Voortplanting

In dit thema leer je op welke manieren organismen zich kunnen voortplanten en de rol van de hormonen bij de voortplanting.

 

Hormonen

hormoon receptor

Hormonen worden geproduceerd in klieren, de zogenaamde hormoonklieren.Hormonen zijn boodschapperstoffen. Hormonen worden afgegeven aan het bloed en stromen door het lichaam langs alle cellen van het lichaam. Ze botsen dan steeds op receptoren in de celmembraan van de cellen waar ze langs stromen. Komt een hormoon langs bij een doelcel, dan hecht het hormoon zich aan de receptor van deze doelcel. In de illustratie hiernaast zie je drie verschillende hormonen. Een van deze drie soorten hormonen kan maar hechten aan de receptor van de doelcel. Alleen door dit specifieke hormoon en deze specifieke koppeling zal de cel "gaan doen wat het hormoon opdraagt".

Een podcast van Biologielessen.nl op Spotify over de werking van hormonen en hun doelcellen is hieronder te beluisteren.

Spotify

Wateroplosbare hormonen en niet in water oplosbare hormonen

Er zijn twee soorten hormonen. Wateroplosbare hormonen en niet in water oplosbare hormonen. Beide hormonen worden door het bloed vervoerd, maar hun werking is anders. Wateroplosbare hormonen kunnen namenlijk niet de celmembraan passeren. In de onderstaande afbeelding zie je hoe het hormoon zijn boodschap doorgeeft via een 2e boodschapper die wel in de cel is. Het wateroplosbare hormoon hecht zich aan de receptor van de doelcel (nummer 1)  en zet aan de binnenkant van het membraan een cascade van reacties op gang (nummer 2 en 3). Het uiteindelijke resultaat is de productie van een tweede boodschapper (nummer 4). Het is deze 2e boodschapper die invloed heeft op het functioneren van de cel en de cel de boodschap van het hoormoon laat uitvoeren

 Peptidehormonen

Vetoplosbare hormonen hebben geen tweede boodschapper nodig, omdat ze gewoon door de celmembraan heen kunnen passeren (1). Deze hormonen "doorzoeken"dus eigenlijk het cytoplasma van alle cellen van het lichaam tot ze de specifieke receptor in het cytoplasma vinden (2). Komt het hormoon in contact met de receptor, dan functioneert het hormoon-receptor complex als een transcriptiefactor die zich kan binden aan het DNA (figuur4). Onder invloed van deze transcriptiefactor kan er m-RNA gemaakt worden dat een code bevat voor de productie van een eiwit. Ribosomen op het endoplasmatisch reticulum produceren het eiwit. Het verschil in werking tussen de peptidehormonen en steroide hormonen staat ook mooi uitgelegd in BiNaS tabel 89B.

sterodhormoon 

In onderstaande video wordt de werking van de hormonen besproken, alsmede de diverse hormoonklieren van het menselijk lichaam en hoe de hormonen hun doelcellen weten te bereiken.

Onderstaande animatie laat de werking van hormonen uit de alvleesklier zien. De alvleesklier is zowel een exocriene klier, omdat hij spijsverteringsenzymen afgeeft aan de "holte" twaalf vingerige darm, alsmede een endocriene klier. In BvJ staat op bladzijde 48 uitleg over exo- en endokriene klieren.

In het filmpje zie je hoe de alvleesklier het hormoon insuline en glucagon afgeeft aan het bloed. Onder invloed van deze twee homonen slaan de (doel)cellen van de lever en spieren glucose op in de vorm van glycogeen, of zetten ze glycogeen weer om in glucose. De opdracht van insuline aan de doelcellen van de lever is "sla glucose op in de vorm van glycogeen". De opdracht van het andere alvleesklierhormoon glucagon aan de doelcellen van de lever is "zet glycogeen weer om in glucose"

 

Hormonen spelen onder andere een belangrijke rol bij de voorplanting. De belangrijkste hormoonklier van het lichaam is de hypofyse. De hypofyse produceert twee belangrijke hormonen die een rol spelen bij zwangerschappen. LH en FSH. Wat deze hormonen doen en hoe ze doelcellen van organen beïnvloeden, is te zien en te lezen op onderstaande illustratie. In onderstaande afbeelding wordt gesproken over negatieve feedback. Om het verloop van de hormoonconcentraties gedurende de maandelijkse cyclus te begrijpen moet men weten wat negatieve feedback is en wat de invloed van negatieve feedback is op hormoonconcentraties. De BiNaS-tabel 86C over de hormonen van de vrouw laat zien hoe de hormonen elkaars productie beïnvloeden.

 Hormonen bij zwangerschap detail

De negatieve feedback van progesteron is te begrijpen als het lichaam zwanger is. Progesteron wil door FSH en LH te remmen een nieuwe eisprong voorkomen. Maar door de remming van LH wordt ook het gele lichaam niet meer in stand gehouden. En dat is noodzakelijk gedurende de eerste maanden van de zwangerschap. Het ontwikkelende embyo lost met de productie van HCG het probleem op. HCG gaat de taak van LH overnemen en houdt bij zwangerschap het gele lichaam in stand

Bij de vrouw wordt de eisprong gestimuleerd door hormonen uit de hypofyse. Deze hormonale regulatie zorgt ervoor dat de vrouw regelmatig ovuleert. Wil een vrouw zich voortplanten,dan moet er tijdens deze ovulatie wel een man in de buurt zijn. De onbevruchte eicel leeft namelijk maar een dag. Voor sommige organismen is een regelmatige cyclus niet handig.Denk aan organismen die zelden en dan ook nog maar kort bij elkaar zijn. Deze organismen ovuleren onder invloed van bepaalde eiwitten in het sperma van de man.

In de video hieronder wordt uitgelegd welke hormonen een rol spelen in het lichaam van de vrouw, in welke klieren deze hormonen worden geproduceerd, wat hun doelcellen zijn en waar de hormonen de doelcellen tot aanzetten.

Geslachtshormoonproductie bij de man

In de puberteit verandert het uitelijk van een jongen onder invloed van testosteron. Zijn beenderen en spieren worden zwaarder, hij krijgt een zwaardere stem en de haargroei op het lichaam komt op gang. Deze kenmerken noemen we de secundaire kenmerken. Onder invloed van dit hormoon verandert de man niet alleen lichamelijk, maar ook geestelijk. Er ontstaat interesse voor het andere geslacht. Dat wist men allang. Harembewakers werden ten tijde van de Chiosun-dynasty (1392-1910) om die reden gecastreerd. Alleen gecastreerde mannen mochten het paleis in en waken over de harems. Nu gelden in het lichaam van het individu gewone economiewetten. Je kan je geld maar een keer uitgeven. Energie kan het individu maar een keer ergens aan uitgeven. Als een individu (op basis van genetische informatie) energie steekt in reproductie, moet er op een ander vlak energie weggesnoept worden. Reproductie gaat dus ten koste van bijvoorbeeld herstel van nieuwe huid, haar, of immuniteit. Dit verschijnsel heet trade-off. Gecastreerde harembewakers hadden zogezegd "energie over". Deze energie zorgde voor extra levensduur. Enuchen zonder testosteron leefden veel langer dan niet-gecastreerde mannen.

Uitleg in de les over de hormoonproductie van de hypofyse en de productie van testosteron door de teelballen is hieronder te bekijken.

Testosteronproductie wordt bij de man gereguleerd door hormonen uit de hypofyse. Via een ingewikkeld proces van negatieve feedback zorgen deze hypofyse hormonen in samenwerking met tesosteron ervoor dat de concentratie testosteron bij de man altijd min of meer constant is. In de onderstaande afbeelding is de hypofyse te zien die FSH en LH afgeeft aan het bloed om de testis aan te zetten tot productie van testosteron.

 Hypofyse