Fysiologie: Hypothalamus en hypofyse

Fysiologie: Hypothalamus en hypofyse

Hypothalamus en hypofyse

De hypothalamus en de hypofyse zijn endocriene klieren, die onderdeel uitmaken van het hormonale stelsel. De hypothalamus en hypofyse staan nauw in verbinding met elkaar. 

Hypothalamus

De hypothalamus is een klein orgaan in de hersenen, waar het een onderdeel vormt van het limbische systeem. De hypothalamus is opgebouwd uit drie delen: mediaal, lateraal en periventriculair.

De hypothalamus speelt een belangrijke rol bij de overleving (eten, vluchten, vechten, paren) en bij de temperatuurregeling. Om deze functies uit te voeren, controleert de hypothalamus het autonome zenuwstelsel en het endocriene systeem.  

Temperatuurregeling

De kern van het lichaam is precies 37 graden. Thermoreceptoren in het ruggenmerg, de diepe abdominale en thoracale weefsels en de huid leveren informatie over de temperatuur aan de hypothalamus. De thermoregulatie handhaaft zich binnen nauwe grenzen: thermoreceptoren worden al geactiveerd door temperatuursveranderingen van 0,2 °C.

De normale temperatuur waarop de hypothalamus is ingesteld, wordt het setpoint genoemd.
De kerntemperatuur kan variëren bij maaltijd, inspanning, ovulatie en slaap-waakritme. Bij deze variaties verandert het setpoint niet. Wanneer de ingezonden temperatuur hoger blijkt te zijn dan het setpoint worden er allerlei mechanismes actief, die ervoor zorgen dat het lichaam weer af gaat koelen. Andersom is het natuurlijk zo dat wanneer de temperatuur te laag blijkt te zijn, het lichaam zichzelf gaat opwarmen. Zo wordt er continu informatie uitgewisseld tussen de receptoren, de hypothalamus en de rest van het lichaam.
Het setpoint verandert daarentegen wel door infectie (koorts), cortisolspiegels, farmaca (alcohol, sedativa, anesthetica), extreme inspanning, aanpassingsmechanismen aan warmte en kou en waarschijnlijk schildklieractiviteit.

Temperatuurregeling

Het lichaam kan warmte vasthouden door vasoconstrictie van vaten in de huid, pilo-erectie (kippenvel) en gedrag (warm kleden, schaduw opzoeken bij hitte).

Warmte kan geproduceerd worden door verhoging van het metabolisme (chemische thermogenese, inspanning), rillen en thyroxinesecretie . De chemische thermogenese wordt geregeld door noradrenaline. Noradrenaline doet dit op twee manieren:

  • Stimulatie glycogenolyse (spier-/levercellen) en gluconeogenese (vet  /levercellen), waardoor het basale metabolisme en de cellulaire activiteit toeneemt en daarmee ook de warmteproductie. 
  • Stimulatie bruin vet dat zorgt voor het ontkoppelen van oxidatieve fosforylering in mitochondria. Dit leidt tot veel warmteproductie en weinig vorming van ATP. Dit proces waarbij bijna al het gevormde energie vrij komt als warmte, wordt non-shivering thermogenesis genoemd. 
     

 

Vraag 1:

  • Thyroxine
  • TSH
  • Noradrenaline
  • Cortisol

Welk hormoon speelt een belangrijke rol bij de chemische thermogenese?  

Endocriene controle

De hypothalamus bestaat uit verschillende kernen. De nucleus supraopticus en nucleus paraventricularis bestaan uit grote cellen met axonen, die doorlopen tot in de neurohypofyse. In deze axonen liggen 'blaasjes, 'de lichaampjes van Herring, met daarin oxytocine of ADH. Deze hormonen worden in het cellichaam (in de hypothalamus) geproduceerd en via axonen naar de hypofyse vervoerd, waar ze vervolgens worden opgeslagen en afgegeven.

De hypothalamus produceert en secerneert diverse andere hormonen: 

- TRH: stimuleert TSH en prolactine afgifte.

- GnRH: stimuleert  LH en FSH afgifte. 

- Dopamine: remt prolactine, LH, FSH en TSH afgifte.

- CRH: stimuleert ACTH afgifte.

- GHRH: stimuleert GH (groeihormoon) afgifte.

- Somatostatin: remt GH, TSH en insuline afgifte.

Veel van deze hormonen hebben invloed op de afgifte van adenohypofyse hormonen. De hypothalamus en hypofyse staan dan ook nauw met elkaar in verbinding. 

Vraag 2:

  • Somatostatin en oxytocine
  • ADH en dopamine
  • Dopamine en TRH
  • ADH en oxytocine

Welke hormonen liggen opgeslagen in de lichaampjes van Herring? 

Hypofyse

De hypofyse is een klier in de hersenen, die veel verschillende hormonen afscheidt. De hypofyse is met de hypothalamus verbonden via de eminentia mediana en het infundibulum (hypofysesteel). Er stroomt geen cerebrospinale vloeistof om de hypofyse vanwege zijn ligging.
Op de hypofyse liggen kleine eilandjes van hormoonproducerende cellen, die elk een ander hormoon produceren of aansturen. De hypofyse bestaat uit twee delen: de neurohypofyse en de adenohypofyse

Neurohypofyse

De neurohypofyse bestaat uit de achterkwab en het infundibulum. De achterkwab staat met lange axonen direct in verbinding met de hypothalamus.

De neurohypofyse is een opslagplaats voor twee door de hypothalamus geproduceerde hormonen:
ADH: stimuleert het vasthouden van vocht, zorgt voor een stijgende bloeddruk.
- Oxytocine: bevordert contractie van epitheel, klierweefsel van de borst en gladde spiercellen van de uterus. 

Adenohypofyse

De adenohypofyse bestaat uit de voorkwab en het pars tuberalis (dunne laag cellen rondom het infundibulum). Deze voorkwab neemt 80% van het totale volume van de hypofyse in beslag. De voorkwab is via een poortaderstelsel verbonden met de hypothalamus.
De cellen in de adenohypofyse liggen gerangschikt in rijen en velden, met daartussen capillairen van het poortaderstelsel. Er zijn twee typen cellen: chromofobe cellen met geen of weinig granula en chromofiele cellen met veel granula, met daarin hormonen opgeslagen.

De chromofiele cellen hebben zogenaamde ‘granula’ (korreltjes), die we kunnen verdelen in acidofiele (‘zuurlievend’) en basofiele (‘base lievend’) cellen.

De acidofiele cellen worden mammotrope cellen genoemd en zorgt voor de productie van prolactine.

De basofiele cellen worden in drie groepen verdeeld:

- Gonadotrope cellen: deze basofiele cellen produceren meerdere (androgene) hormonen zoals FSH (follikel stimulerend hormoon) en LH (luteïniserend hormoon). Deze hormonen regelen bij de man en de vrouw in de geslachtsklieren onder anderen de productie van oestrogeen/progesteron of testosteron. 

- Thyreotrope cellen: die onder in vloed van TRH (TRF) het hormoon TSH (thyroxine stimulerend hormoon) produceert dat als doelorgaan de schildklier heeft. 

- Corticotrope cellen: deze cellen vormen een grote groep die ook wel POMC-cellen worden genoemd. Dit van de pro-opiomelano-cortine waaruit ze bestaan die bij afsplitsing (onder invloed van releasing factors van de hypothalamus) ACTH kunnen afsplitsen. 

 

Adenohypofyse

De adenohypofyse produceert verschillende hormonen:  

- GH (groeihormoon): regelt de groei van lange pijpbeenderen en de groei van spierweefsel.  Daarnaast stimuleert het IGF productie door de lever en verhoogt het de insulineresistentie.

- TSH (thyreoïdstimulerend hormoon): zet de schildklier aan tot productie van T4, T3 en calcitonine. Calcitonine verlaagt het calciumgehalte in het bloed, door calcium in botten op te slaan en resorptie van calcium in de nieren en darmen te remmen.

- ACTH (adrenocorticotroop hormoon): zet de bijnier aan tot productie en secretie van glucocorticoïden (cortisol).

- FSH (follikelstimulerend hormoon): stimuleert de groei en rijping van follikels in de ovaria bij de vrouw en spermatogenese in de testes bij de man. Ook stimuleert het de hormoonproductie van de gonaden.

- LH (luteïniserend hormoon): stimuleert de afgifte van oestrogeen en progesteron bij vrouwen. Bij mannen stimuleert het de afgifte van testosteron.  

- Prolactine: stimuleert melkproductie tijdens de zwangerschap. 

- MSH (melanocyt-stimulerend hormoon): stimuleert de productie en afgifte van melanine door melanocyten in de huid.

- Endorfinen: geven een gevoel van geluk of euforie en werken pijn onderdrukkend. 

Vraag 3:

  • Chromofiele cellen
  • Chromofobe cellen
Hoe worden de cellen van de adenohypofyse genoemd, die veel granula met daarin hormonen bevatten?

Vraag 4:

  • GH
  • Cortisol
  • ADH
  • ACTH
  • LH
  • Testosteron
Welke hormonen worden geproduceerd door de adenohypofyse?

Hypothalamus en hypofyse