Hormonen bij de man
A7.1.0 Hypothalamus
De hypothalamus is een onderdeel van de hersenen die er voor zorgt dat ons interne milieu constant blijft. De hypothalamus bevat het regelcentra voor de werking van de hypofyse en het autonome zenuwstelsel en vormt de bodem van het derde ventrikel. Het bestaat uit een mediaal deel dat bijzonder celrijk is en een lateraal deel dat zeer vezelrijk is en dat de verbinding met het verlengde merg vormt. De hypothalamus ontvangt informatie vanuit het limbische systeem, vanuit de hersenschors en via opstijgende banen door het ruggenmerg, vanuit de extero-, intero-en propriosensoren (= receptoren). Het mediale deel van de hypothalamus ontvangt rechtstreeks informatie met betrekking tot de toestand van het interne milieu. De hypothalamus geeft informatie af via zenuwverbindingen met de formatio reticularis in de hersenstam. Beïnvloeding van de hormonale toestand van het lichaam vindt plaats via de hypofyse. De hypothalamus heeft ook een regelende invloed op het gedrag; ze is betrokken bij de drie kerngedragingen: vlucht- en afweergedrag, voedingsgedrag en voortplantingsgedrag, welke de instandhouding van individu en soort bepalen. Hypothalamische en hypofysaire hormonen, of brokstukken daarvan, kunnen een rechtstreekse invloed hebben op allerlei hersenfuncties.
A7.2.0 Hypofyse
De hypofyse is één van de belangrijkste klieren van het menselijk lichaam. Deze hormoonklier ligt bij de hersenen op de bodem van de schedel en is opgebouwd uit drie kliertjes: de voorkwab en middenkwab (de adenohypofyse) en de achterkwab (neurohypofyse). De hypofyse heeft ongeveer de grootte van een boon en weegt 0,5 tot 1 gram. Hier worden de werking van belangrijke organen en lichaamsfuncties gereguleerd. De hypofyse is door middel van de hypofysesteel verbonden met de hypothalamus en wordt gestuurd door de hypothalamus via zenuwprikkels of via de productie van hormonen die de werking van de hypofyse direct beïnvloeden. De hypofyse staat direct in verbinding met het zenuwstelsel en daardoor ontstaat de samenwerking tussen het endocriene stelsel en het hormoonstelsel. De adenohypofyse heeft een typische klierstructuur, dit in tegenstelling tot de neurohypofyse die geheel opgebouwd is uit zenuwcellen en gliacellen. De adenohypofyse, die ontstaan is uit het monddakectoderm, bestaat uit verschillende soorten secretaire cellen, gerangschikt in strengen of velden van epitheliale cellen, rijkelijk doorschoten door een capillairnetwerk. De adenohypofyse vormt ongeveer driekwart van de massa van de hypofyse. De hormonen die door de adenohypofyse geproduceerd worden zijn o.a.:
• gonadotrofinen
• androgenen
• testosteron
A7.2.1 Gonadotrofinen
Deze hormonen regelen seks en voortplanting. De twee door de hypofyse aangemaakte geslachtshormonen zijn het luteïniserend hormoon (LH) en het follikelstimulerend hormoon (FSH). Bij de man zendt de hypofyse deze hormonen naar de testis, waar LH de productie van het mannelijke hormoon testosteron stimuleert, terwijl FSH belangrijk is voor de productie van zaadcellen. Dit door op hun beurt weer andere hormonen aan te sturen zoals testosteron. LH en FSH worden geproduceerd door gonadotrope cellen. De midden- en achterkwab van de hypofyse zijn niet betrokken bij de productie van geslachtshormonen en hier verder dus niet meer van belang.
A7.2.2 Androgenen
Androgenen zijn hormonen die een vergelijkbare werking hebben als testosteron. Ze kunnen een effect hebben op de mannelijke geslachtsorganen, de spermatogenesis, secundaire geslachtskenmerken en het ontwikkelen van de spiermassa. De werking van androgenen wordt geregeld door androgeenreceptoren (AR) en omgekeerd. Omdat veranderingen in de AR-levels de sensitiviteit van cellen voor androgenen kan beïnvloeden is het begrijpen van de AR-regulatie van groot belang bij het bestrijden van onvruchtbaarheid.
De AR-receptor behoort tot de superfamilie van de ligand dependent transcriptiefactoren. Het gen voor de androgeenreceptor ligt op het X-chromosoom op Xq11-12 en codeert voor het AR-eiwit met een moleculaire massa van ongeveer 110kDa. In de meeste doelgebieden gaat het AR mRNA niveau omlaag als reactie op het androgeen. Maar androgenen verlengen het leven van een AR eiwit.
A7.2.3 Testosteron
Testosteron (C19H28O2) is een hormoon dat vooral in mannen, maar ook in vrouwen wordt geproduceerd. In mannen zorgt het hormoon onder andere voor de ontwikkeling van de spermacellen. In de puberteit, wanneer de concentratie een stuk hoger wordt, zorgt testosteron voor de groei van lichaamshaar en schaamhaar en voor het vergroten van de spiermassa. Het niveau van testosteron daalt wanneer mannen 45 à 50 jaar worden, hoewel sommigen hogere niveaus kunnen blijven hebben tot ze 80 jaar of ouder zijn. In mannen wordt testosteron vooral geproduceerd in de Leydig cellen. Het uitscheiden van testosteron wordt gereguleerd door LH (luteïniserend hormoon). De productie van LH en FSH wordt weer gereguleerd door het hormoon GnRH (gonadotrope hormonen) uit de hypothalamus. In de Sertoli-cellen van de testis stimuleert FSH samen met testosteron de ontwikkeling van spermacellen. Ook zorgt FSH voor de productie van het hormoon inhibine in de Sertoli-cellen. Om te zorgen dat er niet te veel LH en FSH wordt geproduceerd, heeft zowel testosteron als inhibine een onderdrukkend effect op de hypofyse en de hypothalamus. De concentraties LH en FSH zijn zo altijd onder controle.
Een testosterontekort kan de volgende symptomen hebben:
• een verminderde libido of seksueel disfunctioneren (impotentie)
• kleinere testikels en verminderde spiermassa
Ook obesitas, leverdisfuncties, osteoporose, artritis, reumatiek en diabetes kunnen in verband staan met een testosteronprobleem. Maar er bestaat nog een vorm van testosteron dat erg belangrijk is voor de vruchtbaarheid. Testosteron kan zich door een enzymreactie omzetten in een veel actievere vorm namelijk 5alpha-dihydrotestosteron (DHT). De iso-enzymen 5-alpha reductase 1 en 2 (SRD5a1 and SRD5a2) met NADPH als essentieel co-enzym bij een optimale pH zorgen voor de omzetting van testosteron. Dihydrotestosteron is aanwezig in de prostaat, de testis, de haarzakjes en de andrenal glands en is noodzakelijk voor de ontwikkeling van het mannelijke urogenitaalstelsel. Andere functies van DHT zijn:
• het bepalen van de ontwikkeling van het mannelijke fenotype tijdens de embryogenese
• het zorgen voor de groei van androgeengevoelige weefsels tijdens de pubertijd
• het zorgen voor prostaatgroei
Testosteron en 5alpha-dihydrotestosteron werken met een gezamenlijke intracellulaire receptor. Overproductie van DHT is de grootste oorzaak van androgeengerelateerde ziekten, waaronder ook onvruchtbaarheid.
Goede voeding is belangrijk voor een gezonde hormonenbalans, inclusief testosteron. Studies tonen aan dat een terugval van testosteronproductie voorkomt in diëten met teveel eiwitten en te weinig koolhydraten, eveneens als diëten met een hoog koolhydratengehalte en een laag vetpercentage. Voldoende inname van de vitamines A, B6, C, boor, zink en aminozuren is belangrijk voor testosteronproductie. Testosteron kan tot een bepaalde hoogte verhoogd worden door oefening.
A7.3.0 Leydig cellen
De Leydig cellen liggen bij de man tussen de seminiferous tubules van de testis, als eilandjes verspreid bij de bloed-testis barrière. Onder invloed van het luteïniserend hormoon (LH) uit de hypofyse produceren deze cellen het hormoon testosteron. Zij doen dit door cholesterol om te zetten in testosteron.
A7.4.0 Sertoli cellen
De cellen van Sertoli of voedstercellen hebben een langgerekte piramide- tot trapeziumvorm en zijn met hun brede basis gelegen tegen het basale membraan; hun apicale einde reikt tot in het lumen van de zaadbuisjes. De cellen van de spermatogenetische reeks zijn gelegen in de intercellulaire ruimte tussen de Sertolicellen, waarbij deze diep in het cytoplasma kunnen doordringen. Over de exacte manier waarop regulatiefactoren en –mechanismen van intratubulaire invloeden op Sertoli cellen werken, is nog niet veel bekend. Men denkt dat germ cells zelf de Sertoli cel activiteiten regelen. Over de extratubulaire invloeden is veel meer bekend. Het is bekend dat FSH en indirect LH Sertoli cellen beïnvloeden.
A7.4.1 Functies Sertoli cellen
De Sertolicellen hebben 7 hoofdfuncties en verschillende ondergeschikte functies. De zeven hoofdfuncties zijn:
1. Steunende rol: over deze rol van de Sertoli cellen is niet veel bekend, maar het heeft betrekking op het behoud van plaats van de differentiërende gekloonde germ cells.
2. Het opruimen van organellichaam resten.
3. Bloed-testis barrière: het zorgt voor de tight-junctions in deze barrière.
4. Lift: hier over is weinig bekend, maar Sertolicellen zorgen ervoor dat vroege meiotische spermatocyten van de basale naar de adluminale compartimenten worden verhuisd.
5. Het vrijlaten van spermatozoa van het seminiferous epitheel.
6. Voeding: het heeft de functie om voeding zoals suiker, aminozuren, vetten en metaal elementen aan te leveren
7. Uitscheidingsfunctie: de cellen zijn betrokken bij de uitscheiding van onder andere eiwitten, water en ionen.
A7.4.2 Inhibine en activine
Inhibines worden geproduceerd door de ovariumgranulosacel en de Sertoli cel. Inhibines zijn opgebouwd uit een alfa-subunit en gebonden aan één of twee beta-subunits. Er zijn twee soorten inhibines: inhibine A en inhibine B. Beide soorten inhibines remmen de secretie van FSH. In het mannelijke voortplantingssysteem wordt echter alleen inhibine B uitgescheiden. Activines hebben de tegenovergestelde werking van inhibines, activines stimuleren de secretie van FSH. Activines bestaan uit twee beta-subunits. Ook follistatine remt de secretie van FSH. Follistatine veroorzaakt de remming door zich te binden aan activine en voorkomt dat activine FSH secretie stimuleert.
A7.4.3 Bloed-testis barrière
Sertolicellen vormen het hoofdelement van de bloed-testis barrière. Tussen de Sertolicellen vormen zich gespecialiseerde tight-junction bindingen die het intercellulaire transport van substanties naar spermatocyten, spermatiden en naar de luminal vloeistof verhinderen. De gespecialiseerde tight-junction bindingen tussen de Sertolicellen zijn waarschijnlijk een vitale factor in de vloeistof secretie door deze cellen. De bloed-testis barrière bevindt zich tussen een interstitiële bloedcompartiment en een adluminaal compartiment van de zaadbuisjes en bestaat uit drie onderdelen:
• een fysochemische barrière bestaande uit haarvaten, Sertolicellen en een myoid-cel rond de zaadbuisjes
• een efflux-pomp barrière die P-glyco-eiwitten bevat in het endotheel dat de haarvaten bekleedt en in de myoidcellaag rond de zaadbuisjes.
• een immunologische barrière die bestaat uit Fas-ligandeiwit op de Sertolicellen
Door de functie van het P-glyco-eiwit te blokkeren is er een grotere kans dat cytotoxische medicijnen in de testis komen.
Het seminiferous epitheel kan verdeeld worden in twee compartimenten. Het eerste is het basale compartiment dat buiten de Sertoli cel barrière ligt en waar spermatogonia en preleptotene spermatocyten zich bevinden. Het tweede compartiment is adluminaal en is gelegen binnen de Sertoli cel barrière waar de spermatocyten en spermatiden zich ontwikkelen.
Vanwege de locatie van de Sertoli cel barrière in relatie tot de zich ontwikkelende spermacellen, moet het voor deze cellen mogelijk zijn om tijdens hun ontwikkeling door de barrière heen te gaan. Dit wordt mogelijk gemaakt doordat de cellen eerst tijdelijk in een soort tussenbarrière zitten. De bloed-testis barrière is er voornamelijk om er voor te zorgen dat vloeistofsecretie kan plaatsvinden. Daarnaast zorgt het ook voor de juiste condities voor de spermacellen om te stoppen met de mitotische delingen en om aan de meiose profase te beginnen. De barrière heeft ook een belangrijke endocrinologische functie. Het voorkomt dat peptide hormonen, zoals FSH en LH, in direct contact kunnen komen met de zich ontwikkelende spermacellen in het adluminale compartiment van de zaadbuisjes. Ook biedt de barrière de binnenkant van de buis een immunologisch geprivilegieerde plek doordat het rondcirculerende antilichamen niet binnen laat en er voor zorgt dat het immuunsysteem de eiwitten die gebruikt worden op meiotische en postmeiotische spermatozoa niet kan zien. De bloed-testis barrière ontwikkelt zich alleen tijdens de pubertijd, op ongeveer dezelfde tijd als vloeistofsecretie van de testis begint. Endotheelcellen in de testis lijken erg op de endotheelcellen in de hersenen en daarom is er ook een grote gelijkenis tussen de bloed-hersen barrière en de bloed-testis barrière. Tussen deze cellen worden ook tightjunction bindingen gevormd. Endotheelcellen in de testis beïnvloeden de binnenkomst van sommige substanties in de testis en bevatten hoge concentraties van basische fosfaten en gamma-glutamyltranspeptidase. Dit zijn beide enzymen die een functie hebben in het transportproces, de laatste vooral in het transport van aminozuren. De functie van de bloed-testis barrière is om de spermacellen te beschermen tegen schadelijke invloeden van buitenaf, zoals medicijnen en drugs.