Afbeelding: “Hypothalamus-hypofysecomplex” door Phil Schatz. Licentie: CC BY 4.0

Endocriene klieren en Exocriene klieren

Endocriene klieren geven hormonen af in het interstitium, d.w.z. in de ruimte tussen de cellen. Exocriene klieren bezitten speciale uitscheidingskanalen. Een voorbeeld hiervan zijn zweetklieren.

Endocriene klieren en hun fysiologie

De belangrijkste hormoonproducerende plaatsen zijn:

• Hypothalamus (gelegen in het onderste deel van het diencephalon)
• Hypofyse (hypofyse)
• Schildklier (glandula thyroidea)
• Parathyroide klier (glandula parathyroidea)
• Epifyse (pijnappelklier)
• Pancreas
• Bijnieren (glandulae)
• Gonaden (geslachtsklieren en eierstok)
• Thymus (deze trekt zich terug tijdens de puberteit)

Naast de hypothalamus, geven al deze organen hun hormonen af in de bloedsomloop. De meeste hormonen van de hypothalamus komen vrij in het poortaderstelsel.

Hormonen zijn boodschapperstoffen

Hormonen zijn chemische boodschappers die door het lichaam worden geproduceerd. Zij dragen informatie over naar doelorganen en maken zo de coördinatie van functie en metabolisme mogelijk. Hormonale communicatie verloopt iets langzamer dan de uitwisseling van informatie via neuronen. Neuronale communicatie gebeurt binnen enkele seconden, terwijl hormonen minstens enkele minuten nodig hebben – zo niet langer. Hormonen worden onderscheiden naar de plaats waar zij worden geproduceerd en naar hun chemische structuur (principes van synthese).

‘Hormoontypen: Transport and Mechanisms of Action’ Image created by Lecturio

Differentiatie volgens plaats van productie

Hormonen die worden ingedeeld volgens de plaats waar ze worden gevormd, zijn onder meer klierhormonen, weefselhormonen, neurosecretorische hormonen en mediatoren.

Klier- en weefselhormonen

Klierhormonen worden geproduceerd door endocriene klieren en komen vrij in de bloedbaan. Dit proces wordt ook wel endocriene secretie genoemd. Hormonen worden getransporteerd van de plaats waar zij worden geproduceerd naar de plaats waar zij hun werking uitoefenen. Klierhormonen worden verder onderverdeeld in adenotrofe hormonen en perifere hormonen. Een voorbeeld van een adenotroof hormoon is ACTH (adrenocorticotroof hormoon). Een perifeer hormoon is b.v. insuline.

Weefselhormonen danken hun naam aan het feit dat zij in gespecialiseerde weefselcellen worden geproduceerd. Zij worden via diffusie naar hun doelorgaan getransporteerd (paracriene regulatie). De plaats van produktie en de plaats van werking kunnen zeer dicht bij elkaar liggen, maar kunnen ook zeer ver van elkaar verwijderd zijn. Een voorbeeld van een weefselhormoon is gastrine, een peptidehormoon dat in het maagdarmkanaal wordt aangetroffen.

Neurosecretorische hormonen en mediatoren

Neurosecretorische stoffen zijn bij voorbeeld de hormonen van de hypothalamus. Zij worden geproduceerd in gespecialiseerde neurosecretorische cellen. De hormonen worden via de bloedbaan naar hun doelorgaan getransporteerd.

Mediatorstoffen zijn chemische signaalstoffen die niet strikt kunnen worden gescheiden van neurotransmitters. Zij kunnen in veel verschillende cellen worden geproduceerd. Zij werken meestal plaatselijk omdat zij zeer snel kunnen worden afgebroken. Een voorbeeld van een mediatorenstof is histamine.

Differentiatie volgens chemische structuur

Steroïdhormonen, eicosanoïden, en van aminozuren afgeleide hormonen behoren tot deze groep.

Synthese van steroïdhormonen

Steroïdhormonen hebben een basisstructuur die is opgebouwd uit steran. Zij worden niet in klieren opgeslagen, maar komen onmiddellijk na hun produktie in het bloed vrij. Daarom wordt hun synthese strikt gereguleerd, om overproduktie te voorkomen.

Synthese van van aminozuren afgeleide hormonen

Laagmoleculaire aminozuurderivaten, peptiden (polypeptiden) en proteïnen (proteohormonen) behoren tot de groep van de steroïdhormonen. Er zijn grote verschillen in de produktie – en ook in de werking – van de van aminozuren afgeleide hormonen. Bij de produktie (biosynthese) van proteohormonen worden, als eerste stap, preprohormonen gevormd. Dit zijn lange polypeptideketens. De peptiden worden in het endoplasmatisch reticulum gebracht, en vervolgens wordt de signaalsequentie afgesplitst. Het resultaat wordt een peptidehormoon genoemd.

Peptidehormonen worden verder veranderd in het proces van posttranslationele modificatie. Daarna worden ze opgeslagen in granula, van waaruit ze kunnen vrijkomen bij overeenkomstige stimulatie (exocytose).

Synthese van eicosanoïden

Eicosanoïden zijn bijvoorbeeld prostaglandines. Zij kunnen niet alleen hormonale signalen afgeven en worden zowel in verschillende soorten weefsel als in cellen aangemaakt.

De werkingsprincipes van hormonen

Hormonen werken gewoonlijk in het doelorgaan. Zij binden zich aan een specifieke receptor (eiwitten) op de plaats van het doelorgaan. Deze eiwitten hebben:

• Hoge affiniteit
• Lage capaciteit
• Hoge specificiteit

Hormonen brengen hun effect over door de genactiviteit te beïnvloeden en “second messengers” te activeren. De genactiviteit wordt vooral beïnvloed door steroïdhormonen. Thyroxine werkt ook op deze manier. Tweede boodschappers zijn signaalmoleculen die een signaal naar een doelcel sturen. Dit resulteert in een versterkte werking, die verschillende gevolgen teweeg kan brengen. Bovendien kunnen hormonen de stofwisseling beïnvloeden.

Hormonen van de hypothalamus

De hypothalamus bevindt zich onder de thalamus en coördineert de waterhuishouding, het zoutmetabolisme en de bloeddruk. Bovendien regelt hij de lichaamstemperatuur en de voedselopname. Hij regelt ook seksueel gedrag en slaap. Binnen het hormonale systeem regelt de hypothalamus de hoeveelheid geproduceerde hormonen. De synthese van alle voor dit proces noodzakelijke hormonen vindt plaats in de neuronen. Zelfs de afgifte van hormonen van de hypothalamus wordt geregeld door hormonen.

Hormonen van de hypothalamus zijn GnRH (gonadotropin-releasing hormone), TRH (thyrotropin-releasing hormone), GH-RH (growth hormone-releasing hormone) en CRH (corticotropin-releasing hormone).

Hormonen van de hypofyse

ACTH (adrenocorticotroop hormoon) behoort tot deze groep hormonen. Het regelt de afgifte van cortisol en wordt ook wel “stresshormoon” genoemd. Andere hormonen zijn TSH (thyroïd-stimulerend hormoon), dat inwerkt op de schildklier en invloed heeft op de afgifte van T3 en T4.

Daarnaast produceert de hypofyse FSH (follikel-stimulerend hormoon) en LH (luteïniserend hormoon). Beide zijn belangrijk voor de ontwikkeling van het geslacht en de vruchtbaarheid. Prolactine wordt ook door de hypofyse gesynthetiseerd. Het heeft een invloed op de melkklier en activeert de melkproductie. Een ander hormoon van de hypofyse is het groeihormoon, dat de groei regelt. Het regelt de groei echter niet rechtstreeks, maar door stimulering van een ander hormoon.

Hormonen van de schildklier

Thyroxine (T4) en triiodothyronine (T3) worden door de schildklier aangemaakt. Beide hormonen kunnen vrij in het bloed worden aangetroffen, maar zij kunnen zich ook binden aan eiwitten (drager-eiwitten). Het hormoon thyreotropine (TSH) daarentegen wordt geproduceerd door de hypofyse en via de bloedbaan naar de schildklier getransporteerd. Het heeft tot taak de schildklierhormonen T3 en T4 te reguleren. Bij vermoeden van schildklieraandoeningen wordt TSH meestal 1e gecontroleerd.

De ondergrens voor mannen is 0,4 µU/mL, de bovengrens is 2,5. De ondergrens voor vrouwen is 0,3 µU/mL, de bovengrens is 1,0. De glandula parathyroidea (bijschildklier) produceert het parathyroïdhormoon, dat verantwoordelijk is voor het in evenwicht houden van de verhouding tussen calcium en fosfaat in het bloed.

Hormonen van de epifyse (pijnappelklier)

De epifyse produceert de hormonen epiphysine en melatonine, die het dagritme regelen.

Hormonen van de pancreas

De pancreas produceert insuline, somatostatine en glucagon. Insuline en glucagon regelen de bloedsuikerspiegel. Somatostatine remt de afgifte van spijsverteringssap. Insuline en glucagon worden gesynthetiseerd in de zogenaamde eilandjes van Langerhans. Glucagon wordt geproduceerd in de alfacellen, insuline in de bètacellen. De productie van somatostatine vindt plaats in delta-cellen. Alle 3 soorten hormonen komen vrij na de inname van voedsel. Een hoge bloedsuikerspiegel leidt tot de afgifte van insuline. Als de bloedsuikerspiegel daalt, wordt glucagon vrijgemaakt om de bloedsuikerspiegel weer te laten stijgen. Insuline en glucagon kunnen worden geremd met amyline en pancreatostatine.

Hormonen van de bijnieren

De bijnieren produceren verschillende hormonen, die in drie grote groepen worden ingedeeld: cortisol, aldosteron, en androgenen. Deze hormonen zijn steroïde hormonen. Zij worden gestimuleerd door ACTH uit de hypofyse. ACTH wordt aangestuurd door CRH uit de hypothalamus. De hormonen staan voortdurend met elkaar in wisselwerking. Dit wordt ook wel regelcircuit genoemd. Cortisol behoort tot de groep van glucocorticoïden en heeft invloed op de stofwisseling. Dit omvat de afbraak van vetten en eiwitten, maar ook de synthese van suiker.

Bovendien remt het ontstekingen en onderdrukt het het immuunsysteem. Aldosteron is nodig voor de waterhuishouding en de zoutstofwisseling.

Het bevat natrium en kalium van het niveau dat nodig is voor het behoud van de gezondheid. Natrium kan water binden, waardoor het bloedvolume en de bloeddruk toenemen. Androgenen zijn de geslachtshormonen. Ongeveer 5% van alle androgenen bij mannen wordt geproduceerd in de bijnieren.

Hormonen van de geslachtsklieren (eierstok en teelbal)

De geslachtsspecifieke geslachtshormonen worden geproduceerd door de geslachtsklieren, dat zijn de eierstokken en de teelballen. De geproduceerde hormonen zijn androgenen, gestagenen, en oestrogenen. De produktie van deze hormonen moet door andere hormonen worden gestimuleerd.

Oestrogeen is noodzakelijk voor de groei van het baarmoederslijmvlies, wat een voorwaarde is voor elke zwangerschap. De zwangerschap zelf wordt geregeld door talrijke hormonen. Testosteron behoort tot de groep van androgenen en is verantwoordelijk voor de geslachtsspecifieke uiterlijke verschijning en geslachtsdrift van mannen. Deze hormonen zijn onderworpen aan een regelcircuit van de hypothalamus, de hypofyse en de geslachtsklieren.

Hormonen van de thymus

De thymus is een orgaan, dat bij de geboorte volledig ontwikkeld is en zich in de puberteit weer vormt. De thymus is belangrijk voor de ontwikkeling van het immuunsysteem en de groei. De hormonen worden geproduceerd in de thymus-epitheelcellen en omvatten peptiden zoals thymosine, thymopoetine en thymosterine.

Pathologieën in de endocrinologie

Mogelijke ziekten van de schildklier

Lage TSH-waarden kunnen een aanwijzing zijn voor hyperthyreoïdie, kankeraandoeningen of secundaire onderactiviteit van de schildklier. Hoge waarden zijn een indicatie voor een primaire onder-activiteit. Struma (krop) is een ontsteking van de schildklier.

Mogelijke ziekten van de alvleesklier

Diabetes mellitus type 2 is 1 van de meest voorkomende ziekten van de alvleesklier. Het leidt tot insulineresistentie. Een tekort aan hormonen maakt echter deel uit van de ziekte. Diabetes type 2 is het gevolg van een overmatige voedselinname, inactiviteit en genetische aanleg. Diabetes type 1 daarentegen is een auto-immuunproces dat leidt tot een totaal insulinetekort. De patiënt is insuline-afhankelijk. Dit type diabetes volgt vaak op acute ziekten zoals gastro-intestinale ziekten of infectieziekten. Het onderzoek naar dit proces is echter nog gaande.

Mogelijke ziekten van de bijnieren

Een veel voorkomende ziekte van de bijnieren is Morbus Cushing, die leidt tot een verhoogde productie van cortisol. Een mogelijke oorzaak van deze ziekte zou een tumor kunnen zijn, die zelf hormonen produceert die de afgifte van cortisol bevorderen. Morbus Cushing kan verdere ziekten uitlokken, zoals b.v. diabetes. Overproductie van aldosteron kan het syndroom van Conn veroorzaken. Deze ziekte resulteert in een verhoogde bloeddruk door verlaging van het kalium gehalte.