PGFB03 - Les 3 - Hormoon Cascade Pathways

• Biologie
• HBO
• Studiejaar 1

PGFB03

Fysiologie en anatomie II - Les 3

Janne Elling

[e-mail]

Overzicht inhoud PGFB03

Inhoud van de les

Glucagon/insuline/glucose/glycogeen

Second messenger

Hormoon-cascade-pathway

Herhaling van de vorige les

Wat betekent 'hydrofoob'

1. Angst voor slangen
2. Houden van slangen
3. Angst voor water
4. Houden van water

Een amine-hormoon kan zijn:

1. Wateroplosbaar
2. Vetoplosbaar
3. Beiden
4. Geen van beiden

Hormonen kunnen verschillende effecten hebben. Wat is GEEN manier waarop dit kan?

1. Het hormoon wordt in het bloed vervormd
2. Andere signaal-transductie-pathway
3. Ander eiwit wat voor een reactie zorgt
4. Andere receptor op of in doelwitcellen

Kernzin

De werking van hormonen wordt centraal gereguleerd, maar heeft hele specifieke uitwerkingen

Lesdoelen

1. Door middel van de regelkring van de homeostase van glucose in het bloed kunnen verklaren wat de reactie van het lichaam is op eten en vasten
2. Door middel van de regelkring van de homeostase van glucose in het bloed de ziekteverschijnselen van diabetes type 1 en 2 verklaren
3. De werking van regelkringen kunnen toepassen in de context van het menselijk lichaam

Bloedglucosespiegel

Hoe zat het ook al weer?
Hier staan 2 hormonen verborgen, kies er 1.

1. Insuline
2. Glycogeen
3. Glucagon
4. Glucose

Lever

Alvleesklier (pancreas)

• Alfa-cellen --> glucagon
• Bèta-cellen --> insuline

Referentie

Campbell ed. 9 Figuur 45.13

Referentie: 

Campbell ed. 9 Figuur 45.13

Diabetes Mellitus - Type 1

• Auto-immuunziekte --> Immuunsysteem vernietigt de bèta-cellen in de alvleesklier
• Effect?
  

Wat gebeurt er met de [glucose] in het bloed van het lichaam van iemand met diabetes mellitus type 1 vlak na een maaltijd?

Wat gebeurt er?

• Effect op het lichaam van te veel glucose in het bloed?
• Dorst, veel drinken en plassen, moeheid of lusteloosheid, prikkelbaarheid en wazig zien.

• "Oplossing" --> Bijspuiten insuline

• Diabetes mellitus - Type 1 --> insuline-afhankelijke diabetes

Diabetes Mellitus - Type 2

• Doelcellen: ongevoelig voor insuline door verandering in receptoren
• Leefwijze vaak bepalend (lichaamsbeweging, overgewicht, voeding, roken, erfelijke factoren)

Oplossingen

• Gezond eten, genoeg bewegen
• Medicijnen voor  bloeddruk en cholesterol als leefstijl aanpassen niet lukt of onvoldoende werkt
• Metformine (suiker uit bloed ipv lever gebruiken, perifeer weefsel weer gevoeliger maken voor insuline)
• Soms insuline bijspuiten

Metformine zorgt dat de lever minder bloedsuiker aanmaakt en dat de lichaamscellen gevoeliger worden voor insuline.

verandering van het glucosemetabolisme in de darm: verhoging van glucoseopname uit het bloed en afname van de absorptie uit voedsel. Metformine verhoogt de afgifte van GLP-1 en vermindert de resorptie van galzuur. Ook zijn er effecten op het darmmicrobioom.

https://www.farmacotherapeutischkompas.nl/bladeren/preparaatteksten/m/metformine
https://www.diabetesfonds.nl/over-diabetes/dagelijks-leven/medicijnen-bij-diabetes

Diabetes type 3

Niet alleen de alvleesklier maakt insuline, de hersenen ook!

• Herseninsuline
• Insulineresistentie brein

Als herseninsuline niet meer geproduceerd wordt:

• Geen invloed op bloedglucoseniveau
• Wel invloed op functioneren hersenen --> Ziekte van Alzheimer?
  

Veel onduidelijkheid! Sommige onderzoekers --> Diabetes type 2 kan resulteren in Alzheimer.  

Insuline in de hersenen wordt gesynthetiseerd door neuronen en speelt een cruciale rol in de hersenfunctie. Het is betrokken bij het reguleren van verschillende hersenactiviteiten, waaronder neuronale groei, overleving en differentiatie, evenals bij het beïnvloeden van cognitieve processen zoals geheugen en leren.

Diabetes type 3c

Oorzaken:

• Gezonde alvleesklier raakt (chronisch/acuut) ontstoken 
  
• Alvleesklier is verwijderd/beschadigd door bijv een tumor

Hierdoor is de alvleesklier niet meer in staat voldoende insuline, spijsverteringsenzymen e.a. hormonen te produceren.

Diabetes type 3c -> ontstaat dus door schade aan de alvleesklier.

Campbell paragraaf 41.2

Het endocriene systeem werkt veel met negatieve feedbacksystemen en hormonale antagonisten

Reactieketens van hormonen

• Hormoon-cascade-pathways
• Hormoon A kan de afgifte van (een serie ) andere hormonen beïnvloeden
• Meestal gereguleerd door negatieve feedback

Referentie

Plaatje komt uit: Campbell ed. 9 hoofdstuk 41.

Plaatje komt uit: 

Campbell ed. 9 hoofdstuk 41.

Simpele negatieve terugkoppeling

Voorbeeld pH in duodenum

1. Lage pH in duodenum (dunne darm)
   
2. S-cellen in duodenum geven secretine af
   
3. Reactie in pancreas (alvleesklier)
   
4. Afgifte bicarbonaat
   

Referentie

Campbell ed. 9 figuur 45.11

Referentie:

Campbell ed. 9 figuur 45.11

Hypothalamus en hypofyse

• Samen: centrum van de endocriene regulatie
• Link tussen zenuwstelsel en endocrien stelsel

--> Signaal naar hypothalamus, en daarna naar de hypofyse

Referentie

Plaatje Campbell 45.14

Referentie:

Plaatje Campbell 45.14

Referentie

Campbell ed. 9 Figuur 45.15

productie van hormonen in de achterkwab/ 

Neurohypofyse = posterior pituitary

Referentie:

Campbell ed. 9 Figuur 45.15

Adenohypofyse

Adenohypofyse

Referentie

Campbell Ed. 9 Figuur 45.16

productie van hormonen in voorkwab/

Adenohypofyse = anterior pituitary

Referentie:

Campbell Ed. 9 Figuur 45.16

Casussen

• Jan, 50 jaar oud, last van een te traag werkende schildklier , slikt hiervoor levothyroxine
• Tessa, 8 jaar oud, moet iedere morgen bij het ontbijt een glas melk drinken, en krijgt op school schoolmelk
• Michel, 21 jaar oud, schrijft zijn scriptie, en heeft daar best wel wat stress van
• Thea, 44 jaar oud, komt lastig in slaap

Casus 1

Jan, 50 jaar oud, last van een te traag werkende schildklier, slikt hiervoor levothyroxine.

Referentie: http://s1.lprs1.fr/images/2018/07/11/7815864_6049756a-84df-11e8-b678-39495671d1f1-1_940x500.jpg

Referentie

Campbell Biologie ed. 9 fig 45.17 A

Zodra lichaamswarmte begint te herstellen blokkeert T3 en T4 op hun beurt de afgifte van TRH en TSH -  negatieve feedback

Referentie:

Campbell Biologie ed. 9 fig 45.17 A

Referentie

Campbell Biologie ed. 9 fig 45.17 A

Referentie:

Campbell Biologie ed. 9 fig 45.17 A

Referentie

Campbell Biologie ed. 9 fig 45.17 A

Referentie:

Campbell Biologie ed. 9 fig 45.17 A

Referentie

Campbell Biologie ed. 9 fig 45.17 A

Referentie:

Campbell Biologie ed. 9 fig 45.17 A

TSH

Thyroid Stimulerend Hormoon (TSH)

• Schildklier: bestaat uit 2 lobben rond de luchtpijp
• Produceert tri-joodthyronine (T3) en thyroxine (T4)

Referentie

http://careforwomen-nicoleelshof.nl/wp-content/uploads/2013/10/schildklier.jpg

Referentie:

http://careforwomen-nicoleelshof.nl/wp-content/uploads/2013/10/schildklier.jpg

Schildklierhormonen

Ook wel thyroidhormonen genoemd

• Stimuleren metabolisme

• Hyperthyreoïdie --> Hyperactieve schildklier, te veel schildklierhormonen, te hoog metabolisme (bijv ziekte van Graves)
• Hypothyreoïdie --> Te langzaam werkende schildklier, te weinig schildklierhormonen, te laag metabolisme --> Leverthyroxine

Struma

Een belangrijk bestanddeel van schildklierhormonen: het atoom Jodium

Referentie

Struma: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/43/Kone_med_stor_struma.jpg

JoZo: https://www.dfcgrootverbruik.nl/media/com_hikashop/upload/3573_jozo-zout.jpg

Referentie:

Struma: http://lex.staticserver2.com/static/de/450/struma.jpg

JoZo: https://www.dfcgrootverbruik.nl/media/com_hikashop/upload/3573_jozo-zout.jpg

Casus 2

Tessa en Milou, 8 jaar oud, moeten iedere morgen bij het ontbijt een glas melk drinken, en krijgen op school schoolmelk.

Referentie: https://glamour.gjstatic.nl/thumbnails/GenjArticleBundle/Article/fileUpload/detail/00/71/55/dit-was-de-persoon-achter-lindsay-lohan-s-dubbelganger-in-the-parent-trap-7155.jpg

Let op: 
Relatie bot & calcium alleen aangetoond bij kinderen, niet volwassenen & ouderen
Thorning, T. K., Raben, A., Tholstrup, T., Soedamah-Muthu, S. S., Givens, I., & Astrup, A. (2016). Milk and dairy products: good or bad for human health? An assessment of the totality of scientific evidence. Food & nutrition research, 60(1), 32527.

Calciumhuishouding in het bloed

Belangrijk voor stevigheid botten, maar ook in het zenuwstelsel

Twee antagonisten reguleren het calciumgehalte in het bloed van zoogdieren:

1. Parathyroïd hormoon (PTH) --> Geproduceerd in bijschildklier (trigger = te weinig Ca2+)
2. Calcitonine --> Geproduceerd in schildklier
   vooral in groeiperiode van belang (trigger = te veel Ca2+)

Referentie

Campbell Biology Ed. 9 45.20

indirect

Referentie:

Campbell Biology Ed. 9 45.20

PTH --> toename van het Ca2+-gehalte in het bloed.

Direct: Ca2+ komt vrij uit botweefsel & stimuleert resorptie  van Ca2+ in de nieren.

Indirect: Stimuleert nieren tot het activeren van vitamine D à verhoogde opname van Ca2+ uit voedsel in de darmen.

Calcitonine --> verlaagt het Ca2+ gehalte van het bloed door Ca2+ afzetting in botten te stimuleren & uitscheiding door de nieren te bevorderen

Casus 3

Michel, 21 jaar oud, schrijft zijn scriptie, en heeft daar best wel wat stress van

Referentie: https://wwwimage-secure.cbsstatic.com/thumbnails/photos/770xh/sheldon_comparisons.jpg

Stress

Reactieketen vanuit de bijnier

• Bijniermerg --> Adrenal medulla
  
• Bijnierschors --> Adrenal cortex

Referentie

Menselijk lichaam:

http://www.wza.nl/media/318403/ligging-nieren-500-x-278.jpg

Nieren/bijnieren:

https://www.erasmusmc.nl/heelkunde-cs/chirurgie/AbdominaleChirurgie/ziektebeelden/4276826/Bijnier1

Doorsnede bijnier:

http://img.medscapestatic.com/pi/meds/ckb/11/12011tn.jpg

Referenties:

Menselijk lichaam:

http://www.wza.nl/media/318403/ligging-nieren-500-x-278.jpg

Nieren/bijnieren:

https://www.erasmusmc.nl/heelkunde-cs/chirurgie/AbdominaleChirurgie/ziektebeelden/4276826/Bijnier1

Doorsnede bijnier:

http://img.medscapestatic.com/pi/meds/ckb/11/12011tn.jpg

Adrenal medulla ('merg')

• Productie catechol-amines --> epinefrine en norepinefrine (adrenaline en noradrenaline)
• Worden afgescheiden als reactie op stress vanuit het zenuwstelsel (zenuwprikkel van de hypothalamus)
• Regelen 'fight-or-flight'-responses

Amines: Denk aan de vorige les!

Catechol-amines

• Zetten aan tot afgifte glucose & vetzuren in het bloed
• Toegenomen zuurstoftoevoer
• Bloed richting hart, hersenen en skeletspieren (en weg van huid, verteringsstelsel en nieren)
  

Adrenal cortex (schors)

• Productie corticosteroïden als reactie op stress --> hormonale reactieketen via hypothalamus & adenohypofyse

Er zijn 2 typen corticosteroiden:

• Glucocorticoïden --> beïnvloeden glucose-huishouding & immuunsysteem (bijv cortisol)
• Mineralocorticoïden --> beïnvloeden zout- en waterhuishouding (bijv aldosteron)

--> Cortex produceert ook kleine hoeveelheden testosteron & oestrogenen

Referentie

Campbell Biology ed. 9 figure 45.21

Kortdurend

Langdurend

Kou of sporten activeert neuraal signaal naar nieren

maakt Epinpehrine aan

Een laag suikergehalte, laag bloedvolume, stress of shock stuurt een hormonaal signaal naar de nieren

Referentie:

Campbell Biology ed. 9 figure 45.21

Casus 4

Thea, 44 jaar oud, komt lastig in slaap.

Referentie: https://cdn2.stylecraze.com/wp-content/uploads/2014/01/161-8-Famous-Bob-Hairstyles-Of-Jennifer-Aniston.jpg

Melatonine en bioritme

• Epifyse (pijnappelklier) --> in hersenen, geeft melatonine af
• Afgifte melatonine gebaseerd op licht/donker-cycli.
• Andere rol melatonine --> Voortplantingsritmes (o.a. bronst)
  

Referentie

Grafiek:http://www.provitality.nl/provitality/images/excel1.gif

Herten: http://www.de-veluwenaar.nl/wp-content/uploads/2016/09/LF_5130.jpg

Referentie:

Grafiek:http://www.provitality.nl/provitality/images/excel1.gif

Herten: http://www.de-veluwenaar.nl/wp-content/uploads/2016/09/LF_5130.jpg

Als laatste: Geslachtshormonen

Geslachtshormonen

Voornamelijk geproduceerd door gonaden (geslachtsklieren)

• Androgenen (zorgen bij embryo voor uitgroei mannelijke kenmerken)
• Oestrogenen
• Progestogenen

Worden bij zowel man als vrouw aangetroffen in verschillende hoeveelheden!

Androgenen

Waaronder testosteron

• Productie met name door testes --> stimuleren & handhaven ontwikkeling mannelijk voortplantingsstelsel
• Testosteron --> toename spier- en botmassa. Ook inname als supplement om spiergroein te stimuleren
  

Oestrogenen & progestogenen

• Oestrogenen --> Verantwoordelijk voor ontwikkeling van vrouwelijke voortplantingsorganen & geslachtskenmerken
• Progestogenen --> (o.a. progesteron) voornamelijk betrokken bij ontwikkelingen van de baarmoeder (uterus)

• Synthese wordt beïnvloed door hormonen FSH en LH uit de adenohypofyse

Lesdoelen

1. Door middel van de regelkring van de homeostase van glucose in het bloed kunnen verklaren wat de reactie van het lichaam is op eten en vasten
2. Door middel van de regelkring van de homeostase van glucose in het bloed de ziekteverschijnselen van diabetes type 1 en 2 verklaren
3. De werking van regelkringen toepassen in de context van het menselijk lichaam

Kernzin

De werking van hormonen wordt centraal gereguleerd, maar heeft hele specifieke uitwerkingen

Voorbereiding

Voor de volgende les de volgende paragrafen van Campbell lezen:

• 45.1
• 45.2

Vragen?