Regeling en regulatie: terugkoppeling en hormonen

Regelen: telkens bijsturen, om binnen de grenzen te blijven

Je lichaamstemperatuur, je bloedsuikerspiegel en de hoeveelheid water in je bloed zijn allemaal waarden die niet ver mogen afwijken. Anders kunnen processen in je lichaam namelijk verstoord raken.

Het lastige daarbij is dat eigenlijk alles dat je doet, die waarden verstoort. Ook de omgeving helpt een handje mee. Het is bijna nooit precies 37 graden, dus je lichaam moet bijna altijd opwarmen of afkoelen. En als je wat eet of drinkt, zouden de bloedsuikerspiegel en de hoeveelheid water in je bloed al snel veranderen als je lichaam dat niet bijstuurt. Dat bijsturen noemen biologen regeling of regulatie.

Regelen is geen vaste stand. Het is een reeks kleine correcties: meten, vergelijken, bijsturen en dan opnieuw meten. Een geheel van onderdelen dat dat samen doet, heet een regelsysteem.

Een thermostaat in je lichaam

Een thermostaat in huis meet de temperatuur, vergelijkt die met de stand die jij hebt ingesteld en zet de verwarming aan of uit. In je lichaam werkt dat eigenlijk precies hetzelfde, alleen kun je zelf niets instellen.

Is je lichaamstemperatuur hoger dan die hoort te zijn, dan komt dat signaal binnen bij zintuigcellen in je hersenen. Je zweetklieren gaan meer zweet maken; doordat dat verdampt, verlies je warmte. Ook gaan de bloedvaten in je huid wijder openstaan. Het bloed vervoert de warmte naar je huid, waardoor je meer warmte kwijtraakt. Ook kleurt je huid wat roder; dat zie je bijvoorbeeld goed bij je wangen.

Is je lichaamstemperatuur te laag, dan gebeurt het omgekeerde. De bloedvaten in je huid worden nauwer en je zweet minder. Als je het echt koud hebt, ga je rillen: je spiercellen trekken snel samen, en produceren daarmee extra warmte.

Bij terugkoppeling wordt het effect van de bijsturing opnieuw gemeten. Bij veel regelsystemen in je lichaam werkt dat effect de afwijking tegen. De waarde gaat dus weer terug naar normaal. Dat heet negatieve terugkoppeling.

Neem bijvoorbeeld de temperatuurregeling van hierboven. Heb je het te warm, dan stuurt je lichaam bij door meer te zweten. Daardoor koel je af. Het effect van de bijsturing (afkoelen) werkt de afwijking (te warm) tegen.

Instinker: negatieve terugkoppeling klinkt als iets ongunstigs. Maar negatief betekent hier: tegengesteld. De reactie gaat tegen de verandering in en brengt de waarde juist terug waar hij hoort. Anders zou je het bijvoorbeeld steeds warmer krijgen. Negatieve terugkoppeling is dus juist iets goeds.

Hormonen als boodschappers

Je lichaam geeft signalen, bijvoorbeeld als je je pijn doet, op verschillende manieren door. Twee belangrijke routes lopen via zenuwen en via hormonen.

Hormonen zijn signaalstoffen die hormoonklieren aan het bloed afgeven. Zo’n klier is een orgaan dat een stof maakt en afgeeft. Hormoonklieren geven hun stof rechtstreeks aan het bloed. Dat bloed, en dus ook dat hormoon, komt overal in je lichaam terecht. Toch reageert niet elke cel. Alleen doelwitcellen herkennen een bepaald hormoon. Het orgaan waarin die cellen liggen heet het doelwitorgaan.

De hormoonklieren vormen samen het hormoonstelsel. Enkele belangrijke hormoonklieren:

• De hypofyse hangt aan de onderkant van je hersenen. Hij maakt onder meer groeihormoon en stuurt andere hormoonklieren aan.
• De schildklier ligt in je hals. Hij maakt schildklierhormoon, dat de snelheid van de stofwisseling in veel cellen beïnvloedt.
• De bijnieren liggen boven op je nieren. Ze maken onder meer adrenaline, dat vrijkomt bij schrik of spanning.
• De alvleesklier ligt in de bovenbuik, achter de maag. Hij maakt insuline, dat ervoor zorgt dat het glucosegehalte in je bloed daalt.
• De geslachtsklieren zijn bij vrouwen de eierstokken, in de onderbuik, en bij mannen de teelballen, in de balzak. Ze maken geslachtshormonen.

Hormonen blijven niet eindeloos in het bloed rondzweven. Ze worden na verloop van tijd afgebroken. Daardoor neemt het signaal weer af wanneer een klier minder of geen hormoon afgeeft. Dat is belangrijk, want zo kan een regelsysteem steeds opnieuw bijsturen. Is bijvoorbeeld je bloedsuiker eerst te hoog, dan komt er extra insuline in je bloed. Als je bloedsuiker daardoor daalt, geeft de alvleesklier geen extra insuline meer af; dat is immers niet meer nodig. Vervolgens verdwijnt dat extra insuline, zodat je bloedsuiker niet te veel daalt.

Hoe houden insuline en glucagon de bloedsuikerspiegel in evenwicht?

Glucose is een belangrijke brandstof voor cellen. De hoeveelheid glucose in je bloed, je bloedsuikerspiegel of kortweg je bloedsuiker, moet daarom niet te laag worden. En ook niet te hoog trouwens, want te veel suiker in je bloed kan schadelijk zijn.

Twee hormonen doen hiervoor het werk: insuline en glucagon. Ze worden gemaakt in kleine groepjes cellen, de eilandjes van Langerhans, die in de alvleesklier zitten. Ze werken allebei een andere kant op:

• Stijgt je bloedsuiker, na het eten, dan geeft de alvleesklier insuline af. Insuline zorgt dat cellen glucose opnemen en dat de lever glucose opslaat als glycogeen, zodat de bloedsuiker weer daalt.
• Zakt de bloedsuiker te ver omlaag, bijvoorbeeld als je lang niet hebt gegeten, dan komt glucagon vrij. Glucagon zet de lever aan om glycogeen af te breken tot glucose en dat aan het bloed af te geven, zodat de suikerspiegel stijgt.

Dat heeft je lichaam best slim voor elkaar: de twee hormonen zijn eigenlijk twee verschillende knoppen, waarmee je lichaam precies de juiste waarde van de bloedsuikerspiegel kan regelen.

Bij suikerziekte (diabetes) gaat die regeling echter mis. Bij type 1 maakt de alvleesklier te weinig of geen insuline. Bij type 2 wordt er wel insuline gemaakt, maar reageren de cellen er onvoldoende op. Daardoor heeft de bloedsuikerspiegel niet altijd de juiste waarde.

Adrenaline werkt uitzonderlijk snel

Het hormoon adrenaline maakt je lichaam in korte tijd klaar om te vluchten of te vechten. Je hart klopt sneller en krachtiger, je ademhaling versnelt, je pupillen worden groter en je lever geeft extra glucose aan het bloed af. Samen zorgen die effecten dat je spieren meer zuurstof en meer brandstof krijgen. Je staat dus helemaal klaar om in actie te komen.

Ook bij adrenaline volgt op een waarneming een signaal en een reactie. Toch is dit een ander soort regeling dan bij temperatuur of bloedsuiker. Daar reageert je lichaam op een afwijking, en de reactie brengt de waarde terug naar normaal. Bij adrenaline is de aanleiding iets buiten je lichaam, zoals een plotseling gevaar. De reactie brengt je lichaam juist even weg van normaal, met een hogere hartslag, snellere ademhaling en dergelijke.

Is het gevaar voorbij, dan neemt de afgifte van adrenaline af. Je hartslag en ademhaling keren geleidelijk terug naar normaal.

Regeling en regulatie gaat over hormonen, hormoonklieren, negatieve terugkoppeling en evenwicht in je lichaam. Dat zijn lastige onderwerpen met veel begrippen. Wil je dit goed doen op je toets, check dan onze oefentoetsen voor biologie onderbouw!

Deel deze pagina met je vrienden