Embryologie van de endocriene organen

Normaal gesproken heeft een persoon 4 bijschildklieren (parathyreoïden): twee boven en twee onder.

De bijschildklieren ontstaan in de 4e en 5e week van de zwangerschap, net als de thymus, uit de derde en de vierde nekplooi. Uit de derde nekplooi ontstaan de twee onderste bijschildklieren, die met de thymus mee afdalen. Uit de vierde nekplooi ontstaan de twee bovenste bijschildklieren.

In week 6 beginnen de bijschildklieren samen met de thymus aan hun afdaling en vindt er dorsale cel proliferatie plaats.

De volwassen bijnier bestaat uit twee delen, de cortex (schors) en medulla (bijniermerg). De cortex neemt 90% van het gewicht in beslag. De cortex en medulla van de bijnier zijn van verschillende embryologische origine. De cortex ontstaat in de vijfde week uit een mesodermale laag vlakbij de zich ontwikkelende nier. De medulla ontstaat uit cellen uit de neurale lijst, die op onbekende wijze door de bijniercortex heen migreren, waarna het bijnierkapsel gevormd wordt. De medulla kan worden beschouwd als een groot orthosympatisch ganglion.  

Al vanaf week 10 worden er in de medulla kleine hoeveelheden epinefrine en norepinefrine aangemaakt.

Bij pasgeborenen bevindt zich de foetale bijnierschors tussen de uiteindelijke cortex en de medulla. De cellen in deze tijdelijke laag produceren vanaf het 2e trimester gesulfateerde androgenen, die door de placenta worden omgezet in androgenen en oestrogenen. De vorming van deze hormonen is essentieel voor het behouden van de zwangerschap, maar ook voor de ontwikkeling van de longen, lever en darmen. Twee maanden na de geboorte verdwijnt deze laag. 

Het kan voorkomen dat de bijnierschors van een foetus te grote hoeveelheden androgenen produceert, wat kan leiden tot het zogenaamde adrogenitale syndroom. Meisjes met dit syndroom hebben geslachtsorganen die er onduidelijk of mannelijk uit kunnen zien.

Ook de schildklier begint zich in de 4e week te ontwikkelen, als uitgroei van het endoderm van het hoofd en is dan nog verbonden met de mondbodem via de ductus thyroglossus. De ductus thyroglossus is de verbinding van de begin- tot eindplaats van de schildklier maar verdwijnt in de 5e week. De schildklier verplaatst zich nog caudaal en centraal, totdat hij in de 7e week zijn definitieve locatie bereikt: de ishtmus zit dan bij de 2e tot en met 4e kraakbeenring. Vanaf week 12 is de schildklier actief en de foetus is vanaf dat moment geheel afhankelijk van zijn eigen hormoonproductie, aangezien T4 en T3 de placenta matig passeren.

Bij de helft van de populatie blijft er in deze migratie van de schildklier wat weefsel hangen: dit stukje weefsel heet een lobus pyramidalis.

In sommige gevallen obligeert de ductus thyroglossus niet volledig, waardoor mediale halscysten ontstaan. Zo’n cyste kan gaan ontsteken en het is dus raadzaam om deze te excideren.

Een ander soort afwijking van de schildklier zorgt voor congenitale hypothyreoïdie: bij 1 op de 2500 baby’s heeft de caudale migratie van de schildklier niet of nauwelijks plaats gevonden, waardoor er een schildklierrest achterblijft bij de tongbasis: een struma lingualis. De schildklier werkt dan niet naar behoren, waardoor er een thyroxinetekort ontstaat. Dit tekort kan leiden tot mentale retardatie (cretinisme). 

De pancreas (alvleesklier) ontwikkelt zich in week 5 van de zwangerschap als een ventrale en dorsale uitstulping/knop afkomstig uit endoderm van de distale voordarm. De dorsale knop ontstaat als eerste en groeit sneller dan de ventrale pancreasknop. De dorsale pancreasknop zal uiteindelijk het grootste deel van de pancreas gaan vormen. De ventrale knop roteert in week 6-7 richting de dorsale knop en in week 8 fuseren de ventrale en distale knop om samen de pancreas te vormen. De caput van de pancreas bestaat uit beide knoppen. De corpus en cauda zijn van origine de dorsale knop. Zie afbeelding hieronder. 

Vanaf week 7 tot week 20 neemt de secretie van pancreashormonen toe.

De eilandjes van Langerhans beslaan maar 1-2% van de pancreascellen. Toch zijn deze units van uiterst belang. 80% van de cellen in deze eilandjes zijn bètacellen, die vanaf week 10 al beginnen met de secretie van insuline. De overige 20% zijn alfacellen die vanaf week 15 verantwoordelijk zijn voor de productie van glucagon. Daarnaast bevatten de eilandjes van Langerhans ook D-cellen die de hormonen gastrine en somatostatine maken. 

De ontwikkeling van de gonaden is een zeer ingewikkeld proces, waar we niet al te diep op in gaan.

Tot week 7 is er nog geen differentiatie in mannelijke of vrouwelijke richting van de gonaden: ze zijn nog indifferent. Het Y-chromosoom van mannen bevat het zogenaamde TDF-gen: testis determining factor. Dit is bepalend voor de ontwikkeling van de gonaden tot testes: de buizen van Müller gaan in regressie door de productie van het anti-müllerian hormoon (AMH) en de Leydigcellen gaan testosteron produceren, waardoor de buizen van Wolff zich verder ontwikkelen in de mannelijke richting. Dit testosteron wordt door het enzym 5α-reductase-2 omgezet in dihydrotestosteron , wat tussen week 9 en 12 van de zwangerschap zorgt voor de ontwikkeling van onder andere de penis en scrotum.

Bij vrouwen ontbreekt het Y-chromosoom en door de afwezigheid van testosteron gaan de buizen van Wolff in regressie. Bij hen fuseert een deel van de buizen van Müller, wat zich onder andere tot de uterus ontwikkelt. 

Onderstaande afbeelding toont de verschillen in mannelijke en vrouwelijke differentiatie van de gonaden

Een hoofdschakel in de endocriene processen in het lichaam is de hypofyse (Engels: pituitary gland).

Deze endocriene klier vormt een verbinding tussen de hersenen en perifere endocriene organen via verschillende hormonen. De embryologie van de hypofyse is vrij uniek: het ontstaat uit twee verschillende soorten ectoderm. Rond week 4 differentieert de hypofyse zich, net als de hypothalamus. Het anterior deel van de hypofyse ontstaat uit oppervlakte (oraal) ectoderm, het posterior deel uit het neuraal ectoderm.

Het deel dat uit het neuroectoderm (zenuwweefsel uit de bodem van het diencephalon) ontstaat heet de neurohypofyse, ook wel hypofyse achterkwab genaamd. Dit deel bevat onder andere het infundiblium (c.q. hypofysesteel): een verbinding tussen de hypothalamus en de hypofyse. De neurohypofyse produceert het Antidiuretisch hormoon (ADH) en Oxytocine.

Het deel dat uit het ectoderm van het monddak ontstaat heet de adenohypofyse. Eerst vormt dit ectoderm een soort zakje dat in contact komt met het neuroectoderm: het zakje van Rathke.

De adenohypofyse vormt het grootste deel van de hypofyse. De adenohypofyse bestaat uit 3 delen: pars distalis, pars tuberalis en de pars intermedia. Het pars intermedia is het deel van het zakje van Rathke dat aan de neurohypofyse grenst, maar raakt na het foetale stadium rudimentair.

Er zijn vijf typen cellen in de adenohypofyse. Deze cellen synthetiseren, zorgen voor opslag en scheiden 6 polypeptidehormonen uit. De adenohypofyse produceert onder andere (TSH), FSH, LH en het groeihormoon.

De ontwikkeling van de hypofyse is versimpeld samengevat in figuur 1: