er wordt 4x zo veel epinefrine uitgescheden, omdat er in het
bijnierschors veel fenylethanolamine-N-methyltransferase (PNMT) aanwezig is, die de
reactie van norepinefrine naar epinefrine katalyseert.
Dopamine wordt gesynthetiseerd door de hypothalamus, waarna het losgelaten
wordt in een speciaal circulerend systeem. Hierdoor gaat het hormoon naar de hypofyse,
waar het verschillende endocriene cellen inhibeert.
Peptide en eiwit hormonen
De meeste hormonen zijn polypeptides (kort) of eiwitten (lang). Sommige
proteïnen bevatten sachariden en zijn dus glycoproteïnen. Al deze hormonen worden
samen peptide hormonen genoemd.
In veel gevallen worden peptide hormonen eerst gesynthetiseerd op de
ribosomen als grote moleculen genaamd preprohormonen, die daarna gesplitst worden
in prohormonen door proteolytische enzymen op het ruwe endoplasmatische
reticulum. Deze prohormonen worden in blaasjes naar het Golgi apparaat
getransporteerd, waar het gesplitst wordt in
het actieve hormoon en andere
peptideketens. Vervolgens wordt dit de cel
uit gelaten d.m.v. exocytose. De extra
peptideketens hebben in sommige gevallen
ook een hormonale werking, zoals bij Figuur 1: overzicht synthese peptide hormonen
insuline en C-peptide.
Steroïde hormonen
Steroïde hormonen worden voornamelijk geproduceerd in het bijnierschors en
de geslachtsklieren (ook de placenta tijdens de zwangerschap). Daarnaast wordt
vitamine D enzymatisch omgezet in het actieve steroïde hormoon 1,25-
dihydroxyvitamine D in de lever en nieren.
In de bijnieren en de geslachtsklieren wordt het produceren van steroïde
hormonen gestimuleerd door een hypofyse hormoon wat bindt aan hun plasma
membraan receptor. Deze receptoren zijn gelinkt aan Gs-eiwitten, die adenylyl cyclase
en cAMP productie activeren. De activatie van het eiwit kinase A door cAMP zorgt voor
de fosforylering van verschillende intracellulaire eiwitten, wat uiteindelijk de steroïde
hormonen worden na verschillende reacties.
Alle steroïde hormonen zijn afgeleid van cholesterol, wat opgenomen wordt door
de cel of gesynthetiseerd wordt door
intracellulaire enzymen. De gevormde
hormonen kunnen niet opgeslagen
worden in blaasjes in de cel, omdat ze
vrij kunnen diffunderen tussen lipide
dubbellagen. Steroïde hormonen zijn
niet goed oplosbaar in bloed door hun
vetheid, waardoor ze vaak gebonden
zijn aan transporteiwitten.
Figuur 2: overzicht synthese steroïde hormonen uit cholesterol
3
, Hormonen van het bijnierschors
De vijf belangrijkste hormonen die door het bijnierschors worden uitgescheiden
zijn aldosteron, cortisol, corticosteron, dehydro-epiandrosteron (DHEA) en
androsteendion. Aldosteron heeft effect op de zout mineraal balans: het stimuleert het
behoud van natrium en water en de afscheiding van kalium en waterstof ionen. De
productie van aldosteron is onder de controle van het hormoon angiotensine II, wat
bind aan de plasma membraan receptoren van het bijnierschors om de inositol trifosfaat
tweede-boodschapper pathway i.p.v. het cAMP mechanisme.
Cortisol en corticosteron zijn glucocorticoïden, omdat ze belangrijke effecten
hebben op het metabolisme van glucose en andere voedingsstoffen. Cortisol in de
predominante glucocorticoïd. DHEA en androsteendion zijn androgenen.
Het bijnierschors bestaat uit drie verschillende lagen. De cellen van de buitenste
laag, de zona glomerulosa, bevat de enzymen om corticosteron te synthetiseren en om te
zetten in aldosteron. De middelste laag, de zona fasciculata, en de binnenste laag, de
zona reticularis, secreten cortisol en androgenen.
Congenital adrenal hyperplasia (CAH) is een erfelijke ziekte waarbij het enzym
voor de omzetting van cortisol niet aanwezig is. Hierdoor worden de voorlopers van
cortisol allemaal omgezet in androgenen, waardoor er een overmaat aan androgenen
wordt geproduceerd. Deze overmaat zorgt voor virilisatie van de genitaliën van
vrouwelijke foetussen, waardoor deze fenotypisch mannelijk en vrouwelijk is.
11.3 Hormoon transport in het bloed
De meeste peptide en alle catecholamine hormonen kunnen oplossen in water en
worden daardoor makkelijk getransporteerd in het bloed. De steroïde hormonen en
schildklier hormonen lossen echter niet makkelijk op en circuleren het bloed
voornamelijk door gebonden te zijn aan plasma eiwitten. Er zijn wel kleine concentraties
van deze eiwitten die opgelost zijn in het plasma. Alleen de opgeloste hormonen zijn in
staat om uit de capillairen de diffunderen en de doelcellen te bereiken.
Tabel 2: verschillende hormonen categorieën en hun werking
11.4 Hormoon metabolisme en afscheiding
Wanneer een hormoon gesynthetiseerd is en heeft gewerkt op het doel weefsel,
gaat de concentratie van het hormoon in het bloed weer terug naar normaal. Dit is nodig
om te zorgen dat weefsels niet te lang blootgesteld worden aan de effecten van een
hormoon. De concentratie van een hormoon in het bloed hangt af van (1) de snelheid
van secretie door de endocriene klier en (2) de snelheid van verwijdering uit het bloed.
Deze verwijdering vindt plaats door afscheiding of metabolische transformatie.
De lever en de nieren zijn de belangrijkste organen in deze processen. Soms worden
hormonen gemetaboliseerd in de cel waar het hormoon op gewerkt heeft (d.m.v.
4
