Hypothalamus en hypofyse: de hormonale regelkamer

Waar liggen hypothalamus en hypofyse?

De hypothalamus ligt diep onder in de hersenen, onder de thalamus. Hij vormt een deel van de bodem en zijwand van de derde hersenkamer, een ruimte met hersenvocht. Het is geen los bolletje, maar een gebied met groepjes zenuwcellen die verschillende taken uitvoeren. Zo'n groepje heet een kern.

De hypofyse hangt daaronder aan een dunne verbinding: de hypofysesteel. De klier is ongeveer zo groot als een erwt en ligt beschermd in een holte van het schedelbot, het Turkse zadel of sella turcica. Vlak erboven ligt de kruising van de oogzenuwen. Die ligging verklaart waarom een grote afwijking van de hypofyse soms het zien kan beïnvloeden.^{[1], [3]}

De klier heeft twee duidelijk verschillende delen: een voorkwab die zelf hormonen maakt en een achterkwab die bepaalde hormonen uit de hypothalamus opslaat en afgeeft.

De hypothalamus houdt de omstandigheden in het lichaam bij

Je lichaam moet zich voortdurend aanpassen: aan warmte, beweging, slapen, eten en drinken. De hypothalamus helpt de binnenomgeving binnen bruikbare grenzen te houden. Dat noemen we homeostase. Het is geen vaste stand, maar een voortdurend bijregelen.^[4]

• Temperatuur: bij warmte helpt hij reacties zoals zweten aansturen; bij kou draagt hij bij aan warmtebehoud en warmteproductie.
• Honger en verzadiging: hij verwerkt onder meer signalen over beschikbare energie en de toestand van het spijsverteringsstelsel.
• Dorst en water: veranderingen in de concentratie van opgeloste stoffen in het bloed helpen bepalen wanneer water moet worden vastgehouden en drinken nodig is.
• Slaap en dagritme: een kleine kern ontvangt lichtinformatie uit het oog en helpt lichamelijke ritmes op de dag en nacht af te stemmen.
• Voortplanting: hormoonsignalen vanuit dit gebied helpen de geslachtsklieren aansturen.

De hypothalamus werkt hierbij samen met andere hersengebieden en organen. Hij is dus belangrijk, maar niet de enige regelaar. Meer over de dagelijkse timing lees je bij de biologische klok; de lichtgestuurde route naar melatonine bij de pijnappelklier.

Hoe komen hersenen, gevoel en lichaamsreacties bij elkaar?

De hypothalamus ontvangt niet alleen informatie uit het bloed. Hij staat ook in verbinding met hersengebieden voor waarneming, emoties en geheugen. Daardoor kan bijvoorbeeld een dreigende situatie zowel je gedrag als je lichamelijke toestand veranderen.

Via de hersenstam, de verbinding tussen de hoger gelegen hersenen en het ruggenmerg, kan de hypothalamus invloed uitoefenen op automatische lichaamsfuncties. In de hersenstam liggen onder meer netwerken voor ademhaling en hart- en vaatregeling. Samen met het autonome zenuwstelsel helpen deze verbindingen je lichaam zich aan een situatie aanpassen.^[1]

Bij spanning kunnen daarom zenuwsignalen én hormoonsignalen meedoen. Het is niet zo dat iedere lichamelijke reactie eerst door de hypofyse moet. Lees de twee routes naast elkaar bij hormonen en zenuwstelsel.

Twee verschillende verbindingen met de hypofyse

Door de hypofysesteel lopen bloedvaten en zenuwuitlopers. Voor de voor- en achterkwab hebben die een andere functie:

1. Naar de voorkwab via het bloed. Zenuwcellen van de hypothalamus geven regelstoffen af aan kleine bloedvaten. Die gaan via speciale poortaders rechtstreeks naar de voorkwab, zonder eerst door de hele bloedsomloop te reizen. Daar stimuleren of remmen ze de hormooncellen.
2. Naar de achterkwab via zenuwuitlopers. Andere zenuwcellen maken ADH en oxytocine. Deze hormonen worden langs hun lange uitlopers naar de achterkwab vervoerd. Bij een zenuwsignaal komen ze daar vrij in het bloed.

De voorkwab ontvangt dus opdrachten om zelf hormonen af te geven; de achterkwab is een afgifteplaats voor hormonen die hogerop gemaakt zijn.^[5]

Vergroten

Welke opdrachten krijgt de voorkwab?

De namen hieronder zijn afkortingen voor regelhormonen. Je hoeft ze niet te onthouden om de werking te begrijpen: sommige geven gas, andere remmen.

Dit zijn de belangrijkste relaties, niet alle wisselwerkingen. Eén regelstof kan meer dan één effect hebben.^[6]

De voorkwab: verschillende cellen, verschillende hormonen

De voorkwab heet ook adenohypofyse. Er zitten verschillende gespecialiseerde hormooncellen in. De klassieke indeling onderscheidt vijf hoofdtypen die samen zes belangrijke hormonen maken.^[3]

Groeihormoon wordt niet simpelweg omgezet in een ander hormoon

Groeihormoon werkt rechtstreeks op verschillende weefsels en stimuleert daarnaast de aanmaak van IGF-1, een groeifactor uit onder meer de lever. IGF-1 heette vroeger ook somatomedine C. GH en IGF-1 zijn dus verschillende stoffen: de lever zet GH niet om in IGF-1. Ook na de lengtegroei blijft GH betrokken bij onder meer spier-, vet- en botstofwisseling.^[7]

Prolactine: melk maken, niet melk laten toeschieten

Prolactine stimuleert de productie van moedermelk. Het vrijkomen van melk bij het voeden wordt geholpen door oxytocine uit de achterkwab. Dat zijn twee samenwerkende, maar verschillende processen. Prolactine wordt ook buiten zwangerschap en borstvoeding gemaakt. Een aanhoudend verhoogde waarde kan de voortplantingsregeling verstoren; de betekenis hangt af van de oorzaak en omstandigheden.^[8]

LH en FSH worden samen gonadotrofinen genoemd: hormonen die de geslachtsklieren aansturen. Prolactine hoort niet bij die twee. De werking in de doelorganen vind je bij de eierstokken en testes, schildklier en bijnieren.

De achterkwab: opslag en afgifte van ADH en oxytocine

De achterkwab, of neurohypofyse, bestaat vooral uit zenuwuitlopers, bloedvaten en ondersteunende cellen. De cellichamen van de hormoonmakende zenuwcellen liggen in de hypothalamus. De achterkwab maakt ADH en oxytocine dus niet zelf.^[9]

ADH helpt water vasthouden

ADH betekent antidiuretisch hormoon: het beperkt waterverlies via de urine. Een andere naam is vasopressine. Als het bloed relatief geconcentreerd raakt, kan meer ADH vrijkomen. De nieren nemen dan meer water terug op, zodat je minder water uitplast. Ook een daling van bloedvolume of bloeddruk kan de afgifte stimuleren.

Bij een tekort aan ADH, of als de nieren onvoldoende op het hormoon reageren, kan iemand veel verdunde urine verliezen en veel dorst krijgen. Dit staat bekend als diabetes insipidus. Je ziet ook de namen arginine-vasopressinedeficiëntie en arginine-vasopressineresistentie. Het is iets anders dan suikerziekte.^[10] Zie ook waterregeling door de nieren.

Oxytocine helpt spieren rond melkklieren en in de baarmoeder samentrekken

Bij borstvoeding gaan zenuwsignalen vanaf de tepel naar de hersenen. De afgifte van oxytocine helpt vervolgens de spiertjes rond de melkproducerende kliertjes samentrekken: de melk schiet toe. Rond de bevalling helpt oxytocine de weeën versterken. Het werkt daarbij samen met andere signalen en is niet de enige factor die een bevalling bepaalt.^[5]

Hoe weet het systeem wanneer het genoeg is?

Een hormoonas is een keten van signalen tussen hypothalamus, hypofyse en een doelklier. Neem de schildklier: TRH stimuleert de hypofyse om TSH af te geven, waarna de schildklier meer schildklierhormoon afgeeft. Die schildklierhormonen remmen op hun beurt de aansturing vanuit hypothalamus en hypofyse. Dit heet negatieve terugkoppeling.

Zo'n terugmelding helpt voorkomen dat de aansturing onbeperkt doorgaat. Het systeem lijkt op een thermostaat, maar is veelzijdiger: slaap, leeftijd, ziekte en andere signalen beïnvloeden de regeling. Niet iedere hormoonreactie gebruikt precies dezelfde terugkoppeling.^[6] Meer uitleg staat bij hormoonreceptoren en terugkoppeling.

Ook het moment en het patroon tellen. Hormonen worden niet allemaal gelijkmatig afgegeven. GnRH komt bijvoorbeeld in pulsen vrij, en groeihormoon heeft duidelijke pieken, onder meer tijdens de slaap. Daarom vertelt één losse bloedwaarde niet altijd het hele verhaal.^{[6], [7]}

Waarom zijn voor- en achterkwab zo verschillend gebouwd?

Dat verschil begint al in het embryo. Het toekomstige klierweefsel van de voorkwab ontstaat uit een uitstulping van de vroege mondbekleding, het zakje van Rathke. De achterkwab groeit vanuit het toekomstige hersengebied naar beneden. Beide delen komen bij elkaar; de voorkwab verliest zijn verbinding met de mond. Het zijn dus twee verschillende oorsprongen die samen één orgaan vormen.^[3]

Wat is onder de microscoop te zien?

Hormooncellen liggen dicht bij kleine bloedvaten. Ze bevatten korrels waarin hormonen worden opgeslagen voordat ze worden afgegeven. Bij bepaalde kleuringen vallen sommige cellen roze op (acidofiel), andere blauwachtig (basofiel). Weinig kleurende cellen heten chromofoob. Dit zijn beschrijvingen van hun uiterlijk, niet drie afzonderlijke hormonen.

Bij de klassieke kleuring zijn GH- en prolactinecellen meestal acidofiel, terwijl ACTH-, TSH- en LH/FSH-cellen tot de basofiele groep worden gerekend. Voor preciezere herkenning gebruiken onderzoekers gerichte kleuringen voor hormonen en celeiwitten. Een bleke cel is niet automatisch een stamcel.^[12]

Is er ook een middenkwab?

Tussen de twee grote delen ligt een kleine tussenzone, de pars intermedia. Die is bij volwassen mensen veel minder ontwikkeld dan bij sommige andere dieren. Je kunt dierlijke schema's met drie even belangrijke kwabben daarom niet rechtstreeks op de mens toepassen.^[3]

Hoe wordt een probleem met hypothalamus of hypofyse onderzocht?

Een verstoring kan leiden tot te weinig of juist te veel van een hormoon. Mogelijke veranderingen zijn groeiproblemen, menstruatiestoornissen, minder libido, onverwachte melkafscheiding, veel dorst of veel plassen. Deze klachten kunnen ook andere oorzaken hebben. Ze bewijzen op zichzelf geen hypofyseaandoening.

Een grotere hypofysetumor kan daarnaast op omliggend weefsel drukken en bijvoorbeeld het gezichtsveld beïnvloeden. De meeste hypofysetumoren zijn goedaardig, maar kunnen door hun hormoonproductie of omvang toch behandeling nodig maken.^[11]

De arts kijkt naar de klachten, medicatie en voorgeschiedenis en meet waar nodig meerdere hormonen in samenhang. Soms is een stimulatietest of remmingstest nodig: er wordt gecontroleerd hoe de hormoonafgifte op een prikkel reageert. Een MRI laat de bouw van het gebied zien; gezichtsveldonderzoek beoordeelt de invloed op het zien. Een endocrinoloog is gespecialiseerd in hormoonaandoeningen.^[13]