Les 1 - Het menselijk lichaam

Zelfstudie hormonen

Inhoudsopgave

1.1 Inleiding

1.2 Van atoom tot mens: de niveaus van organisatie

1.3 De cel: de bouwsteen van het lichaam

1.4 Weefsels

1.5 Organen en orgaanstelsels

1.6 Water: het medium van het leven

1.7 Homeostase: het lichaam houdt zichzelf in balans

1.8 Communicatie: zenuwstelsel en hormoonstelsel

1.9 Samenvatting

1.10 Oefenopgaven

1.11 Praktijkopgaven

Bronnen

1.1 Inleiding

Wie wil begrijpen hoe hormonen werken, moet eerst weten waar ze werken: in het lichaam. Hormonen zijn boodschappers, maar een boodschap heeft alleen betekenis als er iemand is die hem ontvangt. Die ontvangers zijn cellen, weefsels en organen, die samen orgaanstelsels vormen.

In deze les loop je het hele lichaam door, van klein naar groot. Je begint bij de cel en de weefsels, daarna volgen de orgaanstelsels, en tot slot kijk je naar hoe het lichaam zichzelf stabiel houdt en hoe de onderdelen met elkaar praten. Bij elk onderdeel zie je ook meteen wat het met hormonen te maken heeft. Dat is de basis voor alle volgende lessen.

1.2 Van atoom tot mens: de niveaus van organisatie

Het lichaam is opgebouwd uit lagen die steeds complexer worden. Elke laag bestaat uit de laag eronder, en elke laag kan iets wat de laag eronder niet kan.

Hormonen komen op meerdere niveaus voor. Een hormoon is een molecuul (niveau 1), gemaakt door cellen (niveau 2) in een klier (een orgaan, niveau 4). Het werkt op doelcellen in andere organen en beïnvloedt daarmee het hele organisme. Een verstoring op één niveau is daardoor vaak op een ander niveau merkbaar: een cel die slecht reageert op insuline (niveau 2) kan uiteindelijk leiden tot moeheid en schommelingen in je bloedsuiker (niveau 6).

1.3 De cel: de bouwsteen van het lichaam

Een cel is de kleinste eenheid die kan leven, groeien en reageren. Het lichaam heeft minstens 200 verschillende typen cellen (spiercellen, zenuwcellen, vetcellen, levercellen), en ze hebben allemaal een eigen vorm die past bij hun taak. Een spiercel ziet er heel anders uit dan een levercel.

Cellen zijn zo klein dat je ze met het blote oog niet kunt zien. De meeste zijn ongeveer 0,01 tot 0,1 millimeter groot. Een rode bloedcel is ongeveer 0,007 tot 0,008 mm, en de eicel, de grootste cel van het lichaam, is ongeveer 0,1 mm: net zichtbaar met het blote oog. Zenuwcellen zijn met hun lange uitloper soms meer dan een meter lang.

Ondanks de verschillen hebben bijna alle cellen dezelfde drie basisonderdelen: een celmembraan, het cytoplasma en een celkern. (Een uitzondering: rijpe rode bloedcellen stoten hun kern uit, zodat er meer ruimte is voor hemoglobine.) In oudere leerboeken heten het cytoplasma en de celkern samen het protoplasma.

Het celmembraan

Het celmembraan is de rand van de cel. Het bestaat uit een dubbele laag vetachtige moleculen (fosfolipiden) waarin eiwitten zijn ingebed. Het is geen volledig gesloten muur, maar semipermeabel: het laat sommige stoffen wel door en andere niet. Dat is nodig, want de cel moet voedingsstoffen en zuurstof kunnen opnemen, afvalstoffen kwijtraken en tegelijk haar inhoud beschermen. Stoffen passeren het membraan op verschillende manieren:

• Diffusie: kleine, vetoplosbare stoffen en gassen (zoals zuurstof en koolstofdioxide) verplaatsen zich vanzelf van een plek met veel naar een plek met weinig, zonder energie van de cel.
• Osmose: water stroomt door het membraan naar de kant waar de concentratie opgeloste stoffen hoger is. Zo regelt het lichaam de vochtverdeling in en buiten de cel.
• Transporteiwitten en kanalen: grotere of geladen stoffen, zoals glucose en zouten (ionen), hebben een eiwit nodig om doorheen te komen. Voor de opname van glucose in spier- en vetcellen heeft het lichaam insuline nodig, een voorbeeld van een hormoon dat het transport over het membraan regelt.
• Blaasjes: grote moleculen worden in een blaasje verpakt en zo de cel in of uit gebracht. Zo scheiden hormoonproducerende cellen hun peptidehormonen uit.

De celkern

De celkern is het controlecentrum van de cel. Hij is omgeven door een eigen vlies, het kernmembraan. In de kern ligt het DNA (desoxyribonucleïnezuur), opgerold tot chromosomen. Een gewone lichaamscel heeft er 46 (23 paren); eicellen en zaadcellen hebben er 23. Het DNA bevat de erfelijke eigenschappen in de vorm van genen: een gen is een soort recept voor een eiwit. De mens heeft er ruim 20.000. Welke genen 'aan' staan, bepaalt wat een cel maakt en doet. Een spiercel gebruikt andere genen dan een levercel, ook al hebben ze hetzelfde DNA. Dat heeft een link met hormonen: sommige hormonen (steroïden en schildklierhormoon) werken door genen aan of uit te zetten.

Het cytoplasma en de organellen

Het cytoplasma is alles tussen het celmembraan en de kern. Het bestaat uit een gelachtige vloeistof, het cytosol (voor een groot deel water, met daarin eiwitten en opgeloste stoffen), en de kleine structuren die daarin liggen: de organellen. Elk organel heeft een eigen taak, een beetje zoals organen in het lichaam. Hier vindt de stofwisseling van de cel plaats.

De drie taken van de cel

Een cel is grofweg verantwoordelijk voor drie taken:

• Stofwisseling (metabolisme). De cel zet voortdurend stoffen om in andere stoffen. Bij het opbouwen (anabolisme) maakt ze bouwstoffen, bijvoorbeeld eiwitten, uit kleinere moleculen. Bij het afbreken (katabolisme) haalt ze energie uit voedingsstoffen. Glucose wordt eerst in het cytoplasma gedeeltelijk afgebroken en daarna in de mitochondriën met zuurstof verder verbrand tot koolstofdioxide, water en ATP. Voedingsstoffen en zuurstof gaan de cel in, afvalstoffen, koolstofdioxide en water gaan eruit.
• Groei en deling. Om te groeien en om tekorten aan te vullen moeten nieuwe cellen worden gevormd. Die ontstaan door deling van bestaande cellen: eerst verdubbelt de cel haar DNA, daarna splitst ze in twee dezelfde dochtercellen.
• Vervanging. Cellen gaan ook weer dood, anders zou het lichaam alsmaar doorgroeien. Dat zie je bijvoorbeeld aan het schilferen van de huid en aan een wondje dat dichtgroeit. Het tempo verschilt sterk: de bekleding van de darmwand wordt in vier tot vijf dagen vernieuwd, de buitenste huidlaag in ongeveer vier weken en rode bloedcellen na ongeveer 120 dagen. Zenuwcellen en hartspiercellen worden nauwelijks vervangen: van de hartspiercellen wordt bij jonge volwassenen ongeveer 1 procent per jaar vernieuwd, op oudere leeftijd nog minder (Bergmann en collega's, 2009). Alles bij elkaar maakt het lichaam elke dag zo'n 330 miljard nieuwe cellen, vooral bloedcellen.

Hoe bereiken hormonen een cel?

Het celmembraan is vooral belangrijk voor hormonen, omdat het bepaalt hoe een hormoon de cel kan beïnvloeden:

• Wateroplosbare hormonen (peptidehormonen zoals insuline, en aminehormonen zoals adrenaline) kunnen niet door het vetachtige membraan. Ze binden aan een receptor aan de buitenkant van de cel. Die receptor geeft via signaalmoleculen een boodschap door naar binnen.
• Vetoplosbare hormonen (steroïden zoals cortisol en oestrogeen) kunnen wel door het membraan. Ze binden aan een receptor in de cel en hebben daarmee direct invloed op genen.

Een cel die geen receptor heeft voor een bepaald hormoon, reageert er niet op, ook al stroomt het hormoon langs. Alleen doelcellen met de juiste receptor doen mee. Dat verklaart waarom één hormoon in het bloed toch gericht kan werken, en waarom sommige cellen gevoeliger zijn dan andere: het aantal en de gevoeligheid van receptoren kunnen verschillen.

1.4 Weefsels

Het lichaam is opgebouwd uit cellen. Een groep cellen met dezelfde bouw en functie noemen we een weefsel. Alle weefsels behoren tot vier hoofdtypen: dekweefsel (epitheel), steunweefsel (waaronder bindweefsel, bot en kraakbeen), spierweefsel en zenuwweefsel. Samen vormen ze organen.

1.4.1 Dekweefsel (epitheelweefsel)

Dekweefsel bedekt de buitenkant én de binnenkant van het lichaam. Aan de buitenkant vormt het de huid. Aan de binnenkant bekleedt het alle holle organen, zoals het hele spijsverteringskanaal, de luchtwegen, de nieren en de urinewegen. Ook het hart en de bloed- en lymfevaten zijn aan de binnenkant bekleed met een dun laagje epitheel: het endotheel.

Dekweefsel bestaat uit aaneengesloten cellen met weinig tussencelstof. Het bevat (vrijwel) geen eigen bloedvaten en wordt gevoed vanuit het onderliggende bindweefsel. Het heeft meerdere functies:

• Bescherming: een barrière tegen uitdroging, beschadiging en binnendringende bacteriën.
• Opname en uitwisseling: in de darm worden voedingsstoffen opgenomen, in de longblaasjes wordt zuurstof uitgewisseld.
• Afscheiding: dekweefsel vormt klieren (zie hieronder).
• Waarneming: in sommige epitheellagen zitten zintuigcellen, zoals in het reukepitheel van de neus en in de smaakknoppen van de tong.

Klieren: exocrien en endocrien

Klieren zijn cellen of organen die stoffen afscheiden. Er zijn twee soorten, en dit onderscheid is belangrijk om hormonen te begrijpen:

Sommige organen zijn beide: de alvleesklier maakt pancreassap met verteringsenzymen (exocrien, naar de darm) en daarnaast insuline en glucagon (endocrien, naar het bloed). Hormoonklieren bestaan meestal uit klierepitheel. Een paar hormoonmakende weefsels bestaan juist uit (aangepast) zenuwweefsel: de hypothalamus, de hypofyse-achterkwab en het bijniermerg.

1.4.2 Steunweefsel

Steunweefsel zorgt voor verbinding, ondersteuning en versterking van andere lichaamsdelen, beschermt interne organen en slaat energiereserves op. Het wordt gekenmerkt door veel tussencelstof: een stof die door de cellen wordt gemaakt en zich tussen de cellen bevindt. De samenstelling van die tussencelstof bepaalt hoe stevig of flexibel het weefsel is.

Bij het ouder worden nemen de hoeveelheid kalkzouten en de botdichtheid meestal af. Dat vergroot het risico op osteoporose en botbreuken. Hormonen spelen hierbij een grote rol: onder meer oestrogeen remt de botafbraak, en na de menopauze daalt dat hormoon, waardoor de botafbraak sneller gaat.

1.4.3 Spierweefsel

Spierweefsel kan zich samentrekken, en daardoor ontstaat beweging. Spieren zorgen ervoor dat we kunnen bewegen, kunnen staan en zitten, en dat bloed rondgepompt en voedsel verplaatst wordt. Spiersamentrekkingen kunnen willekeurig (afhankelijk van onze wil) of onwillekeurig (onafhankelijk van onze wil) zijn. Spieren maken bij het werken ook warmte, en helpen zo de lichaamstemperatuur op peil te houden. Er zijn drie soorten:

1.4.4 Zenuwweefsel

Zenuwweefsel ontvangt, verwerkt en geeft prikkels door. Het bestaat uit twee soorten cellen:

• Zenuwcellen (neuronen): geleiden de signalen. Een zenuwcel heeft een cellichaam met de kern, een aantal sterk vertakte korte uitlopers (dendrieten) die prikkels opvangen, en één lange uitloper (axon of neuriet) die het signaal doorgeeft. Veel axonen zijn omgeven door een isolerend laagje, de myeline, dat de geleiding versnelt.
• Steuncellen (gliacellen): liggen tussen de zenuwcellen en zorgen voor steun, voeding en isolatie (myeline).

Binnen een zenuwcel reist het signaal als een elektrische impuls. Aan het uiteinde, bij de synaps (de kleine ruimte tussen twee cellen), wordt het signaal overgedragen door een chemische boodschapper, een neurotransmitter. Daar komen we in les 8 uitgebreid op terug.

Het zenuwstelsel heeft twee delen: het centrale zenuwstelsel (hersenen en ruggenmerg) en het perifere zenuwstelsel (alle zenuwen daarbuiten). Binnen het perifere zenuwstelsel onderscheiden we:

• Sensorische zenuwen (gevoelszenuwen): brengen signalen van de zintuigen en van de huid en organen naar het centrale zenuwstelsel. Als je iets ruikt, wordt via een gevoelszenuw een seintje aan de hersenen gegeven.
• Motorische zenuwen (bewegingszenuwen): brengen signalen van het centrale zenuwstelsel naar spieren en klieren. Aan elke beweging gaat een prikkel via een motorische zenuw vooraf.
• Gemengde zenuwen: bevatten zowel sensorische als motorische vezels. De meeste zenuwen in het lichaam zijn gemengd.

1.5 Organen en orgaanstelsels

Verschillende weefsels vormen samen een orgaan, zoals de maag, het hart of de schildklier. Een orgaanstelsel is een groep organen die samenwerken en elkaars functie aanvullen. In het leerboek Anatomy and Physiology van OpenStax worden elf orgaanstelsels onderscheiden. Andere leerboeken delen soms iets anders in, bijvoorbeeld met de zintuigen als apart stelsel, of met het urinestelsel als uitscheidingsstelsel. De inhoud is grotendeels dezelfde; het gaat om de indeling, niet om andere organen. Onderstaande tabel geeft een overzicht. Daarna werken we de stelsels die het meest met hormonen te maken hebben verder uit.

Wat dit overzicht vooral laat zien: geen enkel stelsel werkt op zichzelf. Bijna elk stelsel wordt door hormonen beïnvloed, en bijna elk stelsel beïnvloedt op zijn beurt weer de hormoonhuishouding.

1.5.1 Het ademhalingsstelsel

Ademhaling (respiratie) is het opnemen van zuurstof en het afgeven van koolstofdioxide. Alle cellen hebben zuurstof nodig om uit voedingsstoffen energie te maken, en koolstofdioxide komt daarbij vrij als afvalstof. Omdat de meeste cellen niet direct contact hebben met de lucht, zijn speciale organen nodig. Het ademhalingsstelsel bestaat uit de bovenste en de onderste luchtwegen.

In de longblaasjes gaat zuurstof uit de lucht door diffusie het bloed in, en koolstofdioxide uit het bloed de lucht in. Hormonen beïnvloeden de ademhaling vooral indirect: adrenaline verwijdt de luchtwegen en verhoogt de ademfrequentie bij stress of inspanning.

1.5.2 Het hart- en bloedvatenstelsel

Het hart- en bloedvatenstelsel is het transportsysteem van het lichaam. Het bestaat uit het hart (de pomp), de bloedvaten (de leidingen) en het bloed (de vloeistof). Het zorgt voor de aanvoer van zuurstof en voedingsstoffen, de afvoer van afvalstoffen en koolstofdioxide, en de verspreiding van hormonen, afweerstoffen en warmte door het lichaam.

Er zijn drie soorten bloedvaten: slagaders (voeren bloed van het hart af), aders (voeren bloed naar het hart toe) en haarvaten (de zeer dunne vaatjes in de weefsels, waar de uitwisseling met de cellen plaatsvindt). Bij de mens is er een dubbele bloedsomloop:

• Kleine bloedsomloop: zuurstofarm bloed wordt vanuit de rechterkamer naar de longen gepompt. Daar neemt het zuurstof op en geeft het koolstofdioxide af. Het zuurstofrijke bloed komt via de longaders terug in de linkerboezem.
• Grote bloedsomloop: vanuit de linkerkamer wordt zuurstofrijk bloed via de aorta en de slagaders naar alle organen gestuurd. Het zuurstofarme bloed keert via de holle aders terug in de rechterboezem.

Hormonale link: adrenaline verhoogt de hartslag, ADH en aldosteron regelen het vochtvolume en daarmee de bloeddruk, en EPO (uit de nieren) stimuleert de aanmaak van rode bloedcellen. Ook het hart maakt zelf een hormoon dat helpt bij de regeling van zout en vocht.

1.5.3 Het lymfestelsel en de afweer

Het lymfestelsel bestaat uit lymfevaten, lymfeklieren, de milt, de thymus en het beenmerg. Het heeft drie hoofdtaken:

• Vochtbalans: weefselvocht dat uit de haarvaten is gelekt, wordt als lymfe via de lymfevaten teruggevoerd naar het bloed.
• Afweer: er worden lymfocyten (een soort witte bloedcellen) gevormd en gerijpt. Lymfeklieren filteren de lymfe en vormen een soort controleposten tegen ziekteverwekkers. In de darmwand zit veel afweerweefsel.
• Vetopname: een deel van de vetten uit voeding wordt vanuit de darm via lymfevaten opgenomen.

Hormonale link: cortisol remt de afweer en ontstekingsreacties, wat nuttig is bij kortdurende stress maar nadelig bij langdurig hoge spiegels. De thymus is sterk ontwikkeld bij kinderen en krimpt vanaf de puberteit geleidelijk. Auto-immuunziekten, waarbij de afweer het eigen lichaam aanvalt, bespreken we in les 15.

1.5.4 Het uitscheidingsstelsel

De stoffen in het lichaam worden voortdurend omgezet in andere stoffen: dat is de stofwisseling. Voedingsstoffen komen van buiten, en afvalstoffen die hierbij ontstaan moeten het lichaam weer verlaten. Dat noemen we uitscheiden. Vier organen hebben een belangrijke uitscheidingsfunctie: de nieren (met blaas en urinewegen), de longen, de lever en de huid.

De nieren

De nieren zijn twee boonvormige organen aan weerszijden van de wervelkolom. Ze werken als een zuiveringsinstallatie en hebben meerdere taken:

• Het bloed reinigen: afvalstoffen, overtollig zout, kalium, fosfaat en medicijnresten worden eruit gefilterd. Samen met water vormen ze de urine. Dat is normaal ongeveer 0,75 tot 2 liter per dag, minder bij veel zweten en weinig drinken.
• Vocht- en zoutbalans regelen: onder invloed van de hormonen ADH en aldosteron houden de nieren meer of minder water en zout vast.
• De zuurgraad van het bloed regelen: bij een te hoge of lage zuurgraad worden meer of minder zure stoffen uitgescheiden.
• Hormonen maken: onder andere EPO (voor rode bloedcellen) en renine (voor de bloeddrukregeling). De nieren zetten ook vitamine D om in zijn actieve vorm.
• Calcium en fosfaat in balans houden, wat belangrijk is voor sterke botten.

Lever, longen en huid

• Lever: maakt gal (nodig voor de vertering van vetten), verwerkt het afbraakproduct van oude rode bloedcellen (bilirubine) tot een bestanddeel van gal, breekt schadelijke stoffen af (zoals alcohol en medicijnen), slaat een deel van de koolhydraten op als glycogeen en zet stoffen om. De lever breekt ook hormonen af en maakt transporteiwitten voor hormonen (les 5).
• Longen: scheiden koolstofdioxide en waterdamp uit.
• Huid: de zweetklieren scheiden zweet uit, een waterige vloeistof met vooral zout, ureum en melkzuur. Door verdamping van zweet verliest het lichaam warmte. Die temperatuurregeling is de hoofdtaak van zweet: als uitscheidingsroute voor afvalstoffen is zweten klein vergeleken met de nieren.

1.5.5 Het spijsverteringsstelsel

Het spijsverteringsstelsel breekt voedsel af tot stoffen die het lichaam kan opnemen. Het bestaat uit het spijsverteringskanaal (mond, keelholte, slokdarm, maag, dunne darm, dikke darm) en uit organen die daarbij helpen: speekselklieren, lever, galblaas en alvleesklier. Bij de vertering wordt voedsel eerst mechanisch verkleind (kauwen, kneden in de maag) en daarna met enzymen chemisch afgebroken. De dunne darm neemt de voedingsstoffen op in het bloed en de lymfe, de dikke darm onttrekt vocht aan wat overblijft.

Hormonen sturen de vertering aan (zoals maagzuur- en galafgifte) en geven signalen over honger en verzadiging. De darm maakt zelf veel verschillende hormonen. Het spijsverteringsstelsel komt uitgebreid terug in de lessen over de darmen (les 10) en voeding (les 13).

1.5.6 Het hormoonstelsel

Het hormoonstelsel werkt met hormonen: chemische boodschappers die aan het bloed worden afgegeven om elders in het lichaam een reactie te veroorzaken. Hormonen hebben een regulerende functie: ze zorgen er samen voor dat er evenwicht is in het lichaam. Het hormoonstelsel is belangrijk voor onder andere de stofwisseling, groei en ontwikkeling, voortplanting, water- en zouthuishouding, slaap, stemming en stressreactie.

De hormoonklieren zijn de endocriene klieren. Ze zitten verspreid door het lichaam. Onderstaande tabel geeft een eerste overzicht, dat je in de volgende lessen steeds verder uitbreidt.

Hormonen komen niet alleen uit klieren. Ook andere organen maken hormonen: vetweefsel (leptine), maag en darm (ghreline, GLP-1 en andere), de nieren (EPO), het hart, de lever en tijdens de zwangerschap de placenta.

Wat bepaalt of een klier hormoon afgeeft? Een klier scheidt niet zomaar hormoon af: er is een signaal voor nodig. Dat signaal komt vaak van de hypofyse (die zelf door de hypothalamus wordt aangestuurd, zie 1.7) of van het zenuwstelsel. Sommige klieren reageren rechtstreeks op de stof die ze regelen: de alvleesklier op bloedsuiker en de bijschildklieren op calcium. Een hormoon heeft pas effect als er genoeg van in het bloed aanwezig is, en er zijn altijd meerdere hormonen tegelijk aanwezig. Sommige klieren kunnen hormoon opslaan; de schildklier bewaart bijvoorbeeld een voorraad hormoon (gebonden aan het eiwit thyreoglobuline) in haar follikels.

De hypofyse en de bijnieren in het kort

De hypofyse is ongeveer zo groot als een boon en hangt aan een steeltje aan de onderkant van de hersenen, vlak onder de hypothalamus. De voorkwab is echt klierweefsel en maakt zes belangrijke hormonen (daarnaast ook bèta-endorfine). Vier daarvan sturen andere klieren aan (TSH naar de schildklier, ACTH naar de bijnierschors, LH en FSH naar de geslachtsklieren). Groeihormoon en prolactine werken direct op weefsels. De achterkwab is zenuwweefsel en maakt zelf geen hormonen: ADH en oxytocine worden gemaakt in de hypothalamus en hier afgegeven.

De bijnieren zijn twee kleine klieren die bovenop de nieren liggen en uit twee delen bestaan, die eigenlijk twee aparte klieren zijn:

• De schors (buitenkant) maakt steroïdhormonen: cortisol (stress, bloedsuiker, afweer), aldosteron (zout- en kaliumbalans, bloeddruk) en androgenen (zwakke geslachtshormonen).
• Het merg (binnenkant) maakt adrenaline en noradrenaline, de 'vluchthormonen'. Ze zorgen dat het lichaam extra inspanning kan leveren bij gevaar of stress. Het merg wordt aangestuurd door het zenuwstelsel (de sympathicus).

De alvleesklier ligt achter de maag. De eilandjes van Langerhans maken insuline (verlaagt de bloedsuiker) en glucagon (verhoogt de bloedsuiker). Een stijgende glucosespiegel is het signaal voor insuline. Als er een tijd niets is gegeten en de spiegel daalt, geeft de alvleesklier glucagon af. Dat zet de lever aan om glycogeen af te breken tot glucose, waardoor de bloedsuiker weer stijgt.

1.5.7 Huid, skelet, spieren en voortplanting

Deze stelsels komen in de overzichtstabel hierboven aan bod en worden in latere lessen verder uitgewerkt, vooral in relatie met cyclus, vruchtbaarheid, overgang en bot- en spiergezondheid. Wat je nu al moet weten: de geslachtshormonen (oestrogeen, progesteron en testosteron) sturen niet alleen de voortplanting, maar ook botopbouw, spiermassa, huid en haar en stemming.

1.6 Water: het medium van het leven

Een volwassen lichaam bestaat voor ruwweg 50 tot 60 procent uit water. Gemiddeld is dat ongeveer 60 procent bij volwassen mannen en iets lager (ongeveer 50 tot 55 procent) bij vrouwen. Dat verschil komt vooral door de lichaamssamenstelling: spierweefsel bevat veel water, vetweefsel relatief weinig. Bij pasgeborenen is het percentage hoger (ongeveer 75 procent), en het daalt met de leeftijd tot soms 45 procent bij ouderen.

Het water zit op twee plaatsen:

• In de cellen (intracellulair): het grootste deel, ongeveer 60 procent van al het lichaamswater. Bronnen noemen 55 tot 67 procent; vaak wordt het afgerond tot twee derde.
• Buiten de cellen (extracellulair): de rest, ongeveer 40 procent (afgerond een derde). Daarvan is ongeveer een vijfde bloedplasma; de rest is vooral weefselvocht tussen de cellen, plus kleinere hoeveelheden zoals lymfe en hersenvocht.

Water is het oplosmiddel waarin bijna alle processen in het lichaam plaatsvinden. Het transporteert stoffen via het bloed, helpt bij temperatuurregeling (zweet) en is nodig voor chemische reacties in de cel. Voor hormonen is water extra belangrijk: wateroplosbare hormonen reizen opgelost in het bloed. De vochtbalans zelf wordt ook door hormonen geregeld, vooral ADH en aldosteron. Dat zie je terug in praktijkopgave 15.

1.7 Homeostase: het lichaam houdt zichzelf in balans

Het lichaam functioneert alleen goed als de omstandigheden binnenin binnen bepaalde grenzen blijven. Denk aan de lichaamstemperatuur, de hoeveelheid suiker in het bloed, de bloeddruk en de vochtbalans. Het vermogen om die waarden stabiel te houden, ondanks veranderingen binnen en buiten het lichaam, heet homeostase.

Elke waarde heeft een setpoint: de waarde waaromheen het normale bereik schommelt. Bij lichaamstemperatuur ligt dat bij ongeveer 37 °C. Het lichaam probeert niet om een waarde altijd exact gelijk te houden. Het houdt hem binnen een normaal bereik.

Negatieve feedback

Het belangrijkste middel om dit te doen is negatieve feedback. Dat werkt in vijf stappen, die je in bijna elk regelsysteem van het lichaam terugvindt:

'Negatief' betekent hier niet 'slecht', maar dat de reactie de verandering omkeert. Is het te warm, dan koelt het lichaam af. Is het te koud, dan trekken de bloedvaten in de huid samen en gaan spieren rillen om warmte te maken. Zodra de waarde terug is bij het setpoint, stopt de reactie.

Voorbeeld: bloedsuiker

• Na een maaltijd stijgt de glucose in het bloed. Specifieke cellen in de alvleesklier (bètacellen) registreren dit en maken insuline. Insuline zorgt ervoor dat cellen glucose opnemen en dat de lever glucose opslaat. De bloedsuiker daalt en de insulineafgifte neemt weer af.
• Wordt de bloedsuiker te laag (bijvoorbeeld bij langdurig niet eten), dan maken de alfacellen glucagon. Dat zet de lever aan om opgeslagen glucose af te geven, waardoor de bloedsuiker weer stijgt.

De hormonale regelkring: hypothalamus, hypofyse en doelklier

Veel hormoonsystemen volgen hetzelfde patroon, een keten van drie klieren die je de hypothalamus-hypofyse-as noemt. De hypothalamus geeft 'releasing'-hormonen af, die de hypofyse aanzetten tot het maken van een stimulerend hormoon. Dat hormoon gaat via het bloed naar een doelklier, die het eigenlijke eindhormoon maakt. Zijn de spiegels van het eindhormoon in het bloed hoog genoeg, dan remmen ze de hypothalamus en de hypofyse af. Zo stuurt de keten zichzelf bij.

Bij de schildklier loopt het zo: de hypothalamus maakt TRH, dat de hypofyse aanzet tot het maken van TSH, dat op zijn beurt de schildklier aanzet tot het maken van T4 en T3. Zijn de T4- en T3-spiegels hoog genoeg, dan remmen ze de afgifte van TRH en TSH. Dit principe zie je bij veel hormoonsystemen terug.

Positieve feedback

Bij positieve feedback versterkt de reactie juist de verandering. Dit komt veel minder vaak voor, en meestal eindigt zo'n lus op een vast moment. Een bekend voorbeeld zijn de weeën tijdens de bevalling: samentrekkingen zorgen voor meer afgifte van het hormoon oxytocine, wat weer sterkere samentrekkingen geeft, tot de baby geboren is. Ook de piek in het hormoon LH net voor de eisprong is een voorbeeld, dat we in les 11 uitwerken.

1.8 Communicatie: zenuwstelsel en hormoonstelsel

Om homeostase te bereiken moeten onderdelen van het lichaam elkaar informatie sturen. Twee stelsels doen dat over grotere afstanden: het zenuwstelsel en het hormoonstelsel. Ze werken anders, maar vullen elkaar aan.

Een voorbeeld waarbij beide samenwerken is een schrikreactie. Het zenuwstelsel reageert binnen milliseconden: je hart gaat sneller kloppen. Tegelijk sturen zenuwen de bijnieren aan om adrenaline in het bloed af te geven. Dat gebeurt binnen enkele seconden, houdt de reactie langer vol en bereikt organen waar de zenuwen niet direct bij komen.

De hypothalamus, onderaan in de hersenen, is de belangrijkste schakel tussen de twee stelsels. Hij ontvangt informatie uit het zenuwstelsel (stress, licht, temperatuur, honger) en vertaalt dat naar hormonale signalen via de hypofyse. Je leest er meer over in les 3 en 7. De hypothalamus is ook het controlecentrum voor homeostase: hij regelt onder andere de lichaamstemperatuur, dorst, honger en verzadiging.

1.9 Samenvatting

In deze les heb je de basis van het menselijk lichaam leren kennen, als fundament voor het begrip van hormonen.

• Het lichaam heeft zes niveaus van organisatie: chemisch, cel, weefsel, orgaan, orgaanstelsel en organisme.
• Een cel heeft een semipermeabel membraan met receptoren, een kern met DNA, cytoplasma met organellen (onder andere mitochondriën voor energie, ribosomen en ER voor eiwitten, Golgi voor verpakken). De cel zorgt voor stofwisseling, groei (deling) en vervanging.
• Wateroplosbare hormonen binden aan receptoren aan de buitenkant van de cel, vetoplosbare hormonen aan receptoren in de cel. Alleen doelcellen met de juiste receptor reageren.
• Er zijn vier weefseltypen: dekweefsel (epitheel, met exocriene en endocriene klieren), steunweefsel (bind-, vet-, kraakbeen-, bot- en bloedweefsel), spierweefsel (glad, dwarsgestreept, hartspier) en zenuwweefsel (neuronen en steuncellen).
• Er zijn elf orgaanstelsels. Ze werken samen en worden bijna allemaal door hormonen beïnvloed.
• Het hormoonstelsel bestaat uit endocriene klieren (hypothalamus, hypofyse, schildklier, bijschildklieren, bijnieren, alvleesklier, eierstokken, testikels, pijnappelklier, thymus) en uit hormoonproducerende cellen in andere organen.
• Een volwassene bestaat voor ongeveer 50 tot 60 procent uit water, ongeveer 60 procent daarvan (afgerond twee derde) in de cellen en de rest daarbuiten.
• Homeostase is het stabiel houden van het interne milieu binnen een normaal bereik. Dat gebeurt vooral met negatieve feedback: verandering, receptor, controlecentrum, effector, reactie. De hypothalamus-hypofyse-as is een hormonale vorm hiervan.
• Het zenuwstelsel is snel en gericht, het hormoonstelsel langzamer, breder en langduriger. De hypothalamus verbindt de twee.

1.10 Oefenopgaven

Werk deze opgaven eerst zelf uit en controleer daarna je antwoorden achteraan.

1.Wat zijn cellen en waaruit is een cel opgebouwd?

2.Noem drie taken van de cel en leg ze kort uit.

3.Wat betekent 'semipermeabel' en waarom is dat voor een cel belangrijk?

4.Waarom kunnen peptidehormonen het celmembraan niet zomaar passeren, en hoe beïnvloeden ze de cel dan wel?

5.Noem de zes niveaus van organisatie van het lichaam in de juiste volgorde.

6.Noem de vier weefseltypen en geef bij elk een voorbeeld.

7.Wat zijn exocriene en endocriene klieren? Noem van beide typen twee voorbeelden. Waarom is de alvleesklier beide?

8.Welke soorten steunweefsel zijn er? Tot welk weefsel behoort kraakbeen, en wat is een kenmerk ervan?

9.Wat is het grootste verschil tussen glad en dwarsgestreept spierweefsel? Noem van beide typen een voorbeeld, en noem het derde type spierweefsel.

10.Beschrijf de opbouw van een zenuwcel. Wat zijn steuncellen?

11.Wat zijn sensorische zenuwen? Welke andere zenuwen kunnen we onderscheiden?

12.Waaruit bestaat het ademhalingsstelsel? Wat is de functie ervan?

13.Wat is het verschil tussen de grote en de kleine bloedsomloop? Wat is het verschil tussen slagaders en aders?

14.Uit welke onderdelen bestaat bloed? Noem van elk onderdeel een functie.

15.Welke taken heeft het lymfestelsel?

16.Welke vier organen behoren tot de uitscheidingsorganen? Noem vier taken van de nieren.

17.Noem minimaal vijf processen waarbij het hormoonstelsel een rol speelt.

18.Welke hormonen maken de bijnieren? Noem er minstens vijf (schors en merg) met hun werking.

19.Hoe wordt de alvleesklier ook wel genoemd? Wat is de functie van de alvleesklier?

20.Wat is het verschil tussen de voorkwab en de achterkwab van de hypofyse? Wat doet de hypothalamus?

21.Wat is homeostase? Uit welke onderdelen bestaat een feedbacklus, en wat is het verschil tussen negatieve en positieve feedback? Geef van beide een voorbeeld.

22.Noem drie verschillen tussen het zenuwstelsel en het hormoonstelsel.

23.Hoeveel procent van het lichaam is ongeveer water, en hoe is dat verdeeld? Noem twee functies van water.

1.11 Praktijkopgaven

Kies bij elke vraag het beste antwoord. Deze opgaven oefenen hoe je de lesstof toepast, zoals je dat later in een gesprek met een cliënt zou doen.

1.Na een flinke wandeling in de zon gaat iemand zweten en krijgt ze een rood gezicht. Welk proces is hier het meest logisch?

a.Positieve feedback die de lichaamstemperatuur verder laat stijgen.

b.Negatieve feedback die de lichaamstemperatuur terugbrengt naar het setpoint.

c.Een hormonale disbalans in de schildklier.

d.Uitval van het zenuwstelsel.

2.Na een koolhydraatrijke maaltijd stijgt de bloedsuikerspiegel. Welke reactie hoort bij een normaal werkende negatieve feedback?

a.De alvleesklier maakt meer glucagon, waardoor de lever glucose afgeeft.

b.De bijnieren stoppen met de aanmaak van alle hormonen.

c.De alvleesklier maakt meer insuline, waardoor cellen glucose opnemen en de lever glucose opslaat.

d.De schildklier neemt de regie over.

3.Een bepaalde cel heeft geen receptoren voor hormoon X. Wat is het meest waarschijnlijke gevolg?

a.Hormoon X wordt niet meer in de klier aangemaakt.

b.Hormoon X verlaat de bloedbaan niet.

c.Alle cellen in het lichaam reageren sterker op hormoon X.

d.Hormoon X bereikt de cel wel, maar de cel kan er niet op reageren.

4.Waarom reageert het lichaam bij een schrikreactie eerst met een snellere hartslag en houdt de reactie daarna nog een tijd aan?

a.Het zenuwstelsel reageert in milliseconden. Binnen enkele seconden geven de bijnieren adrenaline af, wat de reactie langer volhoudt.

b.Alleen het hormoonstelsel is bij een schrikreactie betrokken.

c.Het zenuwstelsel werkt trager dan hormonen.

d.De hartslag wordt niet door zenuwen beïnvloed.

5.Welk weefseltype zorgt ervoor dat darmen en bloedvaten kunnen samentrekken, zonder dat je erover nadenkt?

a.Epitheelweefsel

b.Vetweefsel

c.Glad spierweefsel

d.Dwarsgestreept skeletspierweefsel

6.Waarom is het gemiddelde waterpercentage bij vrouwen iets lager dan bij mannen?

a.Vrouwen hebben minder bloed per kilo lichaamsgewicht.

b.Vetweefsel bevat relatief weinig water en spierweefsel veel; vrouwen hebben gemiddeld relatief meer vetweefsel en minder spiermassa.

c.Bij vrouwen zit al het water buiten de cellen.

d.Hormonen binden bij vrouwen meer water.

7.Wat gebeurt er in een goed werkend feedbackmechanisme als de T3- en T4-spiegels in het bloed te hoog worden?

a.De hypofyse maakt extra TSH.

b.De hypothalamus maakt extra TRH.

c.De schildklier krijgt een sterkere prikkel om hormoon te maken.

d.De afgifte van TRH en TSH wordt geremd, waardoor de schildklier minder maakt.

8.Welke uitspraak over homeostase klopt?

a.Waarden blijven binnen een normaal bereik rond een setpoint. Het setpoint kan tijdelijk verschuiven, bijvoorbeeld bij koorts.

b.Alle waarden in het lichaam blijven altijd precies gelijk.

c.Homeostase werkt alleen als iemand in rust is.

d.Homeostase wordt uitsluitend door het zenuwstelsel geregeld.

9.Een persoon met ernstig nierfalen krijgt vaak bloedarmoede. Welke nierfunctie speelt hierbij een rol?

a.De nieren maken EPO, dat de aanmaak van rode bloedcellen stimuleert.

b.De nieren maken insuline.

c.De nieren maken gal.

d.De nieren regelen de lichaamstemperatuur.

10.Wat is de juiste volgorde bij de aansturing van de aanmaak van cortisol?

a.De bijnierschors geeft ACTH af, de hypofyse CRH en de hypothalamus cortisol.

b.De hypofyse geeft CRH af, de hypothalamus ACTH en de bijnierschors cortisol.

c.Het bijniermerg geeft ACTH af en de hypothalamus maakt cortisol.

d.De hypothalamus geeft CRH af, de hypofyse reageert met ACTH en de bijnierschors maakt cortisol.

11.Welke uitspraak over spierweefsel klopt?

a.Glad spierweefsel is dwarsgestreept en werkt willekeurig.

b.Hartspierweefsel werkt onwillekeurig en trekt ritmisch samen.

c.Skeletspieren werken onwillekeurig.

d.Spierweefsel kan alleen samentrekken als er een hormoon aanwezig is.

12.De alvleesklier is zowel een exocriene als een endocriene klier. Welke combinatie klopt?

a.Exocrien: insuline naar het bloed. Endocrien: pancreassap naar de darm.

b.Exocrien: glucagon naar het bloed. Endocrien: gal naar de darm.

c.Exocrien: pancreassap met enzymen naar de darm. Endocrien: insuline en glucagon naar het bloed.

d.De alvleesklier is alleen een endocriene klier.

13.Welk bloedvat voert zuurstofarm bloed van het hart naar de longen?

a.De longader

b.De longslagader

c.De aorta

d.De holle ader

14.Een cliënt zegt: 'Vetweefsel is toch alleen maar opslag?' Wat is de beste reactie?

a.Dat klopt, vetweefsel slaat alleen energie op.

b.Vetweefsel is vooral isolatie en maakt zelf geen stoffen aan.

c.Vetweefsel zit alleen onder de huid.

d.Vetweefsel slaat energie op en maakt zelf ook hormonen, zoals leptine.

15.Casus. Jeroen (45) werkt een warme dag buiten en drinkt nauwelijks. 's Avonds merkt hij dat hij weinig plast en dat zijn urine donker is. Wat is een logische verklaring?

a.Zijn nieren maken extra urine om het vocht te verdunnen.

b.De alvleesklier maakt extra insuline.

c.De hypothalamus registreert een vochttekort en de hypofyse geeft meer ADH af, waardoor de nieren water vasthouden.

d.De schildklier verlaagt zijn lichaamstemperatuur.

16.Casus. Anne (31) vraagt zich tijdens haar zwangerschapscursus af waarom weeën tijdens de bevalling steeds sterker worden. Wat is de beste uitleg?

a.Positieve feedback: samentrekkingen stimuleren de afgifte van oxytocine, dat de samentrekkingen versterkt, tot de baby geboren is.

b.Negatieve feedback, die de weeën afremt.

c.Het hormoon cortisol zorgt dat de baarmoeder ontspant.

d.De schildklier regelt het tempo van de bevalling.

Bronnen

Leesdiepte: [V] volledig gelezen, [S] samenvatting of betreffend hoofdstuk/passage gelezen, [Sec] via een secundaire bron.

OpenStax (2022). Anatomy and Physiology 2e. Rice University. openstax.org/books/anatomy-and-physiology-2e. Hoofdstukken 1.2, 1.5, 3.2, 3.3, 4.1-4.4, 5.1, 5.3, 6.7, 12.2, 13.4, 15.1, 17.1-17.7, 17.9, 17.10, 18.1, 18.3, 19.1, 21.1, 22.1, 22.2, 23.1, 24.2, 25.1, 25.10, 26.1, 26.2, 27.2. [S]

Brandis, K. Fluid Physiology, hoofdstuk 2.1 Compartments. LibreTexts Medicine. [S]

Bianconi, E. et al. (2013). An estimation of the number of cells in the human body. Annals of Human Biology, 40(6), 463-471. [S]

Sender, R., Fuchs, S. & Milo, R. (2016). Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLoS Biology, 14(8), e1002533. [V]

Sender, R. & Milo, R. (2021). The distribution of cellular turnover in the human body. Nature Medicine, 27, 45-48. [Sec]

Bergmann, O. et al. (2009). Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science, 324, 98-102. [S]

Costa, M.H.G. et al. (2021). In vitro models of intestinal epithelium: toward bioengineered systems. Journal of Tissue Engineering, 12. [S]

Bjelakovic, G. et al. (2012). Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases. Cochrane Database of Systematic Reviews, CD007176. [S]

Gezondheidsraad (2015). Richtlijnen goede voeding 2015. Den Haag. [Sec]

Baker, L.B. (2019). Physiology of sweat gland function. Temperature, 6(3), 211-259. [S]

Riggs, B.L., Khosla, S. & Melton, L.J. (1998). A unitary model for involutional osteoporosis. Journal of Bone and Mineral Research, 13(5), 763-773. [S]

Azmahani, A. et al. (2016). The role of androgen under normal and pathological conditions in sebaceous glands. Frontiers in Endocrinology, 7. [S]