Informatie

37: Het endocriene systeem - biologie


Het endocriene systeem van een dier regelt lichaamsprocessen door de productie, secretie en regulatie van hormonen, die dienen als chemische "boodschappers" die functioneren in cellulaire en orgaanactiviteit en, uiteindelijk, de homeostase van het lichaam handhaven. Het endocriene systeem speelt een rol bij de groei, het metabolisme en de seksuele ontwikkeling. Bij mensen omvatten veel voorkomende ziekten van het endocriene systeem schildklieraandoeningen en diabetes mellitus. Bij organismen die een metamorfose ondergaan, wordt het proces gecontroleerd door het endocriene systeem. De transformatie van kikkervisje naar kikker is bijvoorbeeld complex en genuanceerd om aan te passen aan specifieke omgevingen en ecologische omstandigheden.

  • 37.0: Inleiding
    Het endocriene systeem van een dier regelt lichaamsprocessen door de productie, secretie en regulatie van hormonen, die dienen als chemische "boodschappers" die functioneren in cellulaire en orgaanactiviteit en, uiteindelijk, de homeostase van het lichaam handhaven. Bij mensen omvatten veel voorkomende ziekten van het endocriene systeem schildklieraandoeningen en diabetes mellitus.
  • 37.1: Soorten hormonen
    Er zijn drie basistypen hormonen: van lipiden afgeleid, van aminozuren afgeleid en peptide. Van lipiden afgeleide hormonen zijn structureel vergelijkbaar met cholesterol en omvatten steroïde hormonen zoals estradiol en testosteron. Van aminozuren afgeleide hormonen zijn relatief kleine moleculen en omvatten de bijnierhormonen epinefrine en norepinefrine. Peptidehormonen zijn polypeptideketens of eiwitten en omvatten de hypofysehormonen, antidiuretisch hormoon (vasopressine) en oxytocine.
  • 37.2: Hoe hormonen werken
    Hormonen veroorzaken cellulaire veranderingen door zich te binden aan receptoren op doelcellen. Het aantal receptoren op een doelcel kan toenemen of afnemen als reactie op hormoonactiviteit. Hormonen kunnen cellen direct beïnvloeden via intracellulaire hormoonreceptoren of indirect via plasmamembraanhormoonreceptoren. Van lipiden afgeleide (oplosbare) hormonen kunnen de cel binnendringen door over het plasmamembraan te diffunderen en zich te binden aan DNA om gentranscriptie te reguleren.
  • 37.3: Regulering van lichaamsprocessen
    Hormonen hebben een breed scala aan effecten en moduleren veel verschillende lichaamsprocessen. De belangrijkste regulerende processen die hier zullen worden onderzocht, zijn die van invloed zijn op het uitscheidingssysteem, het voortplantingssysteem, het metabolisme, de calciumconcentraties in het bloed, de groei en de stressrespons.
  • 37.4: Regulering van hormoonproductie
    De productie en afgifte van hormonen worden voornamelijk gecontroleerd door negatieve feedback. In systemen met negatieve feedback wekt een stimulus de afgifte van een stof op; zodra de stof een bepaald niveau bereikt, stuurt deze een signaal dat de verdere afgifte van de stof stopt. Op deze manier wordt de concentratie van hormonen in het bloed binnen een nauw bereik gehouden.
  • 37.5: Endocriene klieren
    Zowel het endocriene als het zenuwstelsel gebruiken chemische signalen om de fysiologie van het lichaam te communiceren en te reguleren. Het endocriene systeem maakt hormonen vrij die op doelcellen inwerken om ontwikkeling, groei, energiemetabolisme, reproductie en veel gedrag te reguleren. Het zenuwstelsel geeft neurotransmitters of neurohormonen af ​​die neuronen, spiercellen en endocriene cellen reguleren.
  • 37.E: Het endocriene systeem (Oefeningen)

Endocrien systeem 1: overzicht van het endocriene systeem en hormonen

Het endocriene systeem omvat klieren en weefsels die hormonen produceren voor het reguleren en coördineren van vitale lichaamsfuncties. Dit artikel, het eerste in een achtdelige serie, is een overzicht van het systeem

Abstract

Het endocriene systeem bestaat uit klieren en weefsels die hormonen produceren en afscheiden om vitale lichaamsfuncties te reguleren en te coördineren. Dit artikel – het eerste in een achtdelige serie over de anatomie en fysiologie van het endocriene systeem – onderzoekt de aard van endocriene klieren en weefsels, en de rol van hormonen als chemische signalen die in het bloed worden vervoerd. Het benadrukt ook de verschillende rollen van hormonen bij het reguleren en coördineren van fysiologische processen, evenals het handhaven van de homeostase in het lichaam.

Visum: Ridder J (2021) Endocriene systeem I: overzicht van het endocriene systeem en hormonen. Verpleegtijden [online] 117: 5, 38-42.

Auteur: John Knight is universitair hoofddocent biomedische wetenschappen, College of Human and Health Sciences, Swansea University.

  • Dit artikel is dubbelblind beoordeeld door vakgenoten
  • Scroll naar beneden om het artikel te lezen of download hier een printvriendelijke PDF (als de PDF niet volledig kan worden gedownload, probeer het dan opnieuw met een andere browser)
  • Evalueer uw kennis en verkrijg CPD-bewijs door de Nursing Times Self-assessment-test te doen om andere artikelen in deze serie te zien

Invoering

Het endocriene systeem is een reeks klieren en weefsels die hormonen produceren en afscheiden, die door het lichaam worden gebruikt om vitale lichaamsfuncties te reguleren en te coördineren, waaronder groei en ontwikkeling, metabolisme, seksuele functie en voortplanting, slaap en stemming. Dit artikel – het eerste in een achtdelige serie over de anatomie en fysiologie van het endocriene systeem – geeft een overzicht van het systeem, met de nadruk op endocriene klieren en weefsels, en de rol van hormonen als chemische signalen die via het bloed worden overgedragen. Het verklaart ook de diverse rollen van hormonen bij het reguleren en coördineren van fysiologische processen en het handhaven van het homo-eostatisch evenwicht in het lichaam.

Het endocriene systeem (Fig 1) is ongelooflijk complex: het bestaat uit toegewijde, gespecialiseerde endocriene klieren – zoals de schildklier, bijschildklieren en bijnieren – samen met weefsels zoals vet (vetweefsel) en bot die een secundaire endocriene functie hebben en ook een reeks hormonen afscheiden. Er is gesuggereerd dat het microbiële bioom (de diverse overvloed aan micro-organismen die het menselijk lichaam koloniseren) ook functioneert als een "virtueel endocrien orgaan", dat een cocktail van chemische signalen afscheidt die de menselijke fysiologie verder beïnvloeden (O'Callaghan et al, 2016 ).

Endocriene en exocriene klieren

Per definitie produceren alle klierweefsels secreties. De meeste glandulaire structuren zijn van epitheliale oorsprong en veel zijn gevouwen en georganiseerd in herkenbare klieren met een centraal kanaal. Klieren met een kanaal zijn exocriene klieren (figuur 2). Het kanaal fungeert als een kanaal waarin secreties worden vrijgegeven voordat ze naar hun plaats van actie worden afgevoerd. Exocriene klieren omvatten veel van de spijsverteringsklieren in de darm, zweetklieren in de huid en slijmproducerende klieren in de slijmvliezen van de mond en de voortplantingsorganen.

Endocriene klieren hebben daarentegen geen kanaal, maar geven hun afscheidingen, hormonen genaamd, direct af in het bloed (figuur 2). Om deze reden zijn de meeste endocriene klieren sterk gevasculariseerd en veel van hun samenstellende cellen staan ​​​​in direct contact met bloedcapillairen. Deze nauwe samenwerking met bloedvaten vergemakkelijkt de directe afgifte van hormonen in het bloed en zorgt ervoor dat het bloed continu kan worden gecontroleerd op fysiologische veranderingen die de afgifte van hormonen kunnen initiëren. Als voorbeeld hiervan zullen de insulineproducerende cellen van de pancreas insuline afgeven wanneer ze een verhoging van de bloedglucoseconcentratie detecteren na de consumptie van koolhydraatrijk voedsel.

De zeer vasculaire aard van endocriene klieren zorgt ook voor de levering van signalen (meestal andere hormonen) van andere klieren om de afgifte van hun eigen hormonen te reguleren. De schildklier geeft bijvoorbeeld hormonen af ​​die het metabolisme reguleren, zoals thyroxine, als reactie op het schildklierstimulerend hormoon, dat wordt geproduceerd door de hypofysevoorkwab.

De belangrijkste endocriene klieren

Fig. 1 toont de positie van de belangrijkste endocriene klieren in het lichaam, maar het is belangrijk om te weten dat veel andere organen en weefsels een secundaire endocriene functie hebben, waaronder het hart, de nieren, botten en vetweefsels (Knight et al, 2020 Moser en van der Eerden, 2019).

De hypothalamus

De hypothalamus is een vitaal gebied van de hersenen, dat een belangrijke rol speelt bij:

  • Thermoregulatie
  • Gedrags- en emotionele reacties
  • Regulatie van eetlust
  • Coördinatie van het autonome zenuwstelsel
  • Genereren van een reeks hormonen die de activiteit van endocriene klieren reguleren.

Inderdaad, de hypothalamus kan worden gezien als het belangrijkste kruispunt tussen het zenuwstelsel en het endocriene systeem.

De hypofyse

De hypofyse is een structuur ter grootte van een erwt, meestal met een gewicht van ongeveer 500 mg en bevindt zich aan de basis van de hersenen, net achter de neusholte, waar het wordt beschermd door het wigvormige bot van de schedel (Ganapathy en Tadi, 2020). Het heeft twee grote regio's:

  • Het achterste (achterste gedeelte) - in wezen een verlengstuk van de hypothalamus, het achterste van de hypofyse slaat en concentreert twee neuropeptidehormonen, antidiuretisch hormoon (ADH) en oxytocine genaamd, die worden geproduceerd door de neuronen (zenuwcellen) van de hypothalamus. ADH helpt bij het reguleren van de vochthuishouding en bloeddruk, terwijl oxytocine onder andere de bevalling (bevalling) op gang brengt.
  • Het voorste (voorste gedeelte) - dit ontwikkelt zich vanuit de epitheliale weefsels in het dak van de embryonale mondholte, die uitpuilt in de schedel en versmelt met de achterste hypofyse. Het produceert verschillende belangrijke hormonen, zoals somatotropine (groeihormoon) en melanocytstimulerend hormoon, dat helpt bij het reguleren van huidpigmentatie. De hypofysevoorkwab produceert ook verschillende stimulerende hormonen die de afgifte van hormonen uit andere endocriene klieren regelen. Als voorbeeld hiervan reguleert adrenocorticotroop hormoon de afgifte van het langdurige stresshormoon, cortisol, uit de bijnierschors.

Omdat de hypofyse de hormoonafgifte van andere endocriene klieren reguleert, wordt deze vaak de 'hoofdklier' genoemd. Dit is een verkeerde benaming, aangezien de afgifte van stimulerende hormonen uit de hypofyse zelf onder controle staat van hormonen die door de hypothalamus worden geproduceerd. Dit zal in deel 2 worden onderzocht.

Schildklier en bijbehorende bijschildklieren

De schildklier is een tweelobbig (tweelobbig) orgaan dat qua vorm lijkt op een vlinderdas, het weegt meestal 25-30 g en bevindt zich net onder het strottenhoofd (Dorion, 2017). De schildklier zelf heeft twee belangrijke populaties van endocriene cellen:

  • Folliculaire cellen - deze produceren de jodiumbevattende hormonen triiodothyronine (T3) en tetraiodothyronine (T4, ook bekend als thyroxine), die het metabolisme van het lichaam reguleren
  • Parafolliculaire cellen - deze produceren het hormoon calcitonine, dat helpt bij het reguleren van de calciumconcentratie in het bloed.

De bijschildklieren bevinden zich ingebed in het achterste deel van de schildklier. De meeste mensen hebben vier bijschildklieren (verkend in deel 3) die bijschildklierhormoon produceren, dat antagonistisch werkt tegen calcitonine tijdens calcium-homeostase.

Alvleesklier

De alvleesklier is een vitaal orgaan in zowel het spijsverteringsstelsel als het endocriene systeem dat zich in de U-vormige lus van de twaalfvingerige darm bevindt, het is meestal 14-23 cm lang en weegt ongeveer 100 g (Longnecker, 2021).

De endocriene delen van de pancreas staan ​​bekend als de eilandjes van Langerhans, kleine eilanden van klierweefsel die door de structuur van de pancreas worden aangetroffen. De eilandjes van de pancreas bevatten verschillende soorten endocriene cellen, waaronder:

Deze twee hormonen – glucagon en insuline – spelen een sleutelrol bij het reguleren van de bloedglucoseconcentratie, die later in dit artikel in de sectie over homeostase zal worden besproken.

Bijnieren

Er zijn twee bijnieren - één boven elke nier. Ze zijn ruwweg driehoekig van vorm, ongeveer 3 cm breed en elk weegt 4-6 g (Lack en Paal, 2020). Bijnieren hebben twee belangrijke regio's:

  • Bijnierschors (buitenste regio) - dit produceert steroïde hormonen, waaronder het langdurige stresshormoon cortisol, aldosteron (dat de natrium- en kaliumspiegels in het bloed regelt) en een groep testosteronachtige hormonen die androgenen worden genoemd
  • Bijniermerg (binnenste regio) - dit produceert adrenaline (epinefrine) en noradrenaline (norepinefrine). Deze 'vecht-of-vlucht'-hormonen - die meestal worden geproduceerd wanneer een persoon wordt bedreigd, bang of opgewonden - werken voornamelijk om de sympathische tak van het autonome zenuwstelsel te activeren en het lichaam voor te bereiden op onmiddellijke actie.

Eierstokken en testikels

De eierstokken zijn de primaire voortplantingsorganen bij vrouwen, die verantwoordelijk zijn voor de productie van eicellen. Rijpe eierstokken zijn tamelijk onregelmatig, klonterig en amandelvormig, meestal 3-5 cm lang en wegen 5-8 g, hoewel ze op latere leeftijd de neiging hebben kleiner te worden (Wallace en Kelsey, 2004). De eicellen ontwikkelen zich in met vocht gevulde zakjes die follikels worden genoemd. Naarmate de follikels groter worden, geven ze oestrogeen af, het vrouwelijke geslachtshormoon dat de verdikking van het baarmoederslijmvlies (endometrium) bevordert.

Zodra een follikel scheurt en zijn rijpe eicel tijdens de eisprong in de eileider afgeeft, storten de overblijfselen van de follikel in een structuur die het corpus luteum (geel lichaam) wordt genoemd. Dit produceert het tweede belangrijke vrouwelijke geslachtshormoon, progesteron, dat het endometrium voorbereidt op implantatie van een bevruchte eicel (zygote) en vervolgens de integriteit van de endometriale voering handhaaft, mocht implantatie plaatsvinden.

De testikels (testikels) zijn de gepaarde primaire voortplantingsorganen bij mannen, die verantwoordelijk zijn voor de productie van spermatozoa. Ze zijn ovaal van vorm en zijn bij volwassen mannetjes doorgaans 4,5-5,1 cm lang en wegen 15-19 g (Silber, 2018). Elke testis bevat een gespecialiseerde groep endocriene cellen, interstitiële cellen genaamd, die het mannelijke geslachtshormoon testosteron produceren. Dit is een anabole steroïde die in grotere hoeveelheden wordt geproduceerd tijdens de puberteit, wanneer het de spierontwikkeling, de groei van gezichts- en lichaamshaar en de uitzetting van het strottenhoofd bevordert, wat leidt tot een verdieping van de stem.

"Er is gesuggereerd dat het microbiële bioom (de diverse micro-organismen die het lichaam koloniseren) ook functioneert als een virtueel endocrien orgaan"

Hormonen als chemische signalen

Hormonen worden traditioneel gedefinieerd als chemische signalen die tegenwoordig in het bloed naar hun doelweefsels worden getransporteerd, maar die definitie wordt vaak uitgebreid om alle chemische boodschappers te omvatten die zich met hoge affiniteit aan doelcellen binden. Tot nu toe zijn er meer dan 100 hormonen in het menselijk lichaam geïdentificeerd, en dit loopt op tot meer dan 200 als hormoonachtige stoffen worden opgenomen (Silver en Kriegsfeld, 2001).

Hormonen oefenen hun fysiologische effecten uit door te binden aan specifieke receptoren die geassocieerd zijn met hun doelcellen (Fig 3). Er zijn veel geneesmiddelen ontwikkeld om zich op deze receptorplaatsen te richten, ofwel om de werking van hormonen na te bootsen (bijvoorbeeld in het geval van een hormoondeficiëntie zoals hypothyreoïdie, die wordt behandeld met levothyroxine) ofwel om te werken als competitieve antagonisten om de receptor fysiek te blokkeren. , waardoor wordt voorkomen dat het natuurlijke hormoon zich bindt en zijn effect uitoefent. Hormonen kunnen grofweg worden onderverdeeld in drie hoofdklassen:

Peptide hormonen

Dit zijn de grootste hormonen, met relatief hoge molecuulgewichten. Het zijn eiwitachtige chemische signalen, bestaande uit ketens van aminozuren van verschillende lengtes. Voorbeelden zijn:

Sommige peptidehormonen worden aanvankelijk geproduceerd als inactieve vormen, pro-hormonen genaamd. Een goed voorbeeld is insuline, dat eerst wordt gesynthetiseerd als een veel groter molecuul, pro-insuline genaamd, en vervolgens wordt gesplitst in zijn actieve, kortere vorm voordat het in het bloed wordt afgegeven.

Peptidehormonen hebben de neiging hun effecten uit te oefenen door zich te binden aan receptoren op het oppervlak van de plasmamembranen van doelcellen, zoals weergegeven in figuur 3. Dit veroorzaakt een verscheidenheid aan transmembraangebeurtenissen, wat leidt tot de productie van tweede boodschappers (zoals cyclisch adenosinemonofosfaat) , die vervolgens het gewenste effect van het hormoon in de doelcel initiëren (Foster et al, 2019).

Steroïde hormonen

Steroïdhormonen zijn lipiden (vetten), meestal rechtstreeks afgeleid van cholesterol, dat fungeert als een voorlopermolecuul voor de biosynthese van steroïden. Voorbeelden zijn:

Omdat steroïde hormonen lipiden zijn, diffunderen ze snel door de fosfolipide dubbellaag van hun doelcelmembranen (Fig 3) en oefenen ze hun effecten uit door zich te binden aan receptoren in het cytoplasma of de kern (Ozawa, 2006). Steroïde hormonen hebben de neiging hun gewenste effecten te versnellen door de activiteit van bepaalde genen in cellen te moduleren.

Van aminozuren afgeleide hormonen

Deze worden gesynthetiseerd uit aminozuren, net als kleine moleculen met een laag molecuulgewicht. Voorbeelden zijn:

  • Adrenaline (epinefrine), afgeleid van tyrosine
  • Schildklierhormonen thyroxine T4 en T3, afgeleid van tyrosine
  • Melatonine (dat helpt om de slaap te reguleren), afgeleid van tryptofaan (Kleine en Rossmanith, 2016).

Net als peptidehormonen binden sommige van aminozuren afgeleide hormonen, zoals adrenaline, zich aan receptoren op het oppervlak van doelcelplasmamembranen. Anderen echter, zoals T3 van de schildklier, passeren de plasmamembranen van hun doelcellen en binden zich aan receptoren in de cel op een vergelijkbare manier als steroïde hormonen.

Lokaal werkende hormonen: autocrien en paracrien

Naast de hormonen die worden uitgescheiden door de belangrijkste endocriene klieren, zijn er verschillende lokaal werkende hormoonachtige stoffen. Deze komen meestal vrij in de interstitiële vloeistof (de dunne laag weefselvloeistof die de meeste cellen omgeeft) en oefenen hun effect uit in de lokale omgeving.

Autocoïden zijn chemische signalen die door een cel worden afgegeven en die hun effecten op diezelfde cel uitoefenen. paracriene signalen werken op grotere schaal en beïnvloeden naburige cellen in de directe omgeving (Alberts et al, 2015). Deze lokaal werkende hormonen - zowel autocriene als paracriene - worden meestal snel afgebroken voordat ze in de grotere bloedsomloop terecht kunnen komen. Goede voorbeelden zijn de eicosanoïden, een grote familie van van lipiden afgeleide moleculen, waaronder de prostaglandinen, tromboxanen, leukotriënen en lipoxines (O'Donnell et al, 2009).

Prostaglandinen en de koortsreactie

Koorts (pyrexie) wordt vaak geassocieerd met infectie. Wanneer fagocytische leukocyten (witte bloedcellen), zoals monocyten, infectieplaatsen binnendringen en pathogenen beginnen te vangen en te doden, geven ze een cytokine vrij (een signaalstof die wordt geproduceerd door immuuncellen) genaamd interleukine-1 (IL-1). IL-1 is een klein peptide dat in het bloed circuleert voordat het zich bindt aan receptoren op cellen in de hypothalamus - het gebied van de hersenen dat het thermoregulerende centrum bevat dat verantwoordelijk is voor het regelen van de lichaamstemperatuur, die gewoonlijk een instelpunt heeft van ongeveer 37 ° C (Ridder et al, 2020).

Zodra IL-1 zich aan zijn receptor heeft gebonden, wordt het enzym cyclo-oxygenase (COX) geactiveerd, wat leidt tot de productie van de eicosanoïde, prostaglandine E2 (PGE2). Dit lokaal werkende signaal verschuift het instelpunt van de hypothalamus naar boven (meestal tot ongeveer 38°). C-39°C), wat leidt tot koorts (Eskilsson et al, 2017).

Koorts is een nuttige reactie tijdens infectie, omdat het de replicatie van pathogenen kan vertragen, terwijl het tegelijkertijd het doden van pathogenen door leukocyten versnelt en verbetert. Koorts brengt echter ook enzymen in de lichaamscellen buiten hun normale optimale temperatuur van 37°C, waardoor de biochemische reacties die nodig zijn voor het leven worden vertraagd. Hierdoor kunnen mensen malaise ervaren en zich algemeen onwel voelen totdat de infectie is verholpen en de temperatuur weer normaal kan worden.

Als de koorts extreem hoog wordt (≥40°C), is er een verhoogd risico op koortsstuipen. Antipyretica - waaronder veel voorkomende niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen (NSAID's), zoals aspirine - kunnen worden gegeven om de koorts te verminderen. NSAID's werken voornamelijk door de activiteit van het enzym COX te remmen, waardoor de productie van PGE2 wordt voorkomen en het instelpunt van het thermoregulerende centrum naar boven wordt verschoven.

Als de koorts van een patiënt moet worden verminderd, is het gebruikelijk om het gebruik van antipyretica te combineren met interventies zoals het verminderen van beddengoed - bijvoorbeeld luchtcirculerende of watercirculerende dekens of hydrogel-gecoate watercirculerende pads kunnen ook worden gebruikt. gebruikt. Er is geen bewijs dat ventilatoren helpen bij het reguleren van de temperatuur en vermeden moeten worden omdat ze het risico op rillingen kunnen vergroten (Doyle en Schortgen, 2016).

Het endocriene systeem en homeostase

Een gemiddelde volwassen mens met een gewicht van 70 kg zou ongeveer 30-40 biljoen cellen bevatten (Sender et al, 2016). Om elke cel effectief te laten functioneren, moet deze op de juiste temperatuur en pH worden gehouden en worden voorzien van een gestage stroom van voedingsstoffen en zuurstof. Tegelijkertijd heeft de lokale omgeving van elke cel alle afvalmetabolieten, zoals koolstofdioxide en ureum, nodig om efficiënt te worden verwijderd.

Homoeostase kan breed worden gedefinieerd als het vermogen om een ​​relatief stabiele interne omgeving te behouden die essentieel is voor een goede gezondheid en overleving (Modell et al, 2015). Een groot aantal variabelen in het lichaam is onderhevig aan voortdurende en significante fluctuaties, en de meeste van de belangrijkste orgaansystemen van het lichaam zijn erop gericht deze variabelen binnen hun normale fysiologische bereik te houden.

De interne biochemische processen die nodig zijn voor het leven worden voornamelijk aangedreven door biologische katalysatoren die bekend staan ​​als enzymen, die over het algemeen in twee categorieën vallen:

  • Anabole enzymen – deze zijn verantwoordelijk voor de opbouw van moleculen in het lichaam. DNA-polymerase bouwt bijvoorbeeld nieuwe DNA-moleculen op die nodig zijn voor celdeling en -groei, terwijl glycogeensynthase afzonderlijke glucosemoleculen opneemt en deze polymeriseert (verbindt) om lange, vertakte ketens van glycogeen (dierlijk zetmeel) te vormen, dat wordt opgeslagen in grote hoeveelheden in lever en spieren
  • Katabole enzymen – deze breken moleculen af ​​en omvatten de enzymen van het spijsverteringskanaal, die de macromoleculen (grote, complexe moleculen) van voedsel verteren tot eenvoudige componenten die door het lichaam kunnen worden opgenomen en gebruikt. Andere belangrijke katabole enzymen zijn die welke betrokken zijn bij cellulaire ademhaling, waarbij suikers worden gemetaboliseerd (meestal in aanwezigheid van zuurstof) om de energie vrij te geven die nodig is voor het leven.

Anabole en katabole enzymen kunnen alleen efficiënt functioneren in nauwe temperatuur- en pH-bereiken, ze vereisen ook een constante toevoer van de substraatmoleculen waarop ze werken (Puri, 2018). Om bijvoorbeeld aëroob cellulair metabolisme te laten plaatsvinden, hebben de ademhalingsenzymen in cellen een gestage stroom glucose en zuurstof nodig.

De homeostatische mechanismen die zorgen voor een stabiele omgeving in het lichaam, zijn afhankelijk van een proces dat negatieve feedback wordt genoemd en dat hieronder wordt besproken.

Setpoints, negatieve feedback en de rol van hormonen

Voor elke variabele in het menselijk lichaam is er een hypothetische ideale waarde - het setpoint. Het instelpunt voor glucose is bijvoorbeeld ongeveer 5 mmol/L (Fig 4) bij 5 mmol/L, menselijke cellen worden voorzien van een constante toevoer van glucose, die kan worden gebruikt om energie vrij te maken tijdens cellulaire ademhaling.

Het lichaam streeft ernaar om variabelen zo dicht mogelijk bij hun setpoints te houden met behulp van negatieve feedbackmechanismen. Tijdens negatieve feedback worden eventuele afwijkingen van het instelpunt tegengegaan en geminimaliseerd, waardoor een variabele binnen een smal, normaal fysiologisch bereik kan worden beperkt. Als de bloedglucoseconcentratie gedurende de dag wordt gemeten, zal deze naar verwachting rond de ingestelde waarde schommelen. Als voorbeeld: na inspanning daalt de bloedglucoseconcentratie meestal omdat glucose wordt gebruikt om energie te leveren voor spiercontractie, omgekeerd stijgt het bloedglucoseniveau na een koolhydraatrijke maaltijd of snack (zoals een chocoladereep).

Hormonen spelen vaak een belangrijke rol bij negatieve feedback en werken vaak samen in antagonistische paren. Figuur 4 laat zien dat wanneer de bloedglucoseconcentratie stijgt, het hormoon insuline vrijkomt, dit bevordert de opname van glucose door de lichaamscellen en de bloedglucosespiegel daalt. Omgekeerd, als de bloedglucoseconcentratie daalt, komt het hormoon glucagon vrij. Dit stimuleert de afgifte van opgeslagen glucose uit de lever, waardoor de bloedglucose weer stijgt. De twee pancreashormonen, insuline en glucagon, werken antagonistisch ten opzichte van elkaar om de bloedglucoseconcentratie effectief te beperken tot het normale fysiologische bereik van 4-6 mmol / L (Knight et al, 2020).

Effecten van variabelen buiten hun normale bereik

Eén op de 14 mensen in het VK heeft de chronische stofwisselingsziekte, diabetes mellitus, wat betekent dat ze geen insuline meer produceren (type 1) of resistent worden tegen de effecten ervan (type 2). Zonder een effectieve insulinerespons zal de bloedglucoseconcentratie duidelijk boven het normale fysiologische bereik stijgen. Sommige niet-gediagnosticeerde patiënten met diabetes kunnen ernstig hoge bloedglucoseconcentraties van >33 mmol/L hebben die onmiddellijke behandeling vereisen. Een verhoogde bloedglucose wordt hyperglykemie genoemd en is het belangrijkste klinische kenmerk van diabetes.

Veel patiënten met diabetes injecteren insuline om hun bloedglucosespiegels te reguleren en te normaliseren. Soms kunnen sommigen te veel insuline injecteren of onvoldoende koolhydraten eten, zodat hun bloedglucoseconcentratie ver onder het normale fysiologische bereik valt. Dit wordt hypoglykemie genoemd en kan uiterst gevaarlijk zijn. Indien uitgesproken, kan hypoglykemie leiden tot mentale stoornissen, gedragsveranderingen, bewusteloosheid, coma en mogelijk overlijden (Mukherjee et al, 2011).

Het voorbeeld van hyperglykemie en hypoglykemie laat zien hoe, wanneer een variabele voor langere tijd buiten het normale bereik wordt gehouden, deze schadelijk is voor de gezondheid en leidt tot pathologie (ziektetoestanden) zowel hyperglykemie als hypoglykemie komen vaak voor bij slecht behandelde diabetes .

Conclusie

Dit artikel heeft een algemeen overzicht gegeven van de aard van hormonen, samen met de belangrijkste endocriene klieren en hun belang bij het reguleren en coördineren van vitale lichaamsfuncties. Elk van de belangrijkste endocriene klieren en hun hormonale secreties zullen later in de serie in meer detail worden onderzocht. Deel 2 richt zich op de hypothalamus en hypofyse.

Belangrijkste punten:

  • Het endocriene systeem omvat klieren en weefsels die hormonen afscheiden om vitale functies in het lichaam te reguleren en te coördineren
  • Endocriene klieren verschillen van exocriene klieren doordat ze hun afscheidingen direct in de bloedbaan afgeven, in plaats van in een centraal kanaal
  • Door de zeer vasculaire aard van de endocriene klieren kunnen variabelen in het bloed continu worden gecontroleerd en kunnen geschikte hormonen snel in de bloedsomloop worden afgegeven
  • Hormonen oefenen hun fysiologische effecten uit door zich te binden aan specifieke receptoren die geassocieerd zijn met hun doelcellen
  • Hormonen reguleren fysiologische processen en zijn de sleutel tot het handhaven van het homo-eostatisch evenwicht in het lichaam

Ook in deze serie

  • Test uw kennis met Nursing Times Self-assessment na het lezen van dit artikel. Scoort u 80% of meer, dan ontvangt u een gepersonaliseerd certificaat dat u kunt downloaden en opslaan in uw NT-portfolio als CPD- of revalidatiebewijs.

Alberts B et al (2015) De moleculaire biologie van de cel. Garland Wetenschap.

Dorion D (2017) Schildklier anatomie. reference.medscape.com, 30 november.

Doyle JF, Schortgen F (2016) Moeten we koorts behandelen? En hoe doen we het? Kritieke zorg 20, 303.

Eskilsson A et al (2017) Immuun-geïnduceerde koorts Is afhankelijk van lokale maar niet gegeneraliseerde prostaglandine E2-synthese in de hersenen. Journal of Neuroscience 37: 19, 5035-5044.

Foster SR et al (2019) Ontdekking van menselijke signaleringssystemen: peptiden koppelen aan G-eiwit-gekoppelde receptoren. Cel 179: 4, 895-908.

Ganapathy MK, Tadi P (2020) Anatomie, hoofd en nek, hypofyse. StatParels.

Kleine B, Rossmanith WG (2016) Hormonen en het endocriene systeem. springer.

Ridder J et al (2020) Het endocriene systeem. In: Anatomie en fysiologie in de verpleegkunde begrijpen. Verstandig.

Gebrek EE, Paal E (2020) Bijnieren. In: Cheng L et al (eds) Urologische chirurgische pathologie. Elsevier.

Langhals DS (2021) Anatomie en histologie van de pancreas. De pancreapedie: kennisbank over exocriene pancreas. doi: 10.3998/panc.2021.01.

Model H et al (2015) De kijk van een fysioloog op homeostase. Vooruitgang in het fysiologieonderwijs 39: 4, 259-266.

Moser SC, van der Eerden BCJ (2019) Osteocalcine – een veelzijdig van botten afgeleid hormoon. Grenzen in de endocrinologie 9: 794.

Mukherjee E et al (2011) Endocriene en metabole noodsituaties: hypoglykemie. Therapeutische vooruitgang in endocrinologie en metabolisme 2: 2, 81-93.

O'Callaghan TF et al (2016) Het darmmicrobioom als een virtueel endocrien orgaan met implicaties voor de endocrinologie van boerderijen en huisdieren. Endocrinologie bij huisdieren 56: S44-S55.

O'Donnell VB et al (2009) Eicosanoïden: generatie en detectie in zoogdiercellen. Methoden in moleculaire biologie 462: 5-23.

Ozawa H (2006) Steroïde hormonen, hun receptoren en neuro-endocriene systeem. Journal of Nippon Medical School 72: 6, 316-325.

Puri D (2018) Leerboek medische biochemie. Elsevier.

Afzender R et al (2016) Herziene schattingen voor het aantal menselijke en bacteriële cellen in het lichaam. PLoS Biologie 14: 8, e1002533.

Zilver S (2018) Grondbeginselen van mannelijke onvruchtbaarheid. springer.

Zilver R, Kriegsfeld LJ (2001) Hormonen en gedrag. Wiley online bibliotheek.

Wallace WH, Kelsey TW (2004) Ovariumreserve en reproductieve leeftijd kunnen worden bepaald door meting van het ovariumvolume door transvaginale echografie. Menselijke reproductie 19: 7, 1612-1617.


Endocriene systeemorganen

De klieren van het endocriene systeem omvatten:

  1. Hypothalamus: Het regelt de lichaamstemperatuur, reguleert emoties, honger, dorst, slaap, stemmingen en maakt de productie van hormonen mogelijk.
  2. Hypofyse: De hypofyse bevindt zich onder de hypothalamus. De hormonen die het produceert, beïnvloeden de groei en voortplanting. Ze kunnen ook de functie van andere endocriene klieren regelen.
  3. pijnappelklier: Pijnappelklier is ook bekend als de thalamus. Het produceert serotoninederivaten van melatonine, die het slaappatroon beïnvloeden.
  4. Schildklier: De schildklier bevindt zich in het voorste deel van uw nek. Het is erg belangrijk voor de stofwisseling.
  5. bijschildklier: Deze klier helpt bij het beheersen van de hoeveelheid calcium die in het lichaam aanwezig is.
  6. Thymus: Het helpt bij de aanmaak van T-cellen, het functioneren van het adaptieve immuunsysteem en de rijping van de thymus.
  7. Bijnier: Deze klier produceert de hormonen die de geslachtsdrift, cortisol en stresshormoon regelen.
  8. Alvleesklier: Deze klier is betrokken bij de productie van insulinehormonen, die een cruciale rol spelen bij het op peil houden van de bloedsuikerspiegel.
  9. Testes: Bij mannen scheiden de teelballen het mannelijke geslachtshormoon testosteron af. Het produceert ook sperma.
  10. eierstokken: In het vrouwelijke voortplantingssysteem geven de eierstokken oestrogeen, progesteron, testosteron en andere vrouwelijke geslachtshormonen af.

Functie van het endocriene systeem

Het is verantwoordelijk voor het reguleren van een reeks lichaamsfuncties door de afgifte van hormonen. Hormonen worden uitgescheiden door de klieren van het endocriene systeem en reizen door de bloedbaan naar verschillende organen en weefsels in het lichaam. De hormonen vertellen deze organen en weefsels vervolgens wat ze moeten doen of hoe ze moeten functioneren. Enkele voorbeelden van lichaamsfuncties die worden gecontroleerd door het endocriene systeem zijn:


37: Het endocriene systeem - biologie

MCAT CARS Strategie-proefsessie - dinsdag om 20.00 uur ET! Reserveer plek

MCAT CARS Strategie-proefsessie - dinsdag om 20.00 uur ET!
Reserveer plek

Het endocrien systeem

Het endocriene en zenuwstelsel werken samen om te fungeren als een communicatiesysteem voor het menselijk lichaam dat homeostatische functies en gedrag regelt.

De endocrien systeem fungeert als een communicatiemiddel in het menselijk lichaam en werkt samen met het zenuwstelsel om te communiceren met de andere interne systemen van het lichaam. Zowel het zenuwstelsel als het endocriene systeem sturen berichten overal in het menselijk lichaam. Sommige van deze berichten hebben invloed op het gedrag.

Hormonen zijn chemicaliën in het endocriene systeem die de fysiologische activiteit beïnvloeden. Ze worden door het ene weefsel uitgescheiden en door de bloedbaan naar een ander weefsel getransporteerd. Hormonen hebben een hoge mate van specificiteit, wat betekent dat ze alleen reageren met bepaalde receptoren in het lichaam. De beste manier om hormonen te beschrijven, is door te denken aan een slot en een sleutel: alleen een bepaald hormoon (slot) kan een bepaalde reactie veroorzaken in het receptieve weefsel (sleutel) van je lichaam.

Er zijn acht grote endocriene klieren, elk met een andere functie.

– Hypofyse klier: het “brein” van het endocriene systeem regelt alle zeven andere klieren en scheidt groeihormoon af.
– Schildklier: regelt de stofwisseling van een persoon, de hoeveelheid energie die een persoon in rust dagelijks verbruikt.
– Thymus: helpt bij de ontwikkeling van het immuunsysteem van een persoon.
– Bijnier: reguleert de vocht- en natriumbalans in het lichaam en scheidt epinefrine (“adrenaline”) af wanneer het lichaam onder stress staat, waardoor de vecht-of-vluchtreactie ontstaat.
– Eierstokken (bij vrouwen) en testikels (bij mannen): controleren de ontwikkeling van secundaire geslachtskenmerken.
– Pancreaseilandjes: reguleren de bloedsuikerspiegel.
– Pineal gland: regulates biorhythms and mood, and stimulates the onset of puberty.

The endocrine system affects behaviour by controlling key functions in the body. For example, the hypothalamus controls the basic drives for hunger, thirst and sexual attraction, determining behaviour and responses to stimuli. The testes secrete testosterone which in men and women is both linked to the sexual arousal. The hormone serotonin in the brain determines mood levels. Estrogen in females is important in the mood changes of women particularly in the menopause where it can cause low arousal, depression and irritability. The best example is secreted by the adrenal glands, norepinephrine and epinephrine are hormones which cause the body to initiate the fight or flight response causing fear and aggression.

Oefenvragen

Khan Academie

Officiële MCAT-voorbereiding (AAMC)

Biologie Vragenpakket, Vol. 1 Passage 6 Question 37

Biologie Vragenpakket, Vol. 2 Passage 13 Question 87

Sample Test B/B Section Passage 8 Question 41


Belangrijkste punten

• The endocrine system acts as a communication tool for the human body, working in tandem with the nervous system to communicate with the body’s other internal systems.

• The endocrine system differs from the nervous system in that its chemical signals are slower-moving and longer-lasting.

• Hormones act as chemical messengers within the body, telling it to perform specific physical and mental functions.

• There are eight major endocrine glands, each performing a different function: the pituitary gland, the thyroid, the thymus gland, the adrenal gland, the ovaries (female) and testes (male), the pancreatic islets, and the pineal gland

• Hormones can alter human behaviour by driving survival functions (fight or flight) and processes such as hunger and excretion.

Epinephrine: (adrenaline) an amino acid-derived hormone secreted by the adrenal gland in response to stress

Hormone: a chemical that is made by specialist cells, usually within an endocrine gland, and it is released into the bloodstream

endocrien systeem: the collection of glands that produce hormones that regulate bodily processes

Klier: an organ that synthesizes a substance, such as hormones or breast milk, and releases it, often into the bloodstream or into cavities inside the body or on its outer surface


Endocrien systeem

The endocrine system produces hormones that function to control and regulate many different body processes. The endocrine system coordinates with the nervous system to control the functions of the other organ systems. Cells of the endocrine system produce molecular signals called hormones. These cells may compose endocrine glands, may be tissues or may be located in organs or tissues that have functions in addition to hormone production. Hormones circulate throughout the body and stimulate a response in cells that have receptors able to bind with them. The changes brought about in the receiving cells affect the functioning of the organ system to which they belong. Many of the hormones are secreted in response to signals from the nervous system, thus the two systems act in concert to effect changes in the body.

Hormones

Het handhaven van homeostase in het lichaam vereist de coördinatie van veel verschillende systemen en organen. One mechanism of communication between neighboring cells, and between cells and tissues in distant parts of the body, occurs through the release of chemicals called hormones. Hormones are released into body fluids, usually blood, which carries them to their target cells where they elicit a response. The cells that secrete hormones are often located in specific organs, called endocriene klieren, and the cells, tissues, and organs that secrete hormones make up the endocrine system. Examples of endocrine organs include the pancreas, which produces the hormones insulin and glucagon to regulate blood-glucose levels, the adrenal glands, which produce hormones such as epinephrine and norepinephrine that regulate responses to stress, and the thyroid gland, which produces thyroid hormones that regulate metabolic rates.

The endocrine glands differ from the exocrine glands. Exocrine glands secrete chemicals through ducts that lead outside the gland (not to the blood). For example, sweat produced by sweat glands is released into ducts that carry sweat to the surface of the skin. The pancreas has both endocrine and exocrine functions because besides releasing hormones into the blood. It also produces digestive juices, which are carried by ducts into the small intestine.

Endocrinologist An endocrinologist is a medical doctor who specializes in treating endocrine disorders. Een endocriene chirurg is gespecialiseerd in de chirurgische behandeling van endocriene ziekten en klieren. Some of the diseases that are managed by endocrinologists include disorders of the pancreas (diabetes mellitus), disorders of the pituitary (gigantism, acromegaly, and pituitary dwarfism), disorders of the thyroid gland (goiter and Graves’ disease), and disorders of the adrenal glands (Cushing’s disease and Addison’s disease).

Endocrinologen zijn verplicht om patiënten te beoordelen en endocriene aandoeningen te diagnosticeren door uitgebreid gebruik te maken van laboratoriumtests. Veel endocriene ziekten worden gediagnosticeerd met behulp van tests die het functioneren van endocriene organen stimuleren of onderdrukken. Vervolgens worden bloedmonsters afgenomen om het effect te bepalen van het stimuleren of onderdrukken van een endocrien orgaan op de productie van hormonen. Om bijvoorbeeld diabetes mellitus te diagnosticeren, moeten patiënten 12 tot 24 uur vasten. They are then given a sugary drink, which stimulates the pancreas to produce insulin to decrease blood-glucose levels. Een tot twee uur nadat de suikerdrank is geconsumeerd, wordt een bloedmonster genomen. If the pancreas is functioning properly, the blood-glucose level will be within a normal range. Een ander voorbeeld is de A1C-test, die kan worden uitgevoerd tijdens bloedonderzoek. The A1C test measures average blood-glucose levels over the past two to three months. The A1C test is an indicator of how well blood glucose is being managed over a long time.

Once a disease such as diabetes has been diagnosed, endocrinologists can prescribe lifestyle changes and medications to treat the disease. Some cases of diabetes mellitus can be managed by exercise, weight loss, and a healthy diet in other cases, medications may be required to enhance insulin’s production or effect. Als de ziekte op deze manier niet onder controle te krijgen is, kan de endocrinoloog insuline-injecties voorschrijven.

Naast de klinische praktijk kunnen endocrinologen ook betrokken zijn bij primaire onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteiten. Zo onderzoekt lopend onderzoek naar eilandjestransplantatie hoe gezonde pancreaseilandjescellen kunnen worden getransplanteerd in diabetespatiënten. Succesvolle eilandtransplantaties kunnen patiënten in staat stellen te stoppen met het nemen van insuline-injecties.

Hoe hormonen werken

Hormones cause changes in target cells by binding to specific cell-surface or intracellular hormone receptors, molecules embedded in the cell membrane or floating in the cytoplasm with a binding site that matches a binding site on the hormone molecule. Op deze manier, hoewel hormonen door het lichaam circuleren en in contact komen met veel verschillende celtypen, beïnvloeden ze alleen cellen die over de nodige receptoren beschikken. Receptors for a specific hormone may be found on or in many different cells or may be limited to a small number of specialized cells. Schildklierhormonen werken bijvoorbeeld op veel verschillende weefseltypes in en stimuleren de metabolische activiteit door het hele lichaam. Cellen kunnen veel receptoren hebben voor hetzelfde hormoon, maar hebben vaak ook receptoren voor verschillende soorten hormonen. Het aantal receptoren dat op een hormoon reageert, bepaalt de gevoeligheid van de cel voor dat hormoon en de resulterende cellulaire respons. Additionally, the number of receptors available to respond to a hormone can change over time, resulting in increased or decreased cell sensitivity. In up-regulation, the number of receptors increases in response to rising hormone levels, making the cell more sensitive to the hormone and allowing for more cellular activity. When the number of receptors decreases in response to rising hormone levels, called down-regulation, cellular activity is reduced.

Endocrine Glands

The endocrine glands secrete hormones into the surrounding interstitial fluid those hormones then diffuse into blood and are carried to various organs and tissues within the body. The endocrine glands include the pituitary, thyroid, parathyroid, adrenal glands, gonads, pineal, and pancreas.

De hypofyse, sometimes called the hypophysis, is located at the base of the brain ([link]een). It is attached to the hypothalamus. The posterior lobe stores and releases oxytocin and antidiuretic hormone produced by the hypothalamus. The anterior lobe responds to hormones produced by the hypothalamus by producing its own hormones, most of which regulate other hormone-producing glands.

The anterior pituitary produces six hormones: growth hormone, prolactin, thyroid-stimulating hormone, adrenocorticotropic hormone, follicle-stimulating hormone, and luteinizing hormone. Growth hormone stimulates cellular activities like protein synthesis that promote growth. Prolactin stimulates the production of milk by the mammary glands. The other hormones produced by the anterior pituitary regulate the production of hormones by other endocrine tissues ([link]). The posterior pituitary is significantly different in structure from the anterior pituitary. It is a part of the brain, extending down from the hypothalamus, and contains mostly nerve fibers that extend from the hypothalamus to the posterior pituitary.

De schildklier is located in the neck, just below the larynx and in front of the trachea ([link]B). It is a butterfly-shaped gland with two lobes that are connected. The thyroid follicle cells synthesize the hormone thyroxine, which is also known as T4 because it contains four atoms of iodine, and triiodothyronine, also known as T3 because it contains three atoms of iodine. t3 en T4 are released by the thyroid in response to thyroid-stimulating hormone produced by the anterior pituitary, and both T3 en T4 have the effect of stimulating metabolic activity in the body and increasing energy use. A third hormone, calcitonin, is also produced by the thyroid. Calcitonin is released in response to rising calcium ion concentrations in the blood and has the effect of reducing those levels.

Most people have four bijschildklieren however, the number can vary from two to six. These glands are located on the posterior surface of the thyroid gland ([link]B).

The parathyroid glands produce parathyroid hormone. Parathyroid hormone increases blood calcium concentrations when calcium ion levels fall below normal.

De bijnieren are located on top of each kidney ([link]C). The adrenal glands consist of an outer adrenal cortex and an inner adrenal medulla. These regions secrete different hormones.

The adrenal cortex produces mineralocorticoids, glucocorticoids, and androgens. The main mineralocorticoid is aldosterone, which regulates the concentration of ions in urine, sweat, and saliva. Aldosterone release from the adrenal cortex is stimulated by a decrease in blood concentrations of sodium ions, blood volume, or blood pressure, or by an increase in blood potassium levels. The glucocorticoids maintain proper blood-glucose levels between meals. They also control a response to stress by increasing glucose synthesis from fats and proteins and interact with epinephrine to cause vasoconstriction. Androgens are sex hormones that are produced in small amounts by the adrenal cortex. They do not normally affect sexual characteristics and may supplement sex hormones released from the gonads. The adrenal medulla contains two types of secretory cells: one that produces epinephrine (adrenaline) and another that produces norepinephrine (noradrenaline). Epinephrine and norepinephrine cause immediate, short-term changes in response to stressors, inducing the so-called fight-or-flight response. The responses include increased heart rate, breathing rate, cardiac muscle contractions, and blood-glucose levels. They also accelerate the breakdown of glucose in skeletal muscles and stored fats in adipose tissue, and redirect blood flow toward skeletal muscles and away from skin and viscera. The release of epinephrine and norepinephrine is stimulated by neural impulses from the sympathetic nervous system that originate from the hypothalamus.

De pancreas is an elongate organ located between the stomach and the proximal portion of the small intestine ([link]NS). It contains both exocrine cells that excrete digestive enzymes and endocrine cells that release hormones.

The endocrine cells of the pancreas form clusters called pancreatic islets or the islets of Langerhans. Among the cell types in each pancreatic islet are the alpha cells, which produce the hormone glucagon, and the beta cells, which produce the hormone insulin. These hormones regulate blood-glucose levels. Alpha cells release glucagon as blood-glucose levels decline. When blood-glucose levels rise, beta cells release insulin. Glucagon causes the release of glucose to the blood from the liver, and insulin facilitates the uptake of glucose by the body’s cells.

The gonads—the male testes and female ovaries—produce steroid hormones. The testes produce androgens, testosterone being the most prominent, which allow for the development of secondary sex characteristics and the production of sperm cells. The ovaries produce estrogen and progesterone, which cause secondary sex characteristics, regulate production of eggs, control pregnancy, and prepare the body for childbirth.

There are several organs whose primary functions are non-endocrine but that also possess endocrine functions. These include the heart, kidneys, intestines, thymus, and adipose tissue. The heart has endocrine cells in the walls of the atria that release a hormone in response to increased blood volume. It causes a reduction in blood volume and blood pressure, and reduces the concentration of Na + in the blood.

The gastrointestinal tract produces several hormones that aid in digestion. The endocrine cells are located in the mucosa of the GI tract throughout the stomach and small intestine. They trigger the release of gastric juices, which help to break down and digest food in the GI tract.

The kidneys also possess endocrine function. Two of these hormones regulate ion concentrations and blood volume or pressure. Erythropoietin (EPO) is released by kidneys in response to low oxygen levels. EPO triggers the formation of red blood cells in the bone marrow. EPO has been used by athletes to improve performance. But EPO doping has its risks, since it thickens the blood and increases strain on the heart it also increases the risk of blood clots and therefore heart attacks and stroke.

De thymus is found behind the sternum. The thymus produces hormones referred to as thymosins, which contribute to the development of the immune response in infants. Adipose tissue, or fat tissue, produces the hormone leptin in response to food intake. Leptin produces a feeling of satiety after eating, reducing the urge for further eating.

Endocrine Glands and Their Associated Hormones
Endocrine Gland Associated Hormones Effect
Pituitary (anterior) groeihormoon promotes growth of body tissues
prolactin promotes milk production
thyroid-stimulating hormone stimulates thyroid hormone release
adrenocorticotropic hormone stimulates hormone release by adrenal cortex
follicle-stimulating hormone stimulates gamete production
luteinizing hormone stimulates androgen production by gonads in males stimulates ovulation and production of estrogen and progesterone in females
Pituitary (posterior) antidiuretisch hormoon stimulates water reabsorption by kidneys
oxytocine stimulates uterine contractions during childbirth
Schildklier thyroxine, triiodothyronine stimulate metabolism
calcitonine reduces blood Ca 2+ levels
Parathyroid parathyroid hormone increases blood Ca 2+ levels
Adrenal (cortex) aldosteron increases blood Na + levels
cortisol, corticosterone, cortisone increase blood-glucose levels
Adrenal (medulla) epinephrine, norepinephrine stimulate fight-or-flight response
Alvleesklier insuline reduces blood-glucose levels
glucagon increases blood-glucose levels

Regulation of Hormone Production

Hormone production and release are primarily controlled by negative feedback, as described in the discussion on homeostasis. In this way, the concentration of hormones in blood is maintained within a narrow range. For example, the anterior pituitary signals the thyroid to release thyroid hormones. Increasing levels of these hormones in the blood then give feedback to the hypothalamus and anterior pituitary to inhibit further signaling to the thyroid gland ([link]).

Goiter, a disease caused by iodine deficiency, results in the inability of the thyroid gland to form T3 en T4. The body typically attempts to compensate by producing greater amounts of TSH. Which of the following symptoms would you expect goiter to cause?

  1. Hypothyroidism, resulting in weight gain, cold sensitivity, and reduced mental activity.
  2. Hyperthyroidism, resulting in weight loss, profuse sweating, and increased heart rate.
  3. Hyperthyroidism, resulting in weight gain, cold sensitivity, and reduced mental activity.
  4. Hypothyroidism, resulting in weight loss, profuse sweating, and increased heart rate.

Sectie Samenvatting

Hormones cause cellular changes by binding to receptors on or in target cells. The number of receptors on a target cell can increase or decrease in response to hormone activity.

Hormone levels are primarily controlled through negative feedback, in which rising levels of a hormone inhibit its further release.

The pituitary gland is located at the base of the brain. The anterior pituitary receives signals from the hypothalamus and produces six hormones. The posterior pituitary is an extension of the brain and releases hormones (antidiuretic hormone and oxytocin) produced by the hypothalamus. The thyroid gland is located in the neck and is composed of two lobes. The thyroid produces the hormones thyroxine and triiodothyronine. The thyroid also produces calcitonin. The parathyroid glands lie on the posterior surface of the thyroid gland and produce parathyroid hormone.

The adrenal glands are located on top of the kidneys and consist of the adrenal cortex and adrenal medulla. The adrenal cortex produces the corticosteroids, glucocorticoids and mineralocorticoids. The adrenal medulla is the inner part of the adrenal gland and produces epinephrine and norepinephrine.

The pancreas lies in the abdomen between the stomach and the small intestine. Clusters of endocrine cells in the pancreas form the islets of Langerhans, which contain alpha cells that release glucagon and beta cells that release insulin. Some organs possess endocrine activity as a secondary function but have another primary function. The heart produces the hormone atrial natriuretic peptide, which functions to reduce blood volume, pressure, and Na + concentration. The gastrointestinal tract produces various hormones that aid in digestion. The kidneys produce erythropoietin. The thymus produces hormones that aid in the development of the immune system. The gonads produce steroid hormones, including testosterone in males and estrogen and progesterone in females. Adipose tissue produces leptin, which promotes satiety signals in the brain.

Kunstverbindingen

[link] Goiter, a disease caused by iodine deficiency, results in the inability of the thyroid gland to form T3 en T4. The body typically attempts to compensate by producing greater amounts of TSH. Which of the following symptoms would you expect goiter to cause?

  1. Hypothyroidism, resulting in weight gain, cold sensitivity, and reduced mental activity.
  2. Hyperthyroidism, resulting in weight loss, profuse sweating and increased heart rate.
  3. Hyperthyroidism, resulting in weight gain, cold sensitivity, and reduced mental activity.
  4. Hypothyroidism, resulting in weight loss, profuse sweating and increased heart rate.

Beoordelingsvragen

Most of the hormones produced by the anterior pituitary perform what function?


Endocrien systeem

The endocrine system includes all of the glands of the body and the hormones produced by those glands. The glands are controlled directly by stimulation from the nervous system as well as by chemical receptors in the blood and hormones produced by other glands. By regulating the functions of organs in the body, these glands help to maintain the body’s homeostasis.

Hypothalamus
De hypothalamus maakt deel uit van de brein located superior and anterior to the brain stem and inferior to the thalamus. It serves many different functions in the zenuwstelsel, and is also responsible for the direct control of the endocrine system through the pituitary gland. The hypothalamus contains special cells called neurosecretory cells—neurons that secrete hormones:

  • Thyrotropin-releasing hormone (TRH)
  • Growth hormone-releasing hormone (GHRH)
  • Growth hormone-inhibiting hormone (GHIH)
  • Gonadotropin-releasing hormone (GnRH)
  • Corticotropin-releasing hormone (CRH)
  • Oxytocine
  • Antidiuretic hormone (ADH)

All of the releasing and inhibiting hormones affect the function of the anterior pituitary gland. TRH stimulates the anterior pituitary gland to release thyroid-stimulating hormone. GHRH and GHIH work to regulate the release of growth hormone—GHRH stimulates growth hormone release, GHIH inhibits its release. GnRH stimulates the release of follicle stimulating hormone and luteinizing hormone while CRH stimulates the release of adrenocorticotropic hormone. The last two hormones—oxytocin and antidiuretic hormone—are produced by the hypothalamus and transported to the posterior pituitary, where they are stored and later released.

Hypofyse
De hypofyse, also known as the hypophysis, is a small pea-sized lump of tissue connected to the inferior portion of the hypothalamus of the brain. Veel blood vesselssurround the pituitary gland to carry the hormones it releases throughout the body. Situated in a small depression in the sphenoid bone called the sella turcica, the pituitary gland is actually made of 2 completely separate structures: the posterior and anterior pituitary glands.

    Posterieure hypofyse: The posterior pituitary gland is actually not glandular tissue at all, but nervous tissue instead. The posterior pituitary is a small extension of the hypothalamus through which the axons of some of the neurosecretory cells of the hypothalamus extend. These neurosecretory cells create 2 hormones in the hypothalamus that are stored and released by the posterior pituitary:

  • Oxytocin triggers uterine contractions during childbirth and the release of milk during breastfeeding.
  • Antidiuretic hormone (ADH) prevents water loss in the body by increasing the re-uptake of water in the kidneys and reducing blood flow to sweat glands.
  • Thyroid stimulating hormone (TSH), as its name suggests, is a tropic hormone responsible for the stimulation of the thyroid gland.
  • Adrenocorticotropic hormone (ACTH) stimulates the adrenal cortex, the outer part of the adrenal gland, to produce its hormones.
  • Follicle stimulating hormone (FSH) stimulates the follicle cells of the gonads to produce gametes—ova in females and sperm in males.
  • Luteinizing hormone (LH) stimulates the gonads to produce the sex hormones—estrogens in females and testosterone in males.
  • Human growth hormone (HGH) affects many target cells throughout the body by stimulating their growth, repair, and reproduction.
  • Prolactin (PRL) has many effects on the body, chief of which is that it stimulates the mammary glands of the breast to produce milk.

Pineal Gland
De pijnappelklier is a small pinecone-shaped mass of glandular tissue found just posterior to the thalamus of the brain. The pineal gland produces the hormone melatonin that helps to regulate the human sleep-wake cycle known as the circadian rhythm. The activity of the pineal gland is inhibited by stimulation from the photoreceptors of the retina. This light sensitivity causes melatonin to be produced only in low light or darkness. Increased melatonin production causes humans to feel drowsy at nighttime when the pineal gland is active.

Schildklier
De schildklier is a butterfly-shaped gland located at the base of the neck and wrapped around the lateral sides of the trachea. The thyroid gland produces 3 major hormones:

Calcitonin is released when calcium ion levels in the blood rise above a certain set point. Calcitonin functions to reduce the concentration of calcium ions in the blood by aiding the absorption of calcium into the matrix of bones. The hormones T3 and T4 work together to regulate the body’s metabolic rate. Increased levels of T3 and T4 lead to increased cellular activity and energy usage in the body.

Parathyroid Glands
De bijschildklieren are 4 small masses of glandular tissue found on the posterior side of the thyroid gland. The parathyroid glands produce the hormone parathyroid hormone (PTH), which is involved in calcium ion homeostasis. PTH is released from the parathyroid glands when calcium ion levels in the blood drop below a set point. PTH stimulates the osteoclasts to break down the calcium containing bone matrix to release free calcium ions into the bloodstream. PTH also triggers the kidneys to return calcium ions filtered out of the blood back to the bloodstream so that it is conserved.

Bijnieren
De bijnieren are a pair of roughly triangular glands found immediately superior to the kidneys. The adrenal glands are each made of 2 distinct layers, each with their own unique functions: the outer adrenal cortex and inner adrenal medulla.

  • Adrenal cortex: The adrenal cortex produces many cortical hormones in 3 classes: glucocorticoids, mineralocorticoids, and androgens.
    1. Glucocorticoids have many diverse functions, including the breakdown of proteins and lipids to produce glucose. Glucocorticoids also function to reduce inflammation and immune response.
    2. Mineralocorticoids, as their name suggests, are a group of hormones that help to regulate the concentration of mineral ions in the body.
    3. Androgens, such as testosterone, are produced at low levels in the adrenal cortex to regulate the growth and activity of cells that are receptive to male hormones. In adult males, the amount of androgens produced by the testes is many times greater than the amount produced by the adrenal cortex, leading to the appearance of male secondary sex characteristics.
  • Adrenal medulla: The adrenal medulla produces the hormones epinephrine and norepinephrine under stimulation by the sympathetic division of the autonomic nervous system. Both of these hormones help to increase the flow of blood to the brain and muscles to improve the “fight-or-flight” response to stress. These hormones also work to increase heart rate, breathing rate, and blood pressure while decreasing the flow of blood to and function of organs that are not involved in responding to emergencies.

Alvleesklier
De pancreas is a large gland located in the abdominal cavity just inferior and posterior to the maag. The pancreas is considered to be a heterocrine gland as it contains both endocrine and exocrine tissue. The endocrine cells of the pancreas make up just about 1% of the total mass of the pancreas and are found in small groups throughout the pancreas called islets of Langerhans. Within these islets are 2 types of cells—alpha and beta cells. The alpha cells produce the hormone glucagon, which is responsible for raising blood glucose levels. Glucagon triggers muscle and liver cells to break down the polysaccharide glycogen to release glucose into the bloodstream. The beta cells produce the hormone insulin, which is responsible for lowering blood glucose levels after a meal. Insulin triggers the absorption of glucose from the blood into cells, where it is added to glycogen molecules for storage.

Gonads
The gonads—ovaries in females and testes in males—are responsible for producing the sex hormones of the body. These sex hormones determine the secondary sex characteristics of adult females and adult males.

  • testikels: De testes are a pair of ellipsoid organs found in the scrotum of males that produce the androgen testosterone in males after the start of puberty. Testosterone has effects on many parts of the body, including the muscles, bones, sex organs, and hair follicles. This hormone causes growth and increases in strength of the bones and muscles, including the accelerated growth of long bones during adolescence. During puberty, testosterone controls the growth and development of the sex organs and body hair of males, including pubic, chest, and facial hair. In men who have inherited genes for baldness testosterone triggers the onset of androgenic alopecia, commonly known as male pattern baldness.
  • Ovaries: De ovaries are a pair of almond-shaped glands located in the pelvic body cavity lateral and superior to the uterus in females. The ovaries produce the female sex hormones progesterone and estrogens. Progesterone is most active in females during ovulation and pregnancy where it maintains appropriate conditions in the human body to support a developing fetus. Estrogens are a group of related hormones that function as the primary female sex hormones. The release of estrogen during puberty triggers the development of female secondary sex characteristics such as uterine development, breast development, and the growth of pubic hair. Estrogen also triggers the increased growth of bones during adolescence that lead to adult height and proportions.

Thymus
De thymus is a soft, triangular-shaped organ found in the chest posterior to the sternum. The thymus produces hormones called thymosins that help to train and develop T-lymphocytes during fetal development and childhood. The T-lymphocytes produced in the thymus go on to protect the body from pathogens throughout a person’s entire life. The thymus becomes inactive during puberty and is slowly replaced by adipose tissue throughout a person’s life.

Other Hormone Producing Organs
In addition to the glands of the endocrine system, many other non-glandular organs and tissues in the body produce hormones as well.

  • Hart: The cardiac muscle tissue of the hart is capable of producing the hormone atrial natriuretic peptide (ANP) in response to high blood pressure niveaus. ANP works to reduce blood pressure by triggering vasodilation to provide more space for the blood to travel through. ANP also reduces blood volume and pressure by causing water and salt to be excreted out of the blood by the kidneys.
  • nieren: De kidneys produce the hormone erythropoietin (EPO) in response to low levels of oxygen in the blood. EPO released by the kidneys travels to the red bone marrow where it stimulates an increased production of red blood cells. The number of red blood cells increases the oxygen carrying capacity of the blood, eventually ending the production of EPO.
  • Spijsverteringsstelsel: The hormones cholecystokinin (CCK), secretin, and gastrin are all produced by the organs of the gastrointestinal tract. CCK, secretin, and gastrin all help to regulate the secretion of pancreatic juice, bile, and gastric juice in response to the presence of food in the stomach. CCK is also instrumental in the sensation of satiety or “fullness” after eating a meal.
  • Adipose: Adipose tissue produces the hormone leptin that is involved in the management of appetite and energy usage by the body. Leptin is produced at levels relative to the amount of adipose tissue in the body, allowing the brain to monitor the body’s energy storage condition. When the body contains a sufficient level of adipose for energy storage, the level of leptin in the blood tells the brain that the body is not starving and may work normally. If the level of adipose or leptin decreases below a certain threshold, the body enters starvation mode and attempts to conserve energy through increased hunger and food intake and decreased energy usage. Adipose tissue also produces very low levels of estrogens in both men and women. In obese people the large volume of adipose tissue may lead to abnormal estrogen levels.
  • Placenta: In pregnant women, the placenta produces several hormones that help to maintain pregnancy. Progesterone is produced to relax the uterus, protect the fetus from the mother’s immune system, and prevent premature delivery of the fetus. Human chorionic gonadotropin (HCG) assists progesterone by signaling the ovaries to maintain the production of estrogen and progesterone throughout pregnancy.
  • Local Hormones: Prostaglandins and leukotrienes are produced by every tissue in the body (except for blood tissue) in response to damaging stimuli. These two hormones mainly affect the cells that are local to the source of damage, leaving the rest of the body free to function normally.
    1. Prostaglandins cause swelling, inflammation, increased pain sensitivity, and increased local body temperature to help block damaged regions of the body from infection or further damage. They act as the body’s natural bandages to keep pathogens out and swell around damaged joints like a natural cast to limit movement.
    2. Leukotrienes help the body heal after prostaglandins have taken effect by reducing inflammation while helping white blood cells to move into the region to clean up pathogens and damaged tissues.

Endocrine System vs. Nervous System Function
The endocrine system works alongside of the nervous system to form the control systems of the body. The nervous system provides a very fast and narrowly targeted system to turn on specific glands and muscles throughout the body. The endocrine system, on the other hand, is much slower acting, but has very widespread, long lasting, and powerful effects. Hormones are distributed by glands through the bloodstream to the entire body, affecting any cell with a receptor for a particular hormone. Most hormones affect cells in several organs or throughout the entire body, leading to many diverse and powerful responses.

Hormone Properties
Once hormones have been produced by glands, they are distributed through the body via the bloodstream. As hormones travel through the body, they pass through cells or along the plasma membranes of cells until they encounter a receptor for that particular hormone. Hormones can only affect target cells that have the appropriate receptors. This property of hormones is known as specificity. Hormone specificity explains how each hormone can have specific effects in widespread parts of the body.

Many hormones produced by the endocrine system are classified as tropic hormones. A tropic hormone is a hormone that is able to trigger the release of another hormone in another gland. Tropic hormones provide a pathway of control for hormone production as well as a way for glands to be controlled in distant regions of the body. Many of the hormones produced by the pituitary gland, such as TSH, ACTH, and FSH are tropic hormones.

Hormonal Regulation
The levels of hormones in the body can be regulated by several factors. The nervous system can control hormone levels through the action of the hypothalamus and its releasing and inhibiting hormones. For example, TRH produced by the hypothalamus stimulates the anterior pituitary to produce TSH. Tropic hormones provide another level of control for the release of hormones. For example, TSH is a tropic hormone that stimulates the thyroid gland to produce T3 and T4. Nutrition can also control the levels of hormones in the body. For example, the thyroid hormones T3 and T4 require 3 or 4 iodine atoms, respectively, to be produced. In people lacking iodine in their diet, they will fail to produce sufficient levels of thyroid hormones to maintain a healthy metabolic rate. Finally, the number of receptors present in cells can be varied by cells in response to hormones. Cells that are exposed to high levels of hormones for extended periods of time can begin to reduce the number of receptors that they produce, leading to reduced hormonal control of the cell.

Classes of Hormones
Hormones are classified into 2 categories depending on their chemical make-up and solubility: water-soluble and lipid-soluble hormones. Each of these classes of hormones has specific mechanisms for their function that dictate how they affect their target cells.


Bekijk de video: Homeostasis and NegativePositive Feedback (December 2021).