ZSO 1: Inleiding tot het endocrien stelsel en de
hypothalamus-hypofyse as
Organismen hebben 2 belangrijke communicatiesystemen:
1. Zenuwstelsel: integreert weefselfuncties via een netwerk van cellen en celprocessen
2. Endocriene systeem: integreert de orgaanfunctie via chemicaliën die door endocriene weefsels of
klieren worden uitgescheiden
Chemicaliën = hormonen:
● worden door het bloed naar verre doelweefsels getransporteerd
● worden herkend door specifieke receptoren
Na herkenning: uitvoeren biologische functie via signaaltransductie.
1. Principes van endocriene secretie
1.1. Chemische signalering kan plaatsvinden via endocriene, paracriene of autocriene
routes
Paracriene regulatie: regulatie van nabijgelegen cellen zonder dat de hormonen door de systemische
circulatie gaan.
Endocriene regulatie: een signaal van een secretoire klier wordt over een grote afstand naar een
doelweefsel gedragen.
Autocriene regulatie: hormonen kunnen binden aan receptoren op of in de cel die het hormoon zelf uitscheidt
en zo de functie van de hormoonafscheidende cel zelf beïnvloeden.
1.1.1. Endocriene klieren
7 endocriene klieren:
1. Hypofyse
2. Schildklier + bijschildklieren
3. Teelballen
4. Eierstokken
5. Bijnieren
6. Endocriene pancreas (zowel endo- als exocrien)
7. Daarnaast ook andere weefsels die hormonen produceren:
a. CZS: hypothalamus
b. Maagdarmkanaal
c. Vetweefsel
d. Hart
e. Lever
f. Nieren
1.1.2. Paracriene factoren
Bv: interleukinen of lymfokinen, bloedplaatjes afgeleide groeifactor (PDGF) en fibroblastgroeifactor
Ze binden allemaal aan oppervlaktereceptoren en reguleren zo 1 of meer specifieke intracellulaire
signaalmechanismen.
1.2. Verschillende soorten hormonen
Peptidehormonen: grootste groep
De synthese van catecholamines (van tyrosine) en steroïdhormonen (van cholesterol) vergt een aantal
enzymen. Hierdoor worden ze enkel in specifieke weefsels geproduceerd.
Thyroïd hormoon is zeer complex en wordt enkel in de schilklier gemaakt.
Verschillende klieren maken meerdere hormonen (hypofyse, pancreas, bijnieren).
MAAR: individuele cellen zijn gespecialiseerd in de productie van slechts 1 hormoon.
1 uitzondering: gonadotropine-producerende cellen in hypofyse (FSH en LH)
1.3. Hormonen kunnen zowel vrij als gebonden aan dragereiwitten circuleren
Na uitscheiding zijn er 2 mogelijkheden:
● Vrije circulatie in het bloed tot ze doelweefsel bereiken (kortwerkende hormonen)
● Complexvorming met circulerende eiwitten: schildklierhormonen en groeihormoon (GH)
Functies complexvorming:
● Voorziet het bloed van een reservoir van dat hormoon
, ● Minimaliseert fluctuaties in hormoonconcentratie
● Verlengt de halfwaardetijd van het hormoon (langwerkende hormonen)
De aanwezigheid van plasmabindende eiwitten kan de totale circulerende concentratie van een hormoon
beïnvloeden zonder de concentratie van vrij hormoon in het bloed te beïnvloeden.
1.4. Hormonen kunnen complementaire en antagonische acties hebben
Complementaire werking van hormonen = nodig voor regulatie van fysiologische functies. Bv:
● Adrenaline, cortisol en glucagon: korte termijn reactie op inspanning
● GH, insuline, schilklierhormoon en geslachtshormoon: nodig voor normale groei op lange termijn (tekort
= dwerggroei)
Antagonistische werking van hormonen: totale effect hangt af van de balans tussen tegengestelde invloeden.
Bv. insuline (verlaagt) en glucagon (verhoogd) op bloedsuikerspiegel
1.5. Endocriene regulatie vindt plaats via feedbackcontrole
Bij endocriene systeem: feedbackcontrole van de hormoonsecretie
Hormoonafscheidende cel = sensor die voortdurend de circulerende concentratie van
een gereguleerde variabele bewaakt.
Variabele = metabolische factor of activiteit van een ander hormoon
Hoe reageert endocriene klier?
● Concentratie variabele in bloed verandert
● Snelheid hormoonafscheiding veranderen
● Invloed op metabolisch of secretoir gedrag van het doelweefsel
● Koppelt terug naar de sensorcel of stimuleert een andere cel
● Signaleert naar sensor of de veranderde functie van de klier effectief is geweest
1.6. Endocriene regulatie kan hiërarchische controleniveaus met zich meebrengen
Bij ernstige infectie of uitgebreid bloedverlies:
● Hersenschors stimuleert hypothalamus
● Neuropeptide vrijgeven: corticotropine-releasing hormoon (CRH)
● Via hypofyse-portaalsysteem naar hypofysevoorkwab
● ACTH vrijgezet
● Stimuleert bijnierschorscellen
● Synthese cortisol: reguleert vasculaire tonus en metabolische en groeifuncties in weefsels
→ geregeld door feedback: cortisol remt CRH-productie en de gevoeligheid van de hypofyse voor CRH,
waardoor de ACTH-afgifte wordt verminderd.
Hypofyse: zeer belangrijke rol
● Bestaat uit voor- en achterkwab
● overbrugt en integreert neurale en endocriene mechanismen van homeostase
● zeer vasculair weefsel:
○ achterkwab: artieel bloed
○ voorkwab: veneuze instroom
Hypofyseportaalsysteem = belangrijk bij het transporteren van neuropeptiden van de hypothalamus en de
hypofyse naar de hypofysevoorkwab.
1.7. De hypofysevoorkwab reguleert voortplanting groei, energiemetabolisme en
stressreacties
Hormonen hypofysevoorkwab:
● GH, TSH, ACTH, LH, FSH en PRL
● Onder controle van hypothalamus-afgevende hormonen
Bron hormonen = neuronen met kleine diameter:
● Synthetiseren vrijkomende hormonen
● Lozen hormonen in neurale stengel
● Gaan haarvaten binnen
● Via poortaders van de hypofyse naar de voorkwab
● Afgevende factor stimuleert cellen om peptidehormoon af te geven aan het bloed
,TSH, ACTH, LH en FSH: hormonen vrijgevend = brengen de uitscheiding van specifieke hormonen op gang in
andere endocriene weefsels.
1.8. De hypofyseachterkwab reguleert waterbalans en samentrekking van de baarmoeder
Achterkwab of neurohypofyse:
● Maakt deel uit van de hersenen
● Bevat zenuwuiteinden van neuronen met een grote diameter
Hormonen: arginine vasopressine (AVP) en oxytocine
● Transport langs axonen richting bloed
● Afgifte onder controle van hypothalamus
AVP = neuropeptidehormoon dat inwerkt op het verzamelkanaal van de
nier om de reabsorptie van water te verhogen.
Oxytocine (OT) = neuropeptide dat instaat voor de stimulatie voor het
samentrekken van gladde spieren in de baarmoeder tijdens de bevalling of
in de borstklier tijdens borstvoeding.
2. Peptidehormonen
2.1. Gespecialiseerde endocriene cellen synthetiseren, slaan op en scheiden
peptidehormonen af
Transcriptie peptidehormonen: gereguleerd door cis- en transwerkende elementen.
mRNA wordt in de kern verwerkt en verplaatst zich naar het cytosol. Hier associeert het zich met ribosomen
op RER.
→ bestemd voor uitscheiding
2 soorten uitscheidingsroutes (verantwoordelijk voor synthese, verwerking, opslag en uitscheiding v. peptiden):
1. Constitutieve route: secretie vindt hier directer plaats vanuit het ER of blaasjes van Golgi.
→ reageert minder op secretoire stimuli
2. Gereguleerde route: een externe stimuli zet de cel ertoe aan om hormoon vrij te geven dat is
opgeslagen in een secretoire korrel en om de synthese van extra hormoon te verhogen.
→ Eiwit in ER
→ Verwerking
→ Actief hormoon
→ Naar cis-golgi domein
→ Naar trans-golgi domein
→ Naar membraangebonden secretoir blaasje of korrel waarin het rijpe hormoon voor uitscheiding
→ wordt opgeslagen
In beide routes: fusie van het vesiculair membraan met plasmamembraan (exocytose)
2.2. Peptidehormonen binden aan receptoren en activeren signaaltransductiesystemen
Na uitscheiding: vrij in bloedsomloop
Ze komen receptoren tegen op het oppervlak van doelcellen. Bezetting van deze receptoren activeert veel
verschillende intracellulaire signaaltransductiecascades.
2.2.1. G-eiwitten gekoppeld aan adenylylcyclase
Cascade van gebeurtenissen:
1. Activering heterotrimeer G-eiwit (αs of αi)
2. Activering of remming van een adenylylcyclase
3. Vorming van intracellulair cAMP uit ATP, gekatalyseerd door adenylylcyclase
4. Binding van cAMP aan
5. Scheiding 2 katalytische subeenheden van PKA van de 2 regulerende subeenheden
6. Fosforylering van serine- en threonineresiduen op verschillende enzymen en eiwitten
7. Modificatie van de cellulaire functie door deze fosforylaties
Activering wordt op 2 manieren beëindigd:
● Fosfodiësterasen breken cAMP af
, ● Fosfoproteïnefosfatasen kunnen enzymen en eiwitten defosforyleren die eerder door PKA waren
gefosforyleerd
2.2.2. G-eiwitten gekoppeld aan fosfolipase C
(bv = AVP) Cascade van gebeurtenissen:
1. Activering van Gaq
2. Activering PLC)
3. Splitsing van PIP2 door PLC
4. Vorming IP3 en DAG
IP3-vork van de route:
1. Binding van IP3 aan een receptor op ER
2. Vrijkomen van calcium uit interne opslagplaatsen
3. [Ca2+]i stijgt
4. Activering Ca-afhankelijke kinasen (PKC)
DAG-vork van de route (bv hormoon TSH):
1. Activering van PKC door DAG
2. Fosforylering van een verscheidenheid aan eiwitten
2.2.3. G-eiwitten gekoppeld aan fosfolipase A2
(bv TRH) via volgende cascade:
1. Activering van Gaq of Gα11
2. Stimulatie PLA2
3. Splitsing van membraanfosfolipiden om lysofosfolipiden en arachidonzuur te produceren
4. Omzetting van arachidonzuur in actieve eicosanoïden
2.2.4. Guanylylcyclase
(bv atriaal natriuretisch peptide)
● binden aan receptor die zelf een guanylylcyclase
● cytoplasmatisch GTP omzetten in cGMP
● cGMP-afhankelijke kinasen, fosfatasen of ionkanalen activeren
2.2.5. Receptortyrosinekinasen
Voor insuline en IGF-1 en IGF-2:
● Hormoonreceptor bevat zelf tyrosinekinase-activiteit
● Na bezetting: verhoogde kinase-activiteit
● Autofosforylatie van tyrosines
● Cascade van fosforyleringsreacties geïnitieerd
2.2.6. Met tyrosinekinase geassocieerde receptoren
Bv GH:
● Receptor activeert tyrosinekinase
● Cascade van fosforyleringsreacties.
3. Amine hormonen
3.1. Aminehormonen worden gemaakt uit tyrosine en tryptofaan
4 belangrijke gekend:
● Bijniermerg: adrenaline en noradrenaline (uit tyrosine)
○ Neurotransmitter
○ Opgeslagen in chromaffinekorrels
○ Secretie onder invloed van sympatisch zenuwstelsel
● Dopamine (uit tyrosine)
○ neurotransmitter
● Endrociene cellen in darmslijmvlies: serotonine
○ Werkt lokaal voor regulatie motorische en secretoire functie daren
○ Neurotransmitter CZS
Normale peptidehormonen: circulerende concentratie van het hormoon heeft een negatieve invloed op de
uitscheiding van het hormoon.
Aminehormonen: indirecte feedback. Het controlecentrum neemt geen circulerende niveaus waar, maar ene
fysiologisch eindeffect van dat aminehormoon.
hypothalamus-hypofyse as
Organismen hebben 2 belangrijke communicatiesystemen:
1. Zenuwstelsel: integreert weefselfuncties via een netwerk van cellen en celprocessen
2. Endocriene systeem: integreert de orgaanfunctie via chemicaliën die door endocriene weefsels of
klieren worden uitgescheiden
Chemicaliën = hormonen:
● worden door het bloed naar verre doelweefsels getransporteerd
● worden herkend door specifieke receptoren
Na herkenning: uitvoeren biologische functie via signaaltransductie.
1. Principes van endocriene secretie
1.1. Chemische signalering kan plaatsvinden via endocriene, paracriene of autocriene
routes
Paracriene regulatie: regulatie van nabijgelegen cellen zonder dat de hormonen door de systemische
circulatie gaan.
Endocriene regulatie: een signaal van een secretoire klier wordt over een grote afstand naar een
doelweefsel gedragen.
Autocriene regulatie: hormonen kunnen binden aan receptoren op of in de cel die het hormoon zelf uitscheidt
en zo de functie van de hormoonafscheidende cel zelf beïnvloeden.
1.1.1. Endocriene klieren
7 endocriene klieren:
1. Hypofyse
2. Schildklier + bijschildklieren
3. Teelballen
4. Eierstokken
5. Bijnieren
6. Endocriene pancreas (zowel endo- als exocrien)
7. Daarnaast ook andere weefsels die hormonen produceren:
a. CZS: hypothalamus
b. Maagdarmkanaal
c. Vetweefsel
d. Hart
e. Lever
f. Nieren
1.1.2. Paracriene factoren
Bv: interleukinen of lymfokinen, bloedplaatjes afgeleide groeifactor (PDGF) en fibroblastgroeifactor
Ze binden allemaal aan oppervlaktereceptoren en reguleren zo 1 of meer specifieke intracellulaire
signaalmechanismen.
1.2. Verschillende soorten hormonen
Peptidehormonen: grootste groep
De synthese van catecholamines (van tyrosine) en steroïdhormonen (van cholesterol) vergt een aantal
enzymen. Hierdoor worden ze enkel in specifieke weefsels geproduceerd.
Thyroïd hormoon is zeer complex en wordt enkel in de schilklier gemaakt.
Verschillende klieren maken meerdere hormonen (hypofyse, pancreas, bijnieren).
MAAR: individuele cellen zijn gespecialiseerd in de productie van slechts 1 hormoon.
1 uitzondering: gonadotropine-producerende cellen in hypofyse (FSH en LH)
1.3. Hormonen kunnen zowel vrij als gebonden aan dragereiwitten circuleren
Na uitscheiding zijn er 2 mogelijkheden:
● Vrije circulatie in het bloed tot ze doelweefsel bereiken (kortwerkende hormonen)
● Complexvorming met circulerende eiwitten: schildklierhormonen en groeihormoon (GH)
Functies complexvorming:
● Voorziet het bloed van een reservoir van dat hormoon
, ● Minimaliseert fluctuaties in hormoonconcentratie
● Verlengt de halfwaardetijd van het hormoon (langwerkende hormonen)
De aanwezigheid van plasmabindende eiwitten kan de totale circulerende concentratie van een hormoon
beïnvloeden zonder de concentratie van vrij hormoon in het bloed te beïnvloeden.
1.4. Hormonen kunnen complementaire en antagonische acties hebben
Complementaire werking van hormonen = nodig voor regulatie van fysiologische functies. Bv:
● Adrenaline, cortisol en glucagon: korte termijn reactie op inspanning
● GH, insuline, schilklierhormoon en geslachtshormoon: nodig voor normale groei op lange termijn (tekort
= dwerggroei)
Antagonistische werking van hormonen: totale effect hangt af van de balans tussen tegengestelde invloeden.
Bv. insuline (verlaagt) en glucagon (verhoogd) op bloedsuikerspiegel
1.5. Endocriene regulatie vindt plaats via feedbackcontrole
Bij endocriene systeem: feedbackcontrole van de hormoonsecretie
Hormoonafscheidende cel = sensor die voortdurend de circulerende concentratie van
een gereguleerde variabele bewaakt.
Variabele = metabolische factor of activiteit van een ander hormoon
Hoe reageert endocriene klier?
● Concentratie variabele in bloed verandert
● Snelheid hormoonafscheiding veranderen
● Invloed op metabolisch of secretoir gedrag van het doelweefsel
● Koppelt terug naar de sensorcel of stimuleert een andere cel
● Signaleert naar sensor of de veranderde functie van de klier effectief is geweest
1.6. Endocriene regulatie kan hiërarchische controleniveaus met zich meebrengen
Bij ernstige infectie of uitgebreid bloedverlies:
● Hersenschors stimuleert hypothalamus
● Neuropeptide vrijgeven: corticotropine-releasing hormoon (CRH)
● Via hypofyse-portaalsysteem naar hypofysevoorkwab
● ACTH vrijgezet
● Stimuleert bijnierschorscellen
● Synthese cortisol: reguleert vasculaire tonus en metabolische en groeifuncties in weefsels
→ geregeld door feedback: cortisol remt CRH-productie en de gevoeligheid van de hypofyse voor CRH,
waardoor de ACTH-afgifte wordt verminderd.
Hypofyse: zeer belangrijke rol
● Bestaat uit voor- en achterkwab
● overbrugt en integreert neurale en endocriene mechanismen van homeostase
● zeer vasculair weefsel:
○ achterkwab: artieel bloed
○ voorkwab: veneuze instroom
Hypofyseportaalsysteem = belangrijk bij het transporteren van neuropeptiden van de hypothalamus en de
hypofyse naar de hypofysevoorkwab.
1.7. De hypofysevoorkwab reguleert voortplanting groei, energiemetabolisme en
stressreacties
Hormonen hypofysevoorkwab:
● GH, TSH, ACTH, LH, FSH en PRL
● Onder controle van hypothalamus-afgevende hormonen
Bron hormonen = neuronen met kleine diameter:
● Synthetiseren vrijkomende hormonen
● Lozen hormonen in neurale stengel
● Gaan haarvaten binnen
● Via poortaders van de hypofyse naar de voorkwab
● Afgevende factor stimuleert cellen om peptidehormoon af te geven aan het bloed
,TSH, ACTH, LH en FSH: hormonen vrijgevend = brengen de uitscheiding van specifieke hormonen op gang in
andere endocriene weefsels.
1.8. De hypofyseachterkwab reguleert waterbalans en samentrekking van de baarmoeder
Achterkwab of neurohypofyse:
● Maakt deel uit van de hersenen
● Bevat zenuwuiteinden van neuronen met een grote diameter
Hormonen: arginine vasopressine (AVP) en oxytocine
● Transport langs axonen richting bloed
● Afgifte onder controle van hypothalamus
AVP = neuropeptidehormoon dat inwerkt op het verzamelkanaal van de
nier om de reabsorptie van water te verhogen.
Oxytocine (OT) = neuropeptide dat instaat voor de stimulatie voor het
samentrekken van gladde spieren in de baarmoeder tijdens de bevalling of
in de borstklier tijdens borstvoeding.
2. Peptidehormonen
2.1. Gespecialiseerde endocriene cellen synthetiseren, slaan op en scheiden
peptidehormonen af
Transcriptie peptidehormonen: gereguleerd door cis- en transwerkende elementen.
mRNA wordt in de kern verwerkt en verplaatst zich naar het cytosol. Hier associeert het zich met ribosomen
op RER.
→ bestemd voor uitscheiding
2 soorten uitscheidingsroutes (verantwoordelijk voor synthese, verwerking, opslag en uitscheiding v. peptiden):
1. Constitutieve route: secretie vindt hier directer plaats vanuit het ER of blaasjes van Golgi.
→ reageert minder op secretoire stimuli
2. Gereguleerde route: een externe stimuli zet de cel ertoe aan om hormoon vrij te geven dat is
opgeslagen in een secretoire korrel en om de synthese van extra hormoon te verhogen.
→ Eiwit in ER
→ Verwerking
→ Actief hormoon
→ Naar cis-golgi domein
→ Naar trans-golgi domein
→ Naar membraangebonden secretoir blaasje of korrel waarin het rijpe hormoon voor uitscheiding
→ wordt opgeslagen
In beide routes: fusie van het vesiculair membraan met plasmamembraan (exocytose)
2.2. Peptidehormonen binden aan receptoren en activeren signaaltransductiesystemen
Na uitscheiding: vrij in bloedsomloop
Ze komen receptoren tegen op het oppervlak van doelcellen. Bezetting van deze receptoren activeert veel
verschillende intracellulaire signaaltransductiecascades.
2.2.1. G-eiwitten gekoppeld aan adenylylcyclase
Cascade van gebeurtenissen:
1. Activering heterotrimeer G-eiwit (αs of αi)
2. Activering of remming van een adenylylcyclase
3. Vorming van intracellulair cAMP uit ATP, gekatalyseerd door adenylylcyclase
4. Binding van cAMP aan
5. Scheiding 2 katalytische subeenheden van PKA van de 2 regulerende subeenheden
6. Fosforylering van serine- en threonineresiduen op verschillende enzymen en eiwitten
7. Modificatie van de cellulaire functie door deze fosforylaties
Activering wordt op 2 manieren beëindigd:
● Fosfodiësterasen breken cAMP af
, ● Fosfoproteïnefosfatasen kunnen enzymen en eiwitten defosforyleren die eerder door PKA waren
gefosforyleerd
2.2.2. G-eiwitten gekoppeld aan fosfolipase C
(bv = AVP) Cascade van gebeurtenissen:
1. Activering van Gaq
2. Activering PLC)
3. Splitsing van PIP2 door PLC
4. Vorming IP3 en DAG
IP3-vork van de route:
1. Binding van IP3 aan een receptor op ER
2. Vrijkomen van calcium uit interne opslagplaatsen
3. [Ca2+]i stijgt
4. Activering Ca-afhankelijke kinasen (PKC)
DAG-vork van de route (bv hormoon TSH):
1. Activering van PKC door DAG
2. Fosforylering van een verscheidenheid aan eiwitten
2.2.3. G-eiwitten gekoppeld aan fosfolipase A2
(bv TRH) via volgende cascade:
1. Activering van Gaq of Gα11
2. Stimulatie PLA2
3. Splitsing van membraanfosfolipiden om lysofosfolipiden en arachidonzuur te produceren
4. Omzetting van arachidonzuur in actieve eicosanoïden
2.2.4. Guanylylcyclase
(bv atriaal natriuretisch peptide)
● binden aan receptor die zelf een guanylylcyclase
● cytoplasmatisch GTP omzetten in cGMP
● cGMP-afhankelijke kinasen, fosfatasen of ionkanalen activeren
2.2.5. Receptortyrosinekinasen
Voor insuline en IGF-1 en IGF-2:
● Hormoonreceptor bevat zelf tyrosinekinase-activiteit
● Na bezetting: verhoogde kinase-activiteit
● Autofosforylatie van tyrosines
● Cascade van fosforyleringsreacties geïnitieerd
2.2.6. Met tyrosinekinase geassocieerde receptoren
Bv GH:
● Receptor activeert tyrosinekinase
● Cascade van fosforyleringsreacties.
3. Amine hormonen
3.1. Aminehormonen worden gemaakt uit tyrosine en tryptofaan
4 belangrijke gekend:
● Bijniermerg: adrenaline en noradrenaline (uit tyrosine)
○ Neurotransmitter
○ Opgeslagen in chromaffinekorrels
○ Secretie onder invloed van sympatisch zenuwstelsel
● Dopamine (uit tyrosine)
○ neurotransmitter
● Endrociene cellen in darmslijmvlies: serotonine
○ Werkt lokaal voor regulatie motorische en secretoire functie daren
○ Neurotransmitter CZS
Normale peptidehormonen: circulerende concentratie van het hormoon heeft een negatieve invloed op de
uitscheiding van het hormoon.
Aminehormonen: indirecte feedback. Het controlecentrum neemt geen circulerende niveaus waar, maar ene
fysiologisch eindeffect van dat aminehormoon.
