Hormonen en receptoren

Hormonen en receptoren

Homeostase

Homeostase is het vermogen om het inwendige milieu in evenwicht te houden, ondanks veranderingen in de omgeving. Homeostase wordt onderhouden door het zenuwstelsel en het hormoonstelsel. Het zenuwstelsel werkt snel en het hormoonstelsel relatief langzamer.  

Hormoonafgifte gebeurt door middel van regelkringen. In de meeste gevallen werkt een regelkring met een negatieve terugkoppeling. Dat wil zeggen dat het hormoon zijn eigen productie direct of indirect afremt. Wanneer de hormoonconcentratie in het bloed daardoor daalt, wordt de productie minder geremd en neemt de hormoonproductie weer toe. Bij gelijkblijvende omstandigheden blijft de hormoonconcentratie op deze manier vrijwel constant.

Chemische structuur

Hormonen zijn speciale chemische stoffen in het lichaam. Ze worden gemaakt in de hormoonklieren. Er zijn ongeveer 100 verschillende soorten hormonen en elk hormoon heeft zijn eigen functie in het lichaam. Hormonen verschillen van elkaar in chemische structuur. Er kunnen twee hoofdklassen onderscheiden worden:

1) Hydrofiele hormonen zijn eiwitten of aminozuren die vaak vrij in bloedbaan kunnen circuleren. Sommige hydrofiele hormonen zijn in de circulatie gekoppeld aan een transporteiwit (GH bindt aan GHBP, IGF bindt aan IGF-BP, ADH en oxytocine binden aan neurofysines). Ze worden gemaakt in het RER en Golgi apparaat en uitgescheden door exocytose. Om hun doelfunctie te bereiken bindt deze klasse van hormonen aan membraanreceptoren.

2) Lipofiele hormonen worden gemaakt van cholesterol of FFA (free fatty acid). Ze kunnen niet vrij circuleren in de bloedbaan, daarom zijn ze in de circulatie gekoppeld aan transporteiwitten. Alleen een kleine vrije fractie is actief. Ze worden gemaakt in het cytosol en uitgescheden door diffusie. Om hun doelfunctie te bereiken bindt deze klasse van hormonen aan intracellulaire receptoren. 
 

  

Vraag 1:

  • Hormoon X is hydrofiel en wordt uitgescheden via diffusie
  • Hormoon X is lipofiel en wordt uitgescheden via diffusie
  • Hormoon X is hydrofiel en wordt uitgescheden via exocytose
  • Hormoon X is lipofiel en wordt uitgescheden via exocytose

Hormoon X wordt geproduceerd in het RER en Golgi apparaat. Welk van de volgende uitspraken is waar?  

Vraag 2:

  • Omdat ze vrij kunnen circuleren in de bloedbaan
  • Omdat ze niet vrij kunnen circuleren in de bloedbaan

Waarom zijn alle lipofiele en sommige hydrofiele hormonen gebonden aan transporteiwitten?

Secretie

Hydrofiele hormonen worden uitgescheden via exocytose en lipofiele hormonen worden uitgescheden via diffusie. Hormoon secretie is meestal pulsatiel.

Een hormoon geeft feedback via een indirecte of directe manier. De indirecte manier gaat via de hypothalamus-hypofyse-orgaan as, de directe manier gaat via het eindorgaan.

Hormoonspiegels kunnen beïnvloed worden door verschillende omstandigheden zoals tijd, leeftijd, geslacht, voeding, gestoorde lever- / nierfunctie, stress, tumoren, immuunziekte, binding aan transporteiwitten en medicatie.   

Basis principes

Er zijn ongeveer 5 manieren om signalen over te dragen:
1) Autocrien: de cel beïnvloedt zichzelf met eigen gemaakt hormoon. 
2) Paracrien: buurcellen beïnvloeden elkaar. 
3) Endocrien: cellen scheiden hormonen uit, die via de bloedbaan cellen op afstand beïnvloeden.
4) Neuronaal: neuronen scheiden neurotransmitters uit, die cellen op dezelfde plek beïnvloeden.
5) Neuro-hormonaal: neuronen scheiden hormonen uit, die via de bloedbaan cellen op afstand beïnvloeden.  

Vraag 3:

  • Autocrien
  • Paracrien
  • Endocrien
  • Neuronaal
  • Neuro-hormonaal

Hoe heet de manier van signaal overdracht waarbij cellen hormonen uitscheiden, die via de bloedbaan cellen op afstand  beïnvloeden? 

Receptoren

Hormonen binden met hoge specificiteit en affiniteit aan hun receptor. De binding van een hormoon aan zijn receptor kan leiden tot een allosterische verandering in de receptor, zoals dimerisatie. De verandering induceert activiteit.

Er kunnen twee hoofdklasse receptoren onderscheiden worden:
1) Membraan receptoren: deze receptoren worden gevonden op het membraan van een cel. Voorbeelden zijn: G-eiwit gekoppelde receptoren (ACTH, LH, TSH), groeifactor receptoren (IGF-1) en cytokine receptoren (GH, prolactine, EPO).
2) Intracellulaire receptoren: deze receptoren worden gevonden op de nucleaire membraan of in het cytoplasma. Voorbeelden zijn: steroïd receptoren (receptoren voor T3, cortisol, aldosteron, vitamine D, geslachtshormonen, retinolzuur). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vraag 4:

  • Intracellulaire receptor
  • Membraan receptor

Waar is een G-eiwit gekoppelde receptor een voorbeeld van? 

Werkingsmechanisme

Wanneer een hormoon aan zijn receptor bindt, resulteert het in een activatie van een signaal transductie pathway. Dit leidt tot celtype specifieke veranderingen, die snel of langzaam kunnen zijn. De snelle veranderingen gaan niet via het genoom. De langzame veranderingen gaan wel via het genoom, door het activeren of remmen van transcriptiefactoren.
Het effect van een geactiveerde receptor is afhankelijk van welke transcriptiefactoren ze activeren (hierdoor kan het effect stimuleren of remmend zijn), maar ook van lokale mechanismen in het weefsel en polymorfismen van de receptor.  

De werking van een hormoon receptor kan op 4 manieren worden verstoord:
1) Genetische defecten: mutaties in het receptor gen. Voorbeelden: groeihormoon resistentie (inactiverende mutatie), adenoom (activerende mutatie).
2) Desensitisatie: downregulatie van het receptor gen. Voorbeeld: Insuline resistentie in obesitas.
3) Spill-over: een ander hormoon stimuleert de receptor. Voorbeeld: hCG (hormoon dat een rol speelt in zwangere vrouwen) kan binden aan de TSH- receptor in de schildklier.
4) Anti-receptor antilichamen: eigen antistoffen tegen eigen receptoren. Voorbeelden: Anti insuline stimulerende IgG’s en anti TSH stimulerende IgG’s.

Vraag 5:

  • Genetisch defect
  • Desensitisatie
  • Spill-over
  • Anti-receptor antilichamen

Waar is insuline resistentie in obesitas een voorbeeld van?