6 minute read
in het feedbacksysteem?
2.3 Wat is de coördinerende rol van hormonen in het feedbacksysteem?
A Regeling bloedsuikerspiegel
OPDRACHT 17
De onderstaande grafiek toont de schommelingen van het glucose- en insulinegehalte in het bloed. De tijdstippen 1, 2 en 3 zijn de momenten waarop gegeten werd.
bloedsuikerspiegel 2 tijd ochtend
A glucosepeil 3 avond B insulinepeil normale bloedsuikerspiegel 1,4 g/L 0,7 g/L 1 Bekijk de rode curve van het glucosepeil. Wat stel je vast? Verklaar. 2 Bekijk nu de blauwe curve van het insulinepeil en vergelijk ze met de rode curve. Wat stel je vast? Vink aan. De blauwe curve loopt gelijk met de rode curve. De blauwe curve volgt de rode curve, maar iets later in de tijd. De rode curve volgt de blauwe curve, maar iets vroeger in de tijd. 3 De groene lijnen zijn de ondergrens en bovengrens bij een normale bloedsuikerspiegel. Schrap wat niet past. 1 De bloedsuikerspiegel is constant / schommelt tussen bepaalde grenswaarden bij een gezonde levenswijze. ©VAN IN
β-cel α-cel
Glucose is de belangrijkste energieleverancier voor je lichaam. Vetten en eiwitten kunnen ook energie leveren, maar de hersenen doen uitsluitend een beroep op glucose. Daarom is het erg belangrijk dat er altijd voldoende glucose in het bloed aanwezig is. Tegelijk is een teveel aan glucose ook gevaarlijk. Het bloed wordt dan stroperig en bloedvaten kunnen verstoppen. Bovendien beschadigt een teveel aan glucose de cellen. Het kan ook leiden tot suikerziekte of diabetes, en zwaarlijvigheid of obesitas. Uit het bovenstaande onderzoek kun je afleiden dat de plots veranderende hoeveelheid van een stof, zoals hier de verhoogde aanwezigheid van glucose in je bloed, een inwendige prikkel kan vormen voor je lichaam. Uit de waarnemingen blijkt dat je lichaam daarop reageert door het glucosegehalte weer te verlagen. Het is een van de taken van de alvleesklier of de pancreas om het glucosegehalte in het bloed binnen bepaalde grenzen te houden. Die grenswaarden van glucose liggen, in niet-nuchtere toestand, tussen 4 en 8 mmol/l (70 en 140 mg/dL). Het glucosegehalte in het bloed wordt dus voortdurend gemeten en bijgestuurd. In de pancreas liggen bepaalde cellen, de alfa- en bètacellen (α- en β-cellen), die de hoeveelheid glucose kunnen meten; ze werken als het ware als een glucosesensor. Die cellen liggen gegroepeerd in de eilandjes van Langerhans. eilandjes van Langerhans bloedvat bloedvat
rode bloedcel β-cellen geven insuline af aan het bloed. ©VAN IN insuline
glucosemolecule Insuline stimuleert lichaamscellen, zoals spieren, om glucose op te nemen.
Afb. 112 Het hormoon insuline zorgt voor een verlaging van de bloedsuikerspiegel.
skeletspier
Stijgt je bloedsuikerspiegel na een maaltijd of een blikje frisdrank boven de grenswaarde, dan nemen de β-cellen die stijging waar en produceren ze de gepaste hoeveelheden van het hormoon insuline.
Zoals je weet, is een hormoon een signaalstof die na transport doorheen de bloedbaan een effector aan het werk kan zetten. Het hormoon insuline wordt door de β-cellen aan het bloed afgegeven en zorgt ervoor dat bepaalde lichaamscellen extra glucose uit het bloed kunnen opnemen, waardoor het glucosegehalte in het bloed daalt. In spiercellen en levercellen zal insuline ervoor zorgen dat glucose wordt omgezet in glycogeen. In vetcellen stimuleert insuline de omzetting naar vet. Die lichaamscellen zijn dus de effectoren: het zijn de cellen die reageren op het hormoon.
Wanneer de bloedsuikerspiegel de drempelwaarde bereikt, neemt de productie van insuline af. Dat regelsysteem is een negatieve terugkoppeling of negatieve feedback. Uit de grafieken kun je afleiden dat door het gelijktijdig eten van drie kleine snoepjes je langdurig voorbij de grenswaarde voor glucose in je bloed gaat. De bloedsuikerspiegel wordt ook hoger. Je vetcellen kunnen dus langdurig glucose omzetten in vet. Door het verspreid eten van drie kleine snoepjes ga je een minder hoge bloedsuikerspiegel verkrijgen en je vetcellen gaan minder langdurig glucose kunnen omzetten in vet. bloedsuikerspiegel (mmol/L) glucosepeil normale bloedsuikerspiegel vetopslag 8
Grafiek 5
tijd Opslag van vetten bij te
hoge bloedsuikerspiegel
bloedsuikerspiegel (mmol/L) glucosepeil vetopslag normale bloedsuikerspiegel 8 4
Grafiek 6
tijd Opslag van vetten bij te
hoge bloedsuikerspiegel
4
WEETJE ©VAN IN
Maar wat als je bijvoorbeeld na een langdurige sportinspanning of door lange tijd niet te eten, te weinig glucose in je bloed hebt? De bloedsuikerspiegel komt daardoor tijdelijk onder de grenswaarde te liggen. In dat geval zullen α-cellen uit de eilandjes van Langerhans antwoorden op die prikkel. De α-cellen registreren de te lage bloedsuikerwaarden en produceren dan het hormoon glucagon. Dat hormoon wordt door de bloedbaan tot bij specifieke doelwitcellen gebracht, de levercellen. Glucagon stimuleert de levercellen om de reservestof glycogeen opnieuw om te zetten in glucose. Bovendien maken de levercellen extra glucose aan uit andere stoffen. Glucose komt in de bloedbaan terecht met als gevolg dat de glucoseconcentratie in het bloed stijgt. Naarmate het glucosegehalte in het bloed dichter bij de grenswaarde komt, neemt de glucagonproductie weer af. glucosemolecule bloedvat glucagon alvleesklier lever Afb. 113 Het hormoon glucagon zorgt voor een verhoging van de bloedsuikerspiegel. Insuline en glucagon beïnvloeden de bloedsuikerspiegel op een tegengestelde manier; ze hebben een antagonistische werking. Ze zijn er echter beide op gericht een afwijkende bloedsuikerspiegel weer naar de gewenste evenwichtswaarden te brengen. ©VAN IN
Vul op basis van de schematische voorstellingen het regelsysteem voor het realiseren van een gewenste bloedsuikerspiegel aan. Beantwoord daarna de vragen op p. 179.
prikkel verhoging van de glucoseconcentratie in het bloed sensor β-cellen in de alvleesklier conductor insuline effector spiercellen, levercellen en vetcellen reactie opname van glucose uit het bloed
prikkel verlaging van de glucoseconcentratie in het bloed sensor α-cellen in de alvleesklier conductor glucagon effector levercellen reactie afgave van glucose aan het bloed SENSOR hormoon insuline EFFECTOR PRIKKEL REACTIE
PRIKKEL
REACTIE©VAN IN SENSOR
hormoon glucagon
Afb. 114 Regelsysteem voor de homeostase van de bloedsuikerspiegel
EFFECTOR
1 Leg uit waarom glucagon en insuline antagonistische hormonen worden genoemd.
2 Leg uit hoe beide groepen kliercellen en hun hormonen voor homeostase kunnen zorgen.
De α- en β-cellen van de alvleesklier, hun hormonen glucagon en insuline, en de doelwitcellen zorgen er samen voor dat de glucoseconcentratie in het bloed binnen de grenswaarden blijft. Het produceren van de hormonen door de hormoonklieren gebeurt dus om bij verstoringen de normale situatie weer te herstellen. Op die manier wordt de bloedsuikerspiegel via een feedbacksysteem in evenwicht gehouden en regelt je lichaam dus de homeostase.
Het hormonale stelsel heeft een coördinerende rol in het lichaam. Hormonen zijn erop gericht effectoren aan het werk te zetten als reactie op een verstorende inwendige prikkel om de homeostase te behouden of te herstellen. Een hormoon vormt daarmee een schakel tussen receptor en effector om tot een reactie te komen: het is een geleider of conductor in een
regelsysteem of feedbacksysteem. De bloedsuikerspiegel wordt geregeld door de hormonen insuline en glucagon. Die hormonen handhaven de homeostase van de bloedsuikerspiegel. • Insuline wordt aangemaakt door de β-cellen van de alvleesklier. Insuline zorgt ervoor dat de doelwitcellen extra glucose opnemen uit het bloed wanneer de bloedsuikerspiegel stijgt. • Glucagon wordt aangemaakt door de α-cellen van de alvleesklier. Glucagon zorgt ervoor dat de lever extra glucose afgeeft aan het bloed wanneer de bloedsuikerspiegel daalt. Wanneer het glucosegehalte de grenswaarden bereikt, wordt de productie van insuline en glucagon afgeremd door een negatieve ©VAN IN terugkoppeling of negatieve feedback.
` Maak oefening 18 t/m 20 op p. 185-186.