Hormoon | de chemische boodschappers van het endocriene systeem
Hormonen zijn de chemische boodschappers van het endocriene systeem. Hormonen zijn de signalen die samen met het zenuwstelsel de interne werking van het lichaam bijsturen. Elk meercellig organisme heeft hormonen. De cellen die op een bepaald hormoon reageren, hebben speciale receptoren voor dat hormoon. Wanneer een hormoon zich hecht aan het receptoreiwit wordt een mechanisme voor signalering in gang gezet. De cel of het weefsel dat de boodschap krijgt, wordt het "doelwit" genoemd. Hormonen werken alleen op cellen die de juiste receptoren hebben.
Veel verschillende soorten cellen kunnen een boodschap sturen. Er zijn cellen die als belangrijkste taak hebben hormonen te maken. Wanneer veel van deze cellen bij elkaar zitten, worden ze een klier genoemd. Klieren zijn groepen cellen die iets maken en het vrijgeven (buiten de cel brengen). Veel klieren maken hormonen.
"Endocrien" betekent rechtstreeks in het bloed uitscheidend. De meeste interne afscheidingen zijn afkomstig van endocriene klieren. Het tegenovergestelde woord is "exocrien", wat betekent dat ze via een kanaal of buis worden uitgescheiden. Sommige hormonen worden geproduceerd door exocriene klieren, en sommige exocriene afscheidingen komen buiten het lichaam terecht. Zweetklieren en speekselklieren zijn voorbeelden van exocriene klieren waarvan de producten buiten het lichaam worden vrijgegeven.
De eerste ontdekking van een hormoon werd gedaan in 1902. Het hormoon was secretine. Het woord "hormoon" werd voor het eerst gebruikt in 1905.
De chemische structuur van het hormoon epinefrine (adrenaline)
Acties
Hormonen doen veel dingen. Ze regelen de stofwisseling. Metabolisme zijn de chemische en energiereacties die plaatsvinden in een levend wezen. Hormonen veroorzaken de groei en dood van cellen en van hele organismen. Hormonen brengen ook de seksuele ontwikkeling op gang en regelen deze. Zo zorgen de hormonen oestrogeen en progesteron ervoor dat meisjes de puberteit doormaken. Hormonen helpen de homeostase in een organisme in stand te houden. Homeostase betekent het handhaven van een constante toestand in het lichaam, zoals temperatuur, hoeveelheid water en zouten, en hoeveelheid suiker. Hormonen die door een klier worden afgegeven, kunnen andere klieren ook vertellen dat ze andere hormonen moeten aanmaken.
Soorten hormonen
De meeste gewervelde dieren kennen vier soorten hormonen. Ze zijn gegroepeerd volgens de chemische stoffen waaruit ze worden gemaakt.
- Steroïde hormonen - deze worden gemaakt uit cholesterol. Voorbeelden van steroïde hormonen zijn de geslachtshormonen estradiol en testosteron en het stresshormoon cortisol.
- Eicosanoïden: dit zijn lipidehormonen - hormonen gemaakt van lipiden, soorten vetten. Dit zijn meestal hormonen die boodschappen sturen naar de cel die de hormonen maakt.
- Afgeleid van aminozuren. Melatonine werkt op de hersenen, en thyroxine werkt op bijna alle cellen in het lichaam. Veel van deze hormonen zijn neurotransmitters, hormonen die een zenuwcel naar een andere zenuwcel stuurt.
- Peptiden, polypeptiden en eiwitten - kleine peptidehormonen zijn bijvoorbeeld TRH en vasopressine. Peptiden die bestaan uit tientallen of honderden aminozuren worden eiwitten genoemd. Voorbeelden van eiwithormonen zijn insuline en groeihormoon. Meer complexe eiwithormonen hebben koolhydraatzijketens en worden glycoproteïnehormonen genoemd. Luteïniserend hormoon, follikelstimulerend hormoon en schildklierstimulerend hormoon zijn voorbeelden van glycoproteïnehormonen.
Regeling van hormonen
In de biologie betekent reguleren iets controleren. Hormonen reguleren betekent dus controleren hoeveel hormonen er worden gemaakt en afgegeven door cellen.
Negatieve feedback
Hormoonregulatie gebeurt meestal door negatieve terugkoppeling. Bij negatieve terugkoppeling veroorzaakt een hormoon een effect. De cellen die het hormoon maken, merken dit effect op en de productie ervan stopt.
Een goed voorbeeld van negatieve feedback is het hormoon insuline. Insuline wordt geproduceerd door de alvleesklier. Insuline wordt door de alvleesklier afgegeven als reactie op de consumptie van glucose. De hoeveelheid glucose in het bloed stijgt, en de alvleesklier detecteert de stijging. Vervolgens scheidt hij insuline af in het bloed. Insuline verhoogt de opname van glucose in de doelcellen. Sommige glucose wordt door de cellen gebruikt, maar een deel wordt ook omgezet en opgeslagen in de vorm van glycogeen. Door de opname van glucose door de cellen daalt het bloedglucosegehalte. Deze daling wordt opgemerkt door de alvleesklier, die in reactie daarop stopt met het uitscheiden van insuline in de bloedbaan. Naarmate het insulineniveau in het bloed daalt, daalt ook de glucose-opname door de cellen.
Deze negatieve feedback helpt dus om de bloedglucosespiegel normaal te houden en voorkomt extreme veranderingen.
Er zijn drie hoofdtypen hormonen. Steroïde hormonen zijn apolair en hebben geen receptor nodig. Het tweede type is peptidehormonen. De derde is van tyrosine afgeleide hormonen. Een voorbeeld hiervan zijn de T3- en T4-hormonen die door de schildklier worden geproduceerd.
Contraregulerende hormonen
Vaak controleren twee hormonen hetzelfde product, waarbij het ene het doel verhoogt en het andere verlaagt. Bloedglucose is zeer belangrijk voor een organisme, en wordt door meer dan één hormoon geregeld. Ook andere hormonen zorgen ervoor dat de glucosespiegel omhoog of omlaag gaat. Als de glucosespiegel te laag wordt, geeft het lichaam hormonen af die het tegenovergestelde doen van insuline. Zij vertellen de lichaamscellen niet om glucose uit het bloed op te nemen. Ze vertellen de cellen om glucose terug in het bloed te brengen. Dit soort hormonen die tegengesteld werken aan andere hormonen worden contra-regulerende hormonen genoemd. Contraregulerende hormonen voor insuline zijn glucagon en epinefrine.
Positieve feedback
De meeste belangrijke zaken in een organisme worden in homeostase gehouden door negatieve feedback en tegenregulerende hormonen. Enkele zaken worden echter op andere manieren geregeld. Een zeldzame manier is positieve terugkoppeling. Bij negatieve terugkoppeling zorgt het effect van het hormoon ervoor dat een klier stopt met het maken van hormonen. Bij positieve feedback gebeurt het tegenovergestelde. Het effect van het hormoon vertelt de klier om nog meer hormonen te maken.
Een voorbeeld van positieve feedback is het hormoon dat zorgt voor de bevalling (wanneer baby's worden geboren.) Het hormoon dat dit veroorzaakt is oxytocine. Dit hormoon wordt gemaakt door de hypofyse. Wanneer de baby naar buiten komt, rekt het de spier in de baarmoederhals (de onderkant van de baarmoeder) op. Zenuwen in de baarmoederhals sturen een bericht naar de hypofyse. Dit bericht zorgt ervoor dat de hypofyse meer oxytocine afgeeft. De oxytocine zorgt er vervolgens voor dat de spieren van de baarmoeder samentrekken, oftewel knijpen. Dit veroorzaakt meer rek in de baarmoederhals. Deze rek vertelt de hypofyse dan om nog meer oxytocine te maken. Het oxytocineniveau blijft dus stijgen totdat de baarmoeder samentrekt en de baby naar buiten komt.
Vergelijking met neurotransmitters
Er is een duidelijk onderscheid tussen hormonen en neurotransmitters:
- Een hormoon kan op een grotere ruimte- en tijdschaal werken dan een neurotransmitter.
- Hormonale signalen kunnen zich overal in de bloedsomloop verplaatsen, maar neurale signalen gaan langs reeds bestaande zenuwbanen
- Neurale signalen kunnen veel sneller worden verzonden (milliseconden) dan hormonale signalen (seconden, minuten of uren). Neurale signalen kunnen worden verzonden met snelheden tot 100 meter per seconde.
- Neurale signalering is een alles-of-niets (digitale) actie, terwijl hormonale signalering een actie is die continu variabel kan zijn. Het hangt af van de hormoonconcentratie
Receptoren
De meeste hormonen starten een cellulaire respons door zich te binden aan celmembranen of receptoren in de cel. Een cel kan verschillende receptortypen hebben die hetzelfde hormoon herkennen maar verschillende signaaltransductieroutes activeren, of een cel kan verschillende receptoren hebben die verschillende hormonen herkennen en dezelfde biochemische route activeren.
Links : een steroïdhormoon (lipide) (1) komt een cel binnen (2) bindt aan een receptoreiwit (3) veroorzaakt mRNA-synthese, de eerste stap van de eiwitsynthese. Rechts: eiwithormonen (1) binden zich aan receptoren die (2) een transductieweg in gang zetten. (3) transcriptiefactoren worden geactiveerd in de kern: de eiwitsynthese begint. In beide diagrammen is a het hormoon, b het celmembraan, c het cytoplasma en d de kern.
Chemische klassen
Hormonen worden functioneel gedefinieerd, niet structureel. Zij kunnen verschillende chemische structuren hebben. Hormonen komen voor in meercellige organismen (planten, dieren, schimmels, bruin- en roodwieren). Deze verbindingen komen ook voor in eencellige organismen, en kunnen fungeren als signaalmoleculen,
Peptide hormoon
Peptide hormonen zijn hormonen met een korte keten van aminozuren.
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn hormonen?
A: Hormonen zijn de chemische boodschappers van het endocriene systeem. Het zijn signalen die samen met het zenuwstelsel de interne werking van het lichaam bijsturen. Elk meercellig organisme heeft hormonen.
V: Hoe werken hormonen?
A: Wanneer een hormoon zich hecht aan een receptoreiwit op een cel, zet het een signaalmechanisme in werking. De cel of het weefsel dat deze boodschap ontvangt, wordt het "doelwit" genoemd. Hormonen werken alleen op cellen die de juiste receptoren hebben.
V: Wat is een endocriene klier?
A: Een endocriene klier is een groep cellen die iets maken en afgeven (buiten de cel brengen). Veel klieren maken hormonen en de meeste interne afscheidingen zijn afkomstig van endocriene klieren.
V: Wat is een exocriene klier?
A: Een exocriene klier is een klier die afscheidt via een kanaal of buis, in plaats van rechtstreeks in de bloedbaan zoals een endocriene klier doet. Voorbeelden van exocriene klieren zijn zweetklieren en speekselklieren waarvan de producten buiten het lichaam worden vrijgegeven.
V: Wie ontdekte als eerste hormonen?
A: De eerste ontdekking van een hormoon werd gedaan in 1902 door wetenschappers die secretine identificeerden als een hormoon. Het woord "hormoon" werd voor het eerst gebruikt in 1905.
V: Kunnen alle cellen berichten versturen?
A: Ja, veel verschillende soorten cellen kunnen berichten versturen via hormonen die zich hechten aan hun receptoreiwitten en die mechanismen starten om andere cellen of weefsels te signaleren om de lichaamsfuncties intern aan te passen.
