Extra paragraaf Hormonen
In deze extra paragraaf leer je meer over hormonen. Het gaat over de structuur van hormonen en de manier waarop ze werken. Daarnaast leer je een aantal hormoonklieren en het samenspel tussen deze hormoonklieren. De extra organen die je moeten kennen zijn: - Hypothalamus - Hypofyse (LH en FSH, ACTH, TSH, GH) - Schildklier Figuur 1: Hiernaast zie je een afbeelding met de hormonen die de hypothalamus en hypofyse produceren. 1. Over hormonen en hormoongevoeligheid van cellen. Behalve via je zenuwen worden er ook signalen door je lichaam vervoerd via je bloed. Dat gebeurt in de vorm van hormonen. Een hormoon is een stof die uitgescheiden wordt door een hormoonklier. De hormoonklier geeft zijn product, het hormoon, af aan het bloed. Klieren die hun product afgeven aan het bloed, noemt men ook wel endocriene klieren. De afgifte van hormonen door cellen van de hormoonklier heet secretie. In andere hoofdstukken heb je geleerd dat bijvoorbeeld zweetklieren of speekselklieren hun product afgeven via een afvoerbuis. Dat heet excretie of uitscheiding. Klieren met een afvoerbuis noemen we exocriene klieren. Hormonen kunnen via het bloed en de weefselvloeistof bij alle cellen van je lichaam terecht komen. Maar niet alle cellen zijn voor elk hormoon gevoelig. Bepaalde cellen hebben een specifieke gevoeligheid voor bepaalde hormonen (target cell). Dat komt omdat ze specifieke receptormoleculen op de celmembraan hebben. Bepaalde hormonen binden aan die receptoren en daardoor ondergaan die cellen een verandering. Dat kan betekenen dat ze actiever worden, maar het kan ook betekenen dat ze juist geremd worden.
Hormonen zijn betrokken bij de afstemming van organen die een rol spelen bij veel verschillende processen in je lichaam zoals groei, ontwikkeling, stofwisseling, voortplanting, afweer, veroudering en de afgifte van andere hormonen. Terwijl je zenuwstelsel pijlsnel werkt via impulsen door je zenuwvezels, gaan hormonen aanzienlijk langzamer via het bloed Figuur 2: Alleen cellen met een 'passende' receptor (target cell) reageren op het hormoon. door je lichaam. Maar een impuls is ook snel weer voorbij, terwijl hormonen enige tijd in het bloed blijven circuleren. Hormonen spelen dan ook vooral een rol bij processen die over een langere periode verlopen. De hormonen die in je bloed circuleren worden wel afgebroken door je lever of uitgescheiden via je nieren. Om hun werking langdurig te laten aanhouden moeten hormonen dan ook voortdurend worden bijgemaakt. 1. Hormonen zijn een communicatiemiddel. Leg dat uit. 2. Hoe komt het dat een hormoon, dat overal komt, slechts bepaalde cellen beïnvloedt? Leg je antwoord uit. 3. In figuur 2 heeft de target cell op zijn membraan receptoren (te vergelijken met antennes). Welke effecten kan een hormoon hebben op een cel met passende receptoren? 4. Wat verstaan we onder homeostase (gebruik het internet/schoolboek)? 5. Is een traanklier een endocriene of een exocriene klier? Leg je antwoord uit. 6. Leesopdracht: Hormonen zijn onderdeel van tientallen broodje-aap-schoolpleinverhalen. Is het bijvoorbeeld waar dat kleine meisjes in Haïti ineens allemaal borsten kregen van kippenvlees met een enorm oestrogeengehalte? En klopt het dat baby s met te weinig testosteron homoseksueel worden? Massale onwetendheid leidt vaak tot mythevorming en versterkt de mysteries rond hormonen. Maar wat is nou waar, en wat is niet waar? Zoek de antwoorden van prof. dr. B.H.R. Wolffenbuttel, hoogleraar endocrinologie aan het UMC Groningen onder hormonenmythes op het internet (http://spunk.nl/blog/hormonenmythes)!
Figuur 3: Hormoonklieren: 1: hypofyse :maakt onder andere groeihormoon 2: schildklier: hormonen zorgen voor de stofwisseling; als je teveel van dit hormoon hebt, krijg je het te warm. 3: bijnieren: maken adrenaline dat de ademhaling en de hartslag versnelt 4: eilandjes van Langerhans: maken insuline dat het suikergehalte in het bloed regelt 5: eierstokken / zaadballen: maken geslachtshormonen 2. De hypofyse, de schildklier en de bijnier In de afbeelding op de vorige bladzijden zie je de belangrijkste klieren die hormonen afgeven. Een belangrijke hormoonklier is de hypofyse. De hypofyse is zo groot als een erwt en hangt als een klein aanhangsel onder de hersenen. De hypofyse vormt een schakel tussen het centrale zenuwstelsel en de hormoonklieren. Deze klier bestaat gedeeltelijk uit zenuwcellen die kleine hoeveelheden hormoon afgeven. Als reactie op signalen van hersencellen of van het zenuwstelsel kan de hypofyse verschillende hormonen afgeven; sommige van deze hypofysehormonen activeren andere hormoonklieren. De secretie van hormonen door de hypofyse wordt geregeld door de hypothalamus. Dit is een deel van de hersenen dat boven de hypofyse ligt. 7. Wat is de functie van de hypothalamus? 8. Welke hormonen zijn in de tekst en afbeelding 1 & 3 aan de orde gekomen? Begin met het groeihormoon; schrijf er telkens heel kort (3-8 woorden) het effect achter. Gebruik hierbij je schoolboek en/of internet. 9. Waardoor kun je zeggen dat de hypofyse een orgaantje is dat een brug slaat tussen het zenuwstelsel en de hormoonklieren? 10. Bij acromegalie (zie figuur 4) blijft de hypofyse van een persoon groeihormonen produceren. De oorzaak hiervan is meestal een goedaardig gezwel dat zich in de hypofyse heeft ontwikkeld. Een volwassen persoon heeft alleen nog maar groeireceptoren in de weefsels van zijn handen, voeten en gezicht. Wat zijn de gevolgen van een te hoge productie van groeihormoon bij een volwassen persoon? Figuur 4: Trijntje Keever (1616-1633) leed waarschijnlijk aan acromegalie. Ze staat bekend als 'de Groote Meid' en mogelijk de langste vrouw die ooit geleefd heeft.
2.1 Schildklier Eén van de hormoonklieren die door de hypofyse wordt aangestuurd is de schildklier. In de schildklier, die net onder je adamsappel ligt, wordt het hormoon thyroxine gemaakt dat de stofwisseling in de cellen regelt. Het kan voorkomen dat iemand te weinig thyroxine in zijn bloed heeft, bijvoorbeeld doordat zijn schildklier te traag werkt. Zulke mensen zijn vaak kouwelijk en lijken niet vooruit te branden. Ook een teveel aan thyroxine geeft problemen. Vaak hebben mensen met een te snel werkende schildklier het warm, hun hart klopt snel en ze zijn zenuwachtig en gejaagd. Figuur 5: Schematische weergaven van de regelkring van de schildklier. De regeling van de schildklier gaat als volgt: De hypothalamus vergelijkt de waarden van het interne milieu. Deze stuurt de hypofyse aan door TRH (TSH-Releasing-Hormone) te maken. De hypofyse ontvangt dit signaal en gaat op zijn beurt TSH (Thyroïd Stimulating Hormone) produceren. Via het bloed komt dit aan bij de schildklier (thyroïd). Deze gaat op zijn beurt het hormoon thyroxine maken. Vele cellen reageren op dit hormoon. Thyroxinen zijn essentieel voor normale groei en ontwikkeling en hebben veel effecten op verbrandingsprocessen. Zo spelen ze een belangrijke rol bij de ontwikkeling van het lichaam. Hoe meer thyroxine, hoe hoger de stofwisseling. Jood (element Jodium) is noodzakelijk voor de vorming van thyroxine. In de eerste week na de geboorte krijgt elke baby in Nederland een hielprik. Het bloed wordt onderzocht op een aantal zeldzame ziekten. Een van deze ziekte is congenitale hypthyreoïde (CHT). Een kind met CHT maakt te weinig thyroxine aan doordat de schildklier afwezig is of niet goed werkt. 11. Heeft een kind met CHT veel of weinig TSH in zijn bloed? Leg uit. 12. Wat zijn de gevolgen voor een kind als CHT niet wordt behandeld? 13. Waarom loopt de ontwikkeling van een baby met CHT vóór de geboorte normaal? 14. Een struma (krop) is een sterk vergrote schildklier bij een volwassen persoon. Dit kan het gevolg zijn van een te actieve schildklier, een te weinig actieve schildklier of een schildkliertumor. Vroeger werd een struma vaak veroorzaakt doordat er te weinig jood in het voedsel voorkwam. Hoe kan een struma ontstaan door een tekort aan jood in het voedsel? Figuur 6: Een struma
Verdieping: 2.2 Bijnier Deze paragraaf is extra en dus niet verplicht (geen proefwerkstof) Bovenop elke nier ligt een kleine hormoonklier met de naam bijnier (adrenes). De bijnier maakt twee hormonen: adrenaline (productie in het merg) en cortisol (productie in de schors). Adrenaline brengt het lichaam in verhoogde Figuur 7: De bijnier ligt bovenop de nieren. staat van paraatheid, zodat het snel in actie De bijnier bestaat uit het bijnierschors (productie kan komen. Onder invloed van adrenaline, cortisol) en bijniermerg (productie adrenaline). zetten cellen in de lever en in spieren glycogeen om in glucose. Ook gaat het hart sneller kloppen, ga je sneller ademen en verwijden de bloedvaten naar de spieren en de hersenen zich. Organen die niet belangrijk zijn voor een snelle reactie worden geremd, zoals de voortplantingsorganen. Cortisol is het zogenaamde stress hormoon. Dit hormoon onderdrukt o.a. het immuunsysteem, verhoogt de vetverbranding en speelt een belangrijke rol in de glucosehuishouding van het lichaam. Indien de hersenen signalen krijgen die te maken hebben met stress (zowel psychisch als fysiek) dat gaat de hypothalamus CRH produceren. Dit hormoon zet de hypofyse aan tot de productie van ACTH. ACTH zet de bijnierschors aan tot de productie van cortisolen. De bijniermerg wordt aangestuurd via de zenuwen. Indien de hypothalamus een signaal geeft aan het bijniermerg, wordt er adrenaline geproduceerd. Figuur 8: Regeling productie van adrenaline en cortisol door de bijnier. 15. Hormonen reguleren geleidelijke veranderingen en de effecten houden vaak lang aan. Geldt dit ook voor adrenaline? Leg je antwoord uit. 16a. Het onweert. Bij een harde donderslag schrikt een paard en slaat op hol. Wat gebeurt er met de hartslagfrequentie en met de ademhalingsfrequentie? 16b. Wordt de doorbloeding van de spieren in de poten groter of kleiner? 16c. Wat gebeurt er met de vertering bij het paard? 17. Leg uit wat het voordeel is, dat de bijniermerg wordt aangestuurd via de zenuwen vanuit de hypothalamus en niet via hormonen via het bloed?
3. Regeling van de hormoonproductie. Hoe 'weet' een hormoonklier wanneer en hoeveel hormoon er afgegeven moet worden? Sommige hormoonklieren worden aangestuurd door het zenuwstelsel. Dat merk je bijvoorbeeld bij spannende, emotionele of inspannende gebeurtenissen. Wanneer je een spreekbeurt moet houden voor de klas, geeft je zenuwstelsel een seintje aan je bijnieren. Die geven dan adrenaline af. Je hart en ademhaling gaan sneller en je lichaam is klaar voor actie. Hormoonklieren kunnen ook gestimuleerd of geremd worden door andere hormonen. Dat is maar goed ook, anders ga je teveel hormoon produceren. Een voorbeeld hiervan is de hypofyse die een hormoon afgeeft dat de schildklier stimuleert (TSH). Daardoor gaat de schildklier het hormoon thyroxine produceren. Het geproduceerde hormoon remt op zijn beurt de hypofyse af, zodat er minder van het SSH wordt gemaakt. De twee hormoonklieren houden elkaar in balans door terugkoppeling. (Ook wel feed-back-systeem genoemd.) Het remmen wordt negatieve feed-back genoemd, het stimuleren heet dan positieve feed-back. Ten slotte zijn er ook hormoonklieren die zelf bepalen of er hormoon aan het bloed afgegeven moet worden. Dat doen bijvoorbeeld de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier. De eilandjes, genoemd naar hun ontdekker, liggen verspreid in de alvleesklier(=pancreas) en bestaan uit kleine groepjes hormoonproducerende cellen. Wanneer de hoeveelheid suiker in het bloed stijgt tot boven een bepaalde waarde, geven de cellen het hormoon insuline af. Insuline zorgt ervoor dat de suiker uit je bloed kan worden opgenomen door de lichaamscellen. Een gebrek aan insuline veroorzaakt suikerziekte (diabetes mellitus); je kunt dan geen reservevoorraad van glycogeen aanleggen. Figuur 9: De eilandjes van Langerhans worden niet aangestuurd door de hypofyse. Dit orgaan werkt autonoom 18. Schrijf de drie verschillende manieren op, waarop hormoonklieren kunnen worden gestimuleerd om hun product aan het bloed af te geven. 19. Door een gezonde schildklier wordt nooit te veel of te weinig thyroxine geproduceerd. Waardoor wordt dat geregeld? 20. Wat wordt bedoeld met negatieve terugkoppeling? 21. De hoeveelheid geslachtshormonen in je bloed kan variëren. Hoe komt het dat je nooit teveel hebt?
22. Verliefdheid is spannend en geeft een beetje stress. Je darmen werken anders dan normaal, zodat je 'vlinders in je buik' voelt. Ook je hart klopt sneller. a Welke hormoonklier zou hierbij een rol spelen? b Welk orgaan zet deze hormoonklier aan tot het produceren van hormoon? c Hoe heet dit hormoon (dat dit orgaan aanzet tot productie)? 23a. Er zijn verschillende vormen van suikerziekte. Als je als kind suikerziekte krijgt, is het meestal zo dat de Eilandjes van Langerhans geen insuline meer maken. Krijg je daardoor te veel of te weinig suiker in je bloed? 23b. En wat voor gevolgen heeft dit voor de samenstelling van de urine? Voor extra uitleg en oefenopgaven: http://biologiepagina.nl/havo4/6regelingwaarnemen/inleiding.htm