The Embryo Project Encyclopedia

Estrogen is the primary sex hormone in women and it functions during thereproductive menstrual cycle. Vrouwen hebben drie hoofdtypen oestrogeen: oestron, oestradiol en oestriol, die zich binden aan receptoren in het lichaam en deze activeren. Onderzoekers ontdekten de drie typen oestrogeen in een periode van zeven jaar en droegen zo bij tot een meer gedetailleerde beschrijving van de menstruatiecyclus. Elk type oestrogeenmolecuul bevat een iets andere rangschikking of een ander aantal atomen, waardoor sommige oestrogenen actiever zijn dan andere. De verschillende soorten oestrogeen bereiken pieken en dalen gedurende de voortplantingscycli van vrouwen, van de normale menstruatie tot het zwanger worden en het ophouden van de menstruatie (de menopauze). Naarmate wetenschappers de effecten van oestrogenen beter konden verklaren, gebruikten zij die informatie om orale anticonceptiemiddelen te ontwikkelen om zwangerschap onder controle te houden, om de menstruatiecyclus in kaart te brengen en om hormoontherapieën te ontwikkelen om abnormale oestrogeenniveaus te reguleren.

De oestrogenen (oestradiol, oestron, en oestriol) zijn een groep van biologisch actieve steroïde hormonen. Als signaalmoleculen binden oestradiol, oestriol en oestron zich aan receptormoleculen in cellen om specifieke veranderingen in het lichaam te signaleren. De oestrogenen hechten zich elk aan receptormoleculen met een specifieke pasvorm, zoals een puzzelstukje aan een ander puzzelstukje vastzit. Sommige van de oestrogeenmoleculen werken tijdens de menstruatiecyclus, wat leidt tot veranderingen in de dikte van het weefsel en menstruatiebloedingen. Alle drie de oestrogeenmoleculen zijn vergelijkbaar in chemische structuur en bestanddelen. De overeenkomsten tussen de verschillende oestrogenen ontstaan doordat sommige oestrogeenmoleculen derivaten zijn van de andere, wat betekent dat het ene oestrogeen kan leiden tot het ontstaan van een ander. Elke oestrogeenmolecule bevat een soortgelijke basisstructuur en varieert miniem door toevoeging of verwijdering van specifiek gebonden atomen, functionele groepen genaamd. Onderzoekers gebruikten de verschillende functionele groepen om estradiol, estron en estriol te isoleren en van elkaar te onderscheiden.

In de jaren 1920 discussieerden onderzoekers over welk deel van het vrouwelijk lichaam het meeste oestrogeen produceerde, toen het primaire eierstokhormoon genoemd, tijdens de menstruatiecycli. Sommige onderzoekers zeiden dat de corpora lutea, die zich vormen op de eierstokken na het vrijkomen van de eicellen, de benodigde hoeveelheid oestrogeen bevatten en produceerden om de menstruatiecyclus te voltooien. Onderzoekers Edward Adelbert Doisy en Edgar Allen veronderstelden echter dat de eierstokfollikels in de eerste plaats de hoeveelheden oestrogeen produceerden die nodig waren om de cyclus te voltooien. In 1923 isoleerden Allen en Doisy aan de Washington University in St. Louis, Missouri, oestrogeen uit eierstokfollikelextracten en toonden het effect ervan aan bij proefdieren. Hun resultaten toonden aan dat de eierstokfollikels hoofdzakelijk oestrogeen produceerden tijdens hun productiecyclus. Die ontdekking stelde latere onderzoekers in staat om de folliculaire fase, de fase in de menstruatiecyclus die de ontwikkeling van eicellen omvat, ook oestrogeenproductie in de ovariële follikels te laten omvatten. Latere onderzoekers toonden aan dat de toename van oestrogeenniveaus leidde tot de productie van een ander hormoon, hetluteïniserend hormoon, dat leidt tot het vrijkomen van eicellen uit de eierstokken.

De drie soorten oestrogeen -oestradiol, estron en estriol- werden in de loop der tijd ontdekt, waarbij estron als eerste werd ontdekt. In 1929 isoleerden de onderzoekers Dozy, Clement D. Veler en Sidney Thayer zuiver gekristalliseerd estron in het laboratorium voor biologische scheikunde van de medische faculteit van de Universiteit van St. De drie onderzoekers isoleerden estrone uit de urine van zwangere vrouwen met behulp van distillatie, een methode waarbij gebruik wordt gemaakt van kookpuntverschillen om een vloeistof uit een andere vloeistof te verdampen; en extractie, het verwijderen van een stof uit een andere stof. Aan het Instituut voor Scheikunde in Göttinge, Duitsland, isoleerde Adolf Frederick Johann Butenandt rond dezelfde tijd ook estrone, voor welke prestatie hij in 1939 de Nobelprijs voor Scheikunde ontving.

Naast oestron isoleerde Doisy in 1930 ook estriol uit honderden liters urine van zwangere vrouwen, waarmee hij een tweede oestrogeen ontdekte. In 1936 isoleerde Doisy samen met onderzoekers Donald W. MacCorquodale en Stanley S. Thayer het derde type oestrogeen, oestradiol, uit varkensovaria. Estradiol werd later ook bij de mens gevonden. De structuur van estradiol is vergelijkbaar met die van estron, maar in plaats van het dubbel gebonden zuurstofatoom bevat het molecuul een enkel gebonden zuurstofatoom. De isolatie van estradiol, het oestrogeen dat het meest betrokken is bij de voortplantingsperioden, stelde onderzoekers in staat hormoontherapieën en orale anticonceptiemiddelen te ontwikkelen. Doisy deed ook onderzoek naar Vitamine K, waarvoor hij in 1943 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde won.

Later gebruikten onderzoekers Doisy’s methoden om hormoontherapieën te ontwikkelen voor vrouwen die niet over de juiste hoeveelheden oestradiol beschikten. Onderzoekers konden veranderingen in de menstruatiecyclus teweegbrengen, omdat zij vrouwen oestradiol konden geven, het biologisch meest actieve oestrogeenhormoon dat tijdens de menstruatiecyclus overheerst.

In 1946 in New York City, New York, toonden de artsen Hans Wiesbader en William Filler aan dat zij veranderingen in de menstruatiecyclus konden teweegbrengen door vrouwen met problemen als gevolg van de menopauze in een laboratorium gemaakt (synthetisch) oestradiol toe te dienen. In het midden van de twintigste eeuw synthetiseerden onderzoekers estradiolachtige moleculen uit andere producten, waardoor verbindingen als ethinyloestradiol ontstonden, die in het lichaam dezelfde reacties teweegbrachten als natuurlijk estradiol. Wiesbader en Filler probeerden vrouwen in de menopauze, het einde van een regelmatige menstruatie, te helpen door hen het hormoon ethinyl-oestradiol toe te dienen. De menopauze kan bij vrouwen leiden tot het dunner worden van het vaginale weefsel en het ophouden van de natuurlijke opbouw van baarmoederslijmvlies, samen met symptomen als opvliegers. Wanneer vrouwen het hormoon ethinylestradiol oraal in pilvorm innamen, maakte het hormoon de vaginale wanden en het baarmoederslijmvlies dikker, en tijdens de klinische tests nam het bij sommige vrouwen de symptomen van opvliegers weg. Het onderzoek met oestrogeenhormonen werd voortgezet.

De isolatie van oestradiol door Doisy, MacCorquodale en Thayer stelde onderzoekers ook in staat orale anticonceptiemiddelen te ontwikkelen, die in 1960 in de VS werden goedgekeurd door de Food and Drug Administration in Washington, DC. De isolatie van estradiol bracht onderzoekers ertoe de structuur en de functie van het hormoon te beschrijven, wat chemici hielp om op goedkope wijze op estradiol gelijkende hormonen te synthetiseren voor commercieel gebruik. Met de komst van gesynthetiseerd oestradiol stelden onderzoekers orale anticonceptiemiddelen ter beschikking van vrouwen om zwangerschap te voorkomen. Orale anticonceptiemiddelen werken om zwangerschap te voorkomen door de menstruatiecyclus te veranderen. Door deze verandering kunnen de eierstokken geen eicellen meer afgeven en blijft het baarmoederweefsel dun, waardoor de kans dat een eventuele bevruchte eicel zich in de baarmoeder nestelt, kleiner wordt. De menstruatiecyclus wordt geregeld door oestradiol en andere hormonen. Met de ontdekking dat oestradiol gedurende de gehele voortplantingscyclus van een vrouw functioneert, hebben onderzoekers de cyclus in meer detail beschreven.

De menstruatiecyclus bereidt het lichaam van de vrouw voor op een mogelijke zwangerschap, door de productie van een eicel en een laag voedend baarmoederweefsel. De menstruatiecyclus begint opnieuw als de recent geproduceerde eicel onbevrucht blijft of als een bevruchte eicel zich niet in de baarmoeder innestelt. Bij de mens duurt elke menstruatiecyclus ongeveer achtentwintig dagen, maar dit verschilt meestal van individu tot individu, aangezien sommige vrouwen een langere cyclus hebben en andere een kortere. De lengte van de cyclus wordt gekwantificeerd door de tijd in dagen te meten die de cyclus duurt van begin tot eind. De maandelijkse cyclus begint op dag één met een normale bloeding (menstruatie) en eindigt rond dag achtentwintig, vlak voor het begin van de volgende menstruatie als een bevruchte eicel zich niet heeft ingenesteld. Als een bevruchte eicel zich in de baarmoederwand innestelt, stopt de menstruatiecyclus en begint de zwangerschap. Bij de mens regelen vier regulerende hormonen de menstruatiecyclus door een reeks stapsgewijze fasen in te leiden en te beëindigen. De vier hormonen zijn luteïniserend hormoon, follikelstimulerend hormoon, progesteron en oestrogeen. De fasen waaruit de menstruatiecyclus bestaat zijn de folliculaire fase, de ovulatoire fase en de luteale fase.

De eerste fase, de folliculaire fase, begint de menstruatiecyclus bij de mens en duurt gemiddeld dertien tot vier dagen. De ontwikkeling van de eicellen en de menstruatiebloedingen vinden beide plaats tijdens de folliculaire fase. Aan het begin van de follikelfase is het weefsel aan de binnenkant van de baarmoeder (baarmoederslijmvlies) dik en vol voedingsstoffen die klaar zijn om een bevruchte eicel te ondersteunen en te voeden, maar als de eicel zich niet innestelt, scheurt de baarmoeder het baarmoederslijmvlies af. Het vervellen van het baarmoederslijmvlies is een van de vele veranderingen die tijdens de menstruatiecyclus optreden.

Als de menstruatiecyclus begint, dalen de oestradiol- en progesteronspiegels. Die daling van de hormoonspiegels geeft het signaal dat de baarmoederslijmvlieslaag zich moet ontlasten, met menstruatiebloedingen tot gevolg. Tijdens de menstruatiebloeding stijgt het peil van het follikelstimulerend hormoon (FSH) en stimuleert het de groei van meerdere eierstokfollikels. Elke follikel bevat een zich ontwikkelende eicel. Later in de folliculaire fase begint het FSH-niveau te dalen en groeit slechts één follikel tot rijping (de dominante ovariële follikel). De dominante ovariële follikel begint oestradiol te produceren tijdens de folliculaire fase. Wanneer het oestradiol begint te produceren, breken de overblijvende gestimuleerde follikels af. De toename van oestradiol stimuleert de productie van luteïniserend hormoon, waarmee de volgende fase van een menstruatiecyclus begint.

De volgende fase, de ovulatoire fase, duurt ongeveer zestien tot tweeëndertig uur en begint met een sterke stijging van het luteïniserend hormoon, veroorzaakt door oestradiol aan het eind van de folliculaire fase. De stijging van het luteïniserend hormoon zorgt ervoor dat de dominante eierstokfollikel in omvang toeneemt, uiteindelijk tot het punt dat hij scheurt, waarbij een rijpe eicel vrijkomt uit een van de twee eierstokken die vrouwen hebben. Het vrijkomen van een eicel wordt de ovulatie genoemd. De ovulatie vindt ongeveer veertien dagen voor het begin van de volgende menstruatie van de vrouw plaats. Het vrijgekomen eitje reist door de eileider, die de eierstok met de baarmoeder verbindt. Eenmaal in de eileider kan het eitje worden bevrucht door sperma. Als het eitje bevrucht wordt en zich in de baarmoeder innestelt, stopt de cyclus en treedt een zwangerschap op. Ongeacht of het eitje al dan niet bevrucht wordt, gaat de menstruatiecyclus door tot de luteale fase.

De luteale fase duurt ongeveer veertien dagen na de eisprong en eindigt de menstruatiecyclus. Tijdens de luteale fase sluit de gescheurde plek op de eierstok, waar de dominante eierstokfollikel een eicel heeft losgelaten, zich en ontwikkelt zich tot het corpus luteum. Het corpus luteum produceert een kleine hoeveelheid estradiol en een veel grotere hoeveelheid progesteron. Tijdens de luteale fase is het oestradiolgehalte hoog en samen met het progesteron zorgt dit ervoor dat het baarmoederslijmvlies dikker wordt om voedingsstoffen te leveren en een hechtingsplaats te creëren als een eicel bevrucht wordt en een embryo wordt. De stijging van het oestradiol- en progesterongehalte zorgt er ook voor dat de melkkanaaltjes in de borsten verwijden en groter worden, wat leidt tot zwelling en mogelijk pijnlijke borsten voor het begin van de menstruatie. Als een embryo zich in het baarmoederslijmvlies innestelt, functioneert het corpusluteum totdat de placenta, die de foetus voedt, zich ontwikkelt en in de twaalfde of dertiende week van de zwangerschap de hormoonproductie overneemt. Als de bevruchte eicel zich niet innestelt, wordt het corpus luteum ongeveer tien dagen na de eerste ontwikkeling afgebroken en stopt het met de afscheiding van progesteron. De luteale fase eindigt vlak voor het begin van de volgende menstruatie of voor het begin van de zwangerschap. Daarna volgt de folliculaire fase, waarin de menstruatiecyclus opnieuw begint.

Estradiol functioneert tijdens de menstruatiecyclus. In de latere ovulatoire fase produceert de dominante eierstokfollikel estradiol, waardoor de hoeveelheid luteïniserend hormoon toeneemt en de eierstokfollikel scheurt, waardoor een eicel vrijkomt. Het corpusluteum produceert tijdens de laatste luteale fase het hormoon oestradiol in toenemende hoeveelheden, waardoor het baarmoederslijmvlies dikker wordt, zodat de menstruatiecyclus opnieuw kan beginnen. Tijdens de zwangerschap produceert de placenta meer oestriol dan oestradiol. Estrone stijgt in concentratie en wordt meer geproduceerd dan oestradiol wanneer een vrouw in de menopauze komt, wanneer de menstruatie en de menstruatiecyclus stoppen.