Inleiding
De hypothalamus-hypofyse-gonadale as (HPG-as) verwijst naar de verbinding tussen de hypothalamus, de hypofyse en de gonaden. Het is een belangrijk controlemechanisme dat voornamelijk betrokken is bij de ontwikkeling en regulering van het voortplantingssysteem en het immuunsysteem. Het is ook betrokken bij het verouderingsproces. Net als bij andere hypothalamus-hypofyse-gerelateerde assen verloopt de regulering via een negatieve terugkoppellus.
Regulering & Functie
De hypothalamus produceert een hormoon dat gonadotropin-releasing hormone (GnRH) wordt genoemd. Wanneer GnRH vrijkomt, reist het langs het hypophyseale portaalsysteem en bindt het zich aan secretiecellen van de voorste hypofyse (adenohypofyse). De binding van GnRH stimuleert deze cellen tot de productie van luteïniserend hormoon (LH) en follikelstimulerend hormoon (FSH), die vervolgens in de bloedbaan worden uitgescheiden. Van hieruit hebben LH en FSH verschillende effecten op beide geslachten, namelijk door de productie van oestrogeen bij vrouwen en van testosteron bij mannen.
HPG-as bij vrouwen
Bij vrouwen is de HPG-as voornamelijk betrokken bij de regulering van de menstruatie- en de ovariumcyclus. Zodra de voorste hypofyse LH en FSH in de bloedbaan afgeeft, geven deze hormonen de eierstokken het signaal oestrogeen en inhibine te produceren, die een belangrijke rol spelen in de voortplantingscyclus. Zowel oestrogeen als inhibine bezitten eigenschappen die de productie van GnRH kunnen onderdrukken. Oestrogeen remt de GnRH-productie direct via een negatieve terugkoppellus. Inhibine remt indirect de GnRH-productie door remming van het eiwitcomplex activine.
Voortplantingscyclus
De voorbereiding van de eierstokfollikel geschiedt via een positieve-feedback-lus waarbij zowel oestrogeen als LH betrokken zijn. Het vrijkomen van de eierstokfollikel in de baarmoeder leidt tot de productie van progesteron uit de eierstok. Progesteron heeft een negatief effect op de positieve feedbacklus van oestrogeen en LH omdat het de hypothalamus en bijgevolg de voorste hypofyse remt. De productie van progesteron door de eierstok wordt overgenomen door de foetus als de bevruchting plaatsvindt. Gebeurt dit niet, dan daalt het progesteronniveau in de bloedbaan en dit vermindert de negatieve terugkoppeling naar de hypothalamus, waardoor deze GnRH kan produceren en zo de voorste hypofyse kan stimuleren om FSH en LH te produceren en af te geven, waardoor de vrouw wordt voorbereid op de voorbereiding van de volgende eierstokfollikel.
Menstruatiecyclus
De HPG-as is betrokken bij alle drie de fasen van de menstruatiecyclus. De hormonen van de HPG-as spelen een belangrijke en vitale rol in de proliferatiefase, de secretiefase, en de menstruatiefase.
Secundaire geslachtskenmerken
De hormonen van de HPG-as dragen ook bij tot de secundaire geslachtskenmerken van vrouwen. Deze omvatten, maar zijn niet beperkt tot, de groei van borsten, erectie van tepels, groei van lichaamsbeharing, toenemende breedte van de heupen, en toegenomen spiermassa in de spieren achter het dijbeen.
HPG-as bij mannen
Bij mannen is de HPG-as voornamelijk betrokken bij de regulering van de productie van testosteron en het proces van spermatogenese. LH is betrokken bij de synthese van testosteron via binding aan de interstitiële cellen van de testes, terwijl FSH betrokken is bij de productie van spermatozoa (spermatogenese).
Spermatogenese
Wanneer FSH eenmaal in de bloedbaan is vrijgekomen, bindt het zich aan sustentaculaire cellen, met name de Sertolicellen. Deze cellen geven een eiwit af dat androgeenbindend eiwit wordt genoemd en dat de concentratie testosteron verhoogt om spermatogenese mogelijk te maken. Zodra testosteron is geproduceerd en uitgescheiden via binding van LH met de interstitiële cellen, bindt het zich met androgeen-bindend eiwit om de spermatogenese in stand te houden. Te veel testosteron leidt ertoe dat het hormoon een negatief terugkoppelingseffect heeft op de hypothalamus.
Inhibine heeft ook een negatief terugkoppelingseffect op de hypothalamus. Inhibine heeft een indirect effect waarbij het de hypothalamus afremt via remming van activine.
Secundaire geslachtskenmerken
De door de HPG-as geproduceerde hormonen dragen ook bij tot secundaire geslachtskenmerken bij mannen. Deze omvatten, maar zijn niet beperkt tot, groei van lichaamshaar, groei van gezichtshaar, toegenomen spiermassa, diepere stem, en grotere schouderbreedte.
Links
- Hypothalamus
- Pituitary
- Endocrine System
- Hormonal Regulation
- Negative Feedback
1. Millar, R.P., Lu, Z.L., Pawson, A.J., Flanagan, C.A., Morgan, K., & Maudsley, S.R. (2004). Gonadotropin-releasing hormone receptors. Endocrine Reviews, 25, 235-75.
2. Peper, J.S., Brouwer, R.M., van Leeuwen, M., Schnack, H.G., Boomsma, D.I., Kahn, R.S., & Hulshoff Pol, H.E. (2010). HPG-as hormonen tijdens de puberteit: Een studie naar de associatie met hypothalamus- en hypofysevolumes. Psychoneuroendocrinologie, 35(1), 133-140.