L’apparato endocrino
da pag. 194 a pag. 217
Panoramica dell’apparato endocrino
L’ apparato endocrino è costituito da diverse ghiandole endocrine e da molte cellule secretrici di
ormoni, localizzate in organi che hanno anche altre funzioni.
Gli ormoni sono rilasciati nei fluidi interstiziali e quindi nel circolo
sanguigno.
Il sistema endocrino è un sistema fondamentale di regolazione
dell’organismo
Questo sistema, tramite gli ormoni, stimola processi a lungo termine come l’accrescimento, lo sviluppo, il metabolismo, la riproduzione e le difese dell’organismo Le ghiandole endocrine sono in genere piccole e
ampiamente distribuite nell’organismo.
Alcune fanno parte di ghiandole miste (funzione endocrina ed esocrina), la maggior parte secerne soltanto ormoni.
Chimicamente gli ormoni sono amminoacidi modificati, peptidi e proteine (tutti idrosolubili) oppure steroidi
(liposolubili)
Vi sono due tipi di ghiandole ghiandole esocrine
secernono i loro prodotti all’interno di dotti escretori che li trasportano verso una cavità corporea, nel lume di un
organo oppure sulla superficie esterna del corpo (ghiandole sudoripare, lacrimali, sebacee, salivari…)
ghiandole endocrine
secernono i loro prodotti (detti ormoni) nel fluido
interstiziale che circonda le cellule dei tessuti e che li
diffonde in tutto il corpo attraverso i capillari sanguigni.
Le ghiandole endocrine comprendono:
La ghiandola pineale (o epifisi)
L’ipofisi (o ghiandola pituitaria)
La tiroide
La paratiroide
Le surrenali
(epifisi)
(ipofisi)
surrenali
Altri organi e tessuti con secrezione ormonale
Molti organi e tessuti, pur non essendo classificati come ghiandole endocrine, contengono cellule che secernono ormoni. Alcuni sono:
Ipotalamo Timo Pancreas Ovaie Testicoli Reni Stomaco Fegato Intestino tenue Pelle
Cuore Tessuto adiposo
Placenta
Il lavoro degli ormoni
Un ormone è una sostanza prodotta e secreta in piccola quantità da parte di una ghiandola endocrina. Sebbene qualsiasi ormone possa diffondere in tutto l’organismo attraverso il sangue, ognuno di essi influisce soltanto su cellule o organi bersaglio di cui modificano l’attività metabolica.
La capacità di un organo bersaglio di rispondere a un ormone dipende dalla presenza al suo interno o sulla superficie delle sue cellule, di recettori proteici ai quali quell’ormone possa legarsi
L’ormone ipofisario (TSH) trova recettori specifici sulle
cellule della tiroide per indurla a produrre ormoni tiroidei. Il TSH non può, per esempio, agire sulle ovaie alle cui
cellule non può legarsi
Il lavoro degli ormoni
Le funzioni degli ormoni sono le seguenti:
1. Contribuiscono a regolare la composizione chimica ed il volume del liquido interstiziale, il metabolismo ed il
bilancio energetico, la contrazione delle fibre muscolari lisce e cardiache, le secrezioni ghiandolari, alcune
attività del sistema immunitario
2. controllano l’accrescimento e lo sviluppo
3. Regolano l’attività degli apparati genitali
4. Aiutano a stabilire il ciclo circadiano
Come già accennato alcuni ormoni sono liposolubili ed altri idrosolubili.
Gli ormoni liposolubili comprendono gli ormoni steroidei, gli ormoni tiroidei e l’ossido di azoto.
Gli ormoni steroidei vengono prodotti a partire dal colesterolo.
Gli ormoni tiroidei (tiroxina e triiodotironina) sono di natura proteica e derivano dall’amminoacido tirosina a cui si
legano atomi di iodio.
Tipi di ormoni
Gli ormoni idrosolubili sono amminoacidi modificati.
L’ormone adrenalina, per esempio, viene prodotto a partire dalla tirosina modificata
Altri ormoni idrosolubili, come l’ADH (antidiuretic
hormone o vasopressina) e l’ossitocina sono costituiti da brevi catene di amminoacidi (ormoni peptidici)
oppure da catene più lunghe (ormoni proteici) come
l’insulina e l’ormone della crescita
Altri tipi di ormoni
Come già detto gli ormoni sono sostanze chimiche prodotte in piccole quantità da tessuti specializzati (ghiandole endocrine) e trasportati dal sangue ad organi bersaglio sui quali agiscono regolandone le funzioni.
Tuttavia la capacità di produrre ormoni non è una proprietà esclusiva delle ghiandole endocrine.
Gli ormoni possono anche agire localmente su cellule vicine per diffusione (segnali paracrini) o anche sulle stesse cellule che li hanno prodotti (segnali
autocrini).
In questi casi l’ormone non è secreto in circolo.
Secondo questa definizione più ampia la separazione
tra ormoni e neurotrasmettitori diventa labile.
Certe molecole possono agire sia come ormoni che come neurotrasmettitori (es: catecolamine, ormoni ipotalamici, ipofisari, gastro-intestinali).
Il neurotrasmettitore (per es. acetilcolina) viene rilasciato dal neurone in seguito all’impulso nervoso e raggiunge la cellula bersaglio che è a distanza di pochi micrometri
dall’assone. Questa cellula può essere un altro neurone o una cellula secretoria. Al contrario i messaggeri chimici delle cellule endocrine (ormoni) vengono trasportati
attraverso il sangue ad organi bersaglio che possono anche essere lontani dalla loro sede di produzione.
La coordinazione del metabolismo nei diversi organi dei
mammiferi avviene mediante il sistema neuroendocrino.
Azione di un neurotrasmettitore
Meccanismi dell’azione ormonale: ormoni liposolubili La risposta a un ormone dipende sia dalla sua natura chimica sia dalla sua cellula bersaglio.
I recettori liposolubili degli ormoni sono situati
all’interno della cellula mentre quelli idrosolubili sono integrati nella membrana plasmatica delle cellule
bersaglio.
L’ormone liposolubile utilizza una proteina di
trasporto per muoversi nel capillare sanguigno, dalla quale si stacca per lasciare il flusso ematico e
penetrare nel doppio strato fosfolipidico per diffusione.
All’interno della cellula si lega al recettore ed il complesso recettore-ormone si lega al DNA
modificando l’espressione genica (acceso/spento) di
specifici geni.
L’mRNA trascritto esce dal nucleo per portarsi nel citosol dove dirigerà, nei ribosomi, la
produzione della nuova proteina.
La nuova proteina (indotta dall’azione dell’ormone) modifica l’attività cellulare e
provoca la risposta tipica innescata da
quell’ormone specifico.
Gli ormoni idrosolubili non possono attraversare la membrana fosfolipidica. Lasciato il circolo ematico si legano ai recettori presenti sulla membrana plasmatica delle cellule bersaglio.
L’ormone agisce da primo messaggero ed il legame con il recettore dà il via alla produzione, all’interno della cellula bersaglio, di un secondo messaggero come per esempio cAMP sintetizzato a partire dall’ATP.
Il secondo messaggero attiva diverse proteine come quelle enzimatiche.
Meccanismi dell’azione ormonale: ormoni idrosolubili
Le proteine così attivate innescano reazioni che determinano le risposte fisiologiche.
Dopo poco tempo
cAMP si disattiva e la risposta viene interrotta a meno che nuove
molecole dell’ormone non continuano a
legarsi ai recettori sulla
membrana plasmatica.
Regolazione delle secrezioni ormonali
Il rilascio degli ormoni da parte delle ghiandole endocrine avviene in più scariche brevi e ravvicinate.
In assenza di stimolo la concentrazione dell’ormone nel sangue diminuisce perché l’ormone viene escreto o
inattivato.
La secrezione ormonale è regolata da:
• segnali provenienti dal sistema nervoso;
• modificazioni chimiche nel sangue;
• altri ormoni.
La maggior parte dei sistemi che regolano la secrezione ormonale agisce per feedback negativo, ma alcuni
possono operare secondo un meccanismo di feedback
positivo.
Feedback negativo:
Il feedback negativo è il sistema di retroazione
principale di tutta l’omeostasi e consente di produrre un cambiamento opposto allo stimolo iniziale, facendo sì che il prodotto finale di un processo inibisca il processo stesso, ciò significa che all’aumentare dello stimolo
iniziale, il prodotto finale tende a diminuire.
La retroazione negativa è il feedback più diffuso nel nostro corpo perché permette, ad un valore che sta troppo alzandosi o abbassandosi, di tornare a livelli medi e normali. Un ormone, raggiunta una certa
concentrazione nel sangue, agisce sulle cellule che lo
producono inibendo la propria secrezione.
Esempio di Feedback negativo:
L’eritropoietina (EPO) è un ormone glicoproteico che abbiamo già avuto modo di conoscere.
E’ prodotto principalmente dai reni ed ha come funzione
principale la regolazione della produzione dei globuli rossi da parte del midollo osseo. L’EPO è importante per mantenere l’omeostasi del sangue. Il meccanismo in sintesi:
1. nel corpo si verifica ipossia (riduzione della tensione di O2);
2. le cellule endoteliali dei capillari del rene rilevano la riduzione
della tensione di O2 ed inducono il rilascio l’ormone EPO nel circolo sistemico;
3. l’ormone EPO, che va ad agire a livello del midollo osseo emopoietico, stimola le cellule progenitrici dei globuli rossi
riducendone l’apoptosi e aumentandone la frequenza mitotica. Il risultato finale della stimolazione dell’EPO sul midollo osseo è un aumento della disponibilità di eritrociti e di emoglobina;
4. il numero maggiore di eritrociti può veicolare più ossigeno aumentando la tensione di O2 circolante e risolvendo l’ipossia iniziale.
Nel momento in cui la tensione di O2 torna normale, il
meccanismo di feedback negativo determina una riduzione nel rilascio renale di eritropoietina.
Come già detto l’eritropoiesi è controllata da un sistema a feedback negativo molto sensibile, in cui un sensore a livello del rene percepisce le alterazioni nell’apporto di ossigeno
Il meccanismo di controllo si basa sulla presenza di un fattore di trascrizione detto fattore indotto dell’ipossia (Hypoxia-
inducible factor) HIF-1 eterodimerico (HIF-1α e HIF-1β) che aumenta l’espressione del gene dell’eritropoietina.
HIF-1α è instabile in presenza di ossigeno e viene rapidamente degradato dalla prolil-idrossilasi con il contributo della proteina di von Hippel-Lindau (VHL)
Durante l’ipossia la propil-idrossilasi e VHL sono inattive di conseguenza HIF-1α si accumula attivando l’espressione dell’eritropoietina che stimola la rapida espansione dei progenitori degli eritrociti.
Il meccanismo di controllo dell’EPO
Dopo la secrezione l’eritropoietina, a livello del tessuto
emopoietico (midollo osseo), si lega ad un recettore (EPO-R) localizzato sulla superficie dei progenitori degli eritrociti e ne stimola la produzione anche inibendo l’apoptosi.
Membrana cellulare
JAK2= Janus chinasi 2
(trasduttore)
La modificazione conformazionale determinata dal legame dell’EPO con il recettore, attiva JAK2 che fosforilizza e attiva le subunità del recettore e quindi una via metabolica che coinvolge altre proteine e che determina gli effetti biologici dell’EPO
Il recettore EPO-R
P
Epo R Epo R
Stat 5 P
P
Stat 5 Stat 5
P
P
Epo
P
P
Ras
Grb 2
MEK P
Stat 5 Stat 5
P
P
PKB/Akt P
CREB
P
Erk
P
P Erk
Segnali intracellulari attivati dall’EPO
Proliferazione
Differenziamento Sopravvivenza
cellulare
Un altro esempio di feedback negativo è la secrezione di insulina (che viene rilasciata fintanto che la glicemia è elevata, ad esempio dopo un pasto, per poi non
essere più secreta quando la concentrazione di
glucosio nel sangue torna normale). L’insulina, insieme all’ormone glucagone che viene rilasciato quando la glicemia è inferiore al normale per poi non essere più secreto quando la concentrazione di glucosio torna normale, controllano e regolano i livelli ematici di glucosio
Insulina: controlla lo stato glicemico alto
Glucagone: controlla lo stato glicemico basso
L'insulina è un ormone di natura
proteica, prodotto da gruppi di cellule del pancreas, chiamate
"cellule β delle isole del Langerhans".
L'insulina è l'ormone anabolico per
eccellenza
Tramite la sua azione facilita il passaggio del glucosio dal sangue alle cellule (ipoglicemizzante) e favorisce
l'accumulo di glucosio sotto forma di glicogeno (riserva di
energia) a livello epatico. Inibisce inoltre la degradazione di
glicogeno a glucosio.
La secrezione di insulina è principalmente regolata dalla
concentrazione di glucosio nel sangue che irrora il pancreas.
l meccanismo specifico attraverso il quale si ha secrezione di
insulina non è completamente chiaro, ma se ne conoscono alcune caratteristiche, che portano al seguente modello:
• il glucosio entra nelle cellule β del pancreas mediato da uno specifico trasportatore, GLUT2 (presente solo nelle membrane di queste cellule, di quelle epatiche, dell’ipotalamo, dell’intestino tenue e del tubulo renale)
• Un aumento del glucosio nel citosol causa un corrispettivo
aumento della concentrazione di ATP (prodotta dal catabolismo del glucosio); l'aumento dell'ATP intracellulare causa la
chiusura dei canali ionici per il potassio (ligando dipendenti da ATP) con conseguente depolarizzazione della membrana.
• In risposta a questo fenomeno si ha ingresso di ioni calcio nel citoplasma
• Tale aumento del livello del calcio si pensa sia il principale responsabile del rilascio dell’insulina
accumulata nelle vescicole di secrezione dell’apparato del Golgi delle cellule di Langerhans
L’aumento del glucosio nelle cellule β sembra che attivi anche altre vie metaboliche non legate al calcio, che partecipano alla secrezione di insulina. Inoltre stimola la trascrizione del gene per l’insulina e la successiva traduzione dell’mRNA.
Quando la concentrazione di glucosio nel sangue rientra nei parametri di normalità, l’ingresso di glucosio nelle
cellule beta si interrompe (probabilmente si inattiva
GLUT2) e si interrompe il rilascio di istamina.
Come agisce l’insulina
La maggior parte delle cellule dei mammiferi presentano recettori per l'insulina ed un’altra proteina, GLUT4.
Sono due proteine transmembrana.
Il recettore dell’insulina è una glicoproteina costituita da 4
catene, fra loro unite da ponti di solfuro. La molecola presenta un’emivita piuttosto breve ed è pertanto soggetta ad un rapido turn over. E’ sintetizzata dal reticolo endoplasmatico rugoso e viene poi elaborata nel Golgi.
L’azione di GLUT4 permette il trasferimento del glucosio attraverso le membrane plasmatiche (essendo polare è incapace di attraversare spontaneamente il doppio strato fosfolipidico). Vediamo alcuni passaggi dell’azione
dell’insulina.
L’insulina si lega al recettore (1).
Questo comporta una
modificazione strutturale della proteina che attiva la
fosforilazione (2) delle due subunità citoplasmatiche (partecipa ATP)
Si attiva una lunga catena di eventi di fosforilazione
Una conseguenza è anche la fosforilazione (3) del
trasportatore del glucosio GLUT4 che trasloca dal
citoplasma nella membrana (4)
consentendo l’ingresso di glucosio (5) dal sangue alla cellula
La concentrazione di glucosio nel sangue diminuisce (abbassamento del livello glicemico).
Esempio di Feedback positivo:
In questo caso, la secrezione di un ormone produce un incremento della secrezione dell’ormone stesso.
Il feedback positivo consente di accelerare o intensificare un processo in seguito agli stimoli ricevuti, ciò significa
che all’aumentare dello stimolo iniziale, il prodotto finale tende ad aumentare.
E’ meno diffuso del feedback negativo. Come intuibile, qualsiasi circuito a feedback positivo è potenzialmente pericoloso se non interrotto da un qualche segnale.
Fortunatamente i feedback dell’organismo hanno la
capacità di autoregolarsi.
Vediamo un esempio di Feedback positivo
Riguarda il controllo
ormonale delle contrazioni
uterine durante il parto.
1. il feto è pronto per essere partorito e si dispone in basso nell’utero;
2. il feto esercita pressione sulla cervice per l’apertura dell’utero e questo provoca il rilascio
dell’ormone ossitocina che fa contrarre l’utero;
3. La contrazione spinge la testa del feto ancora più forte contro la
cervice, stirandola;
4. più la cervice viene stirata, più l’ossitocina viene rilasciata.
Quest’ultimo passaggio è il feedback positivo perché
all’aumentare della distensione della cervice, aumenta il rilascio di ossitocina che a sua volta distende ancor di più la cervice. Il ciclo continua finché avviene il parto (fattore esterno): solo così lo
stiramento della cervice viene meno e termina il circuito a retroazione positiva
La ghiandola pineale
La ghiandola pineale, detta anche epifisi, è una piccola
struttura endocrina posta nella parte posteriore del tetto del terzo ventricolo (cavità contenuta tra tronco encefalico e cervelletto) del cervello, sulla linea mediana..
complessa rete del sistema nervoso simpatico e secerne melatonina che contribuisce alla regolazione dell’orologio biologico.
L'epifisi riceve informazioni fotosensoriali provenienti dall'occhio tramite una
L’ormone melatonina viene secreto in maggiore quantità al buio, favorendo il sonno.
Un suo precursore è la serotonina o 5- idrossitreptamina (ormone della felicità) che viene prodotto dal sistema nervoso centrale (ma anche nell’apparato
gastrointestinale)
La serotonina è coinvolto in importanti funzioni, svolge ad esempio un ruolo nella regolazione del tono dell'umore, nelle emozioni e nella sessualità, nelle funzioni cognitive, nella regolazione del sonno
(insieme alla melatonina) e dell'appetito.
E
’ prodotta da un gruppo relativamente piccolo di cellule,principalmente contenute in strutture chiamate nuclei di rafe, un insieme di nove nuclei cerebrali, le cui connessioni si estendono però per tutto il sistema nervoso centrale, fino alla spina dorsale
L’ipotalamo e l’ipofisi
L’ipofisi o ghiandola pituitaria insieme all’ipotalamo,
rappresentano la principale
connessione tra sistema nervoso e sistema endocrino.
L’insieme degli ormoni secreti da queste due ghiandole (almeno 16) intervengono nella regolazione della
crescita e dello sviluppo, nonché dell’
omeostasi e del metabolismo.
L’ipofisi (10 mm circa di diametro) presenta due lobi:
- Anteriore adenoipofisi
- Posteriore neuroipofisi (più piccolo)
I due lobi sono adagiati in una conca a forma di coppa, scavata nell’osso
sfenoide: la
fossa ipofisiaria.
Una struttura conformata ad imbuto,
l’infundibolo, collega l’ipofisi all’ipotalamo.
Al suo interno i vasi portali ipofisari collegano i capillari venosi dell’adenoipofisi con quelli arteriosi dell’ipotalamo.
In prossimità dei capillari dell’ipotalamo neuroni secretori rilasciano ormoni nel flusso sanguigno.
Gli ormoni dell’adenoipofisi
La secrezione di ormoni della adenoipofisi è regolata
dall’ipotalamo attraverso altri ormoni prodotti da neuroni secretori e recapitati tramite le vene portali ipofisarie. Tali ormoni sono:
Gli ormoni di rilascio che stimolano la secrezione adenoipofisaria
Gli ormoni inibitori che sopprimono la secrezione adenoipofisaria
Gli ormoni della adenoipofisi regolano un ampio spettro di attività fisiologiche: dalla crescita alla riproduzione.
Ormoni
dell’adenoipofisi
Ormone della crescita (GH - growth hormone)
L’ormone della crescita o GH o somatotropina ha la funzione di promuovere la produzione di piccoli ormoni come le somatomedine (IGF- insulin-like growth factor o fattore di crescita insulino-simile)
Le somatomedine IGF sono prodotte in risposta all’ormone GH principalmente dal fegato.
Le somatomedine IGF esercitano azione a distanza
(tramite la circolazione sanguigna) o locale, stimolando la sintesi proteica e la degradazione dei trigliceridi e del glicogeno e fornendo quindi prodotti per la sintesi di
ATP.
Sono mediatori dell’ormone della crescita GH sull’osso, cartilagine, muscolo scheletrico, pelle, cervello, midollo osseo.
Ormoni
dell’adenoipofisi
Ormone della crescita (GH - growth hormone)
La secrezione di somatotropina (GH) da parte dell’
adenoipofisi avviene soprattutto durante il riposo notturno ed è regolata dall’ipotalamo che rilascia due ormoni di controllo:
L’ormone rilasciante GH-RH
L’ormone inibente GH-IH o somatostatina
Questi due ormoni ipotalamici sono regolati dal livello di glucosio nel sangue.
In presenza di ipoglicemia viene stimolato l’ipotalamo a secernere GH-RH ed a inibire GH-IH (degradazione dei trigliceridi e del glicogeno)
In presenza di iperglicemia viene stimolato l’ipotalamo a secernere GH-IH ed a inibire GH-RH
ormone tireotropo (o «tireostimolante») TSH
La tireotropina od ormone tireostimolante (TSH) è prodotto dall’ipofisi;
il suo rilascio è in genere minimo al mattino e più alto in tarda serata.
Il TSH stimola la produzione di tiroxina (FT4) e di tri-iodo- tironina libera (FT3) da parte della tiroide, piccola
ghiandola endocrina posta nella zona del collo deputata a
regolare i processi metabolici del nostro organismo.
Altri ormoni dell’asse ipotalamo-adenoipofisi
• Ormone follicolo stimolante (FSH) e ormone luteinizzante (LH) hanno come bersaglio le ovaie femminili. FSH stimola mensilmente lo sviluppo dei follicoli ovarici nel corso dell’età fertile ed LH induce l’ovulazione e la formazione del corpo luteo nell’ovaia. Quest’ultimo secerne l’ormone sessuale femminile: il progesterone.
• Prolattina (PRL), avvia e mantiene la produzione di latte delle ghiandole mammarie. L’emissione del latte è regolata
dall’ossitocina, ormone secreto dalla neuroipofisi. L’ormone PIH (ormone inibente la prolattina) sopprime nelle donne la produzione di latte. All’inizio di ogni ciclo mestruale la
secrezione di PIH nel sangue diminuisce ma non al punto di
attivare la produzione di latte. Durante la gravidanza alti livelli di estrogeni promuovono il rilascio dell’ormone PRH (ormone
rilasciante la prolattina) che stimola la produzione di latte.
Altri ormoni dell’asse ipotalamo-adenoipofisi
• Ormone adrenocorticotropo ACTH (Adreno Cortico Tropic Hormone) è prodotto dall’adenoipofisi e controllato da un
ormone rilasciate (CRH – ormone rilasciate la corticotropina) prodotto dall’ipotalamo. L'ACTH ha come bersaglio la zona corticale della ghiandola surrenale, stimola la formazione di cortisolo che influenzano il metabolismo degli zuccheri e la formazione di ormoni androgeni che permettono lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari tipicamente maschili.
• l’ormone melanociti-stimolante (MSH) stimola la produzione e il rilascio di melanina da parte dei melanociti. Agisce su specifici recettori situati sulla membrana dei melanociti; le differenze
individuali nel colore della pelle e dei capelli non dipendono dai livelli di MSH circolante, ma dalla quantità di recettori presenti.
La neuroipofisi non sintetizza propri ormoni ma immagazzina e rilascia due ormoni provenienti dall’ipotalamo: l’ossitocina e l’ormone antidiuretico.
• l’ossitocina stimola la contrazione dell’utero durante il parto e dopo il parto stimola l’emissione del latte dalle ghiandole
mammarie sotto lo stimolo della «suzione». L’ossitocina potrebbe avere inoltre sul cervello effetti finalizzati a
promuovere la cura della prole e potrebbe essere responsabile delle sensazioni di piacere durante e dopo il rapporto
sessuale.
• l’ormone antidiuretico (ADH), detto anche vasopressina, induce i reni a trattenere l’acqua, diminuendo l’emissione di urina e favorendo il riassorbimento di acqua (maggiore ADH, minore urina). Regolarizza cos’il volume plasmatico. Agendo come vasocostrittore (vasopressina) diminuisce il calibro delle arteriole con conseguente aumento della pressione arteriosa.
Ormoni della neuroipofisi (lobo posteriore)
Le ghiandole surrenali Il surrene (o ghiandola
surrenale) è una ghiandola endocrina situata sopra il rene.
Si tratta, in realtà, di due piccole ghiandole (4-6 grammi), di forma
piramidale, presenti
bilateralmente a destra e a
sinistra.
Le ghiandole surrenali sono costituite:
per il 90% da una zona più esterna (zona corticale) che produce
determinati ormoni (aldosterone, cortisolo e ormoni sessuali)
per il 10% da una più interna (zona midollare) che produce altri ormoni (adrenalina e noradrenalina)
Questo ormone regolarizza il livello di Na+ (iponatremia) e di K+ (iperpotessiemia) nel sangue. Il suo rilascio è inibito dalle
condizioni opposte La corticale surrenale è costituita da tre zone e ciascuna sintetizza e secerne vari ormoni steroidei:
la zona esterna rilascia soprattutto
aldosterone.
la zona intermedia rilascia soprattutto cortisolo. Questo ormone è definito «ormone dello stress» in quanto la sua concentrazione aumenta in condizioni di stress psico-fisico severo (esercizi fisici intensi e prolungati, interventi chirurgici…).
Lo scopo dell’ormone cortisolo è inibire a breve periodo le funzioni corporee «non indispensabili e quindi sostenere al massimo quelle vitali aumentando la gittata cardiaca e la glicemia riducendo l’attività dei recettori insulinici.
Il cortisolo riduce le difese immunitarie, diminuisce la sintesi di collagene e della matrice ossea, stimola la conversione di
proteine in glucosio.
la zona interna rilascia ormoni androgeni. Si tratta di ormoni caratteristici del sesso maschile, dotati di numerose funzioni;
vediamo le principali:
Nell’embrione differenziamento dei genitali interni ed esterni In pubertà massa muscolare, ossea, aggressività, peli, libido e funzione spermatica
Nell’adulto mantiene il libido ed i caratteri sessuali secondari (massa e forza muscolare, massa ossea…)
è costituita da cellule con caratteristiche di ammasso neuronale (gangli) legate al sistema nervoso simpatico Gli ormoni della midollare surrenale sono adrenalina e noradrenalina.
La midollare surrenale
Quest’ultimo in particolare è prodotta da alcune terminazioni nervose.
Questi due ormoni intervengono nella reazione chiamata "FIGHT OR FLIGHT", ovvero combatti o scappa (o attacco e fuga). Tale reazione ha lo scopo di preparare l'organismo ad uno sforzo psicofisico importante in tempi brevissimi.
• aumenta la gittata cardiaca
• aumenta la pressione arteriosa sistolica
• diminuisce la pressione arteriosa diastolica
• aumenta il flusso ematico muscolare
• aumenta il flusso ematico renale e cutaneo
• aumentata glicogenolisi e lipolisi
• vasocostrizione periferica
• vasodilatazione nei distretti epatico e muscolare
• aumento del metabolismo
• dilatazione bronchiolare
• aumento della vigilanza
Adrenalina
• aumenta la gittata cardiaca
• aumenta le resistenze periferiche totali (resistenze nella circolazione sistemica)
• aumenta la pressione arteriosa
• aumenta il flusso coronarico
Noradrenalina
Fattori che stimolano la secrezione di Adrenalina e Noradrenalina
Ansia Freddo Dolore Traumi
Sforzi fisici
Ipotensione Paura
Ipercapnia
Piacere intenso Fame
La tiroide è una ghiandola a forma di farfalla sotto la laringe. È
composta da sacchetti sferici detti follicoli tiroidei. Le cellule follicolari producono due ormoni tiroidei: la tiroxina (T4) e la tri-iodio-tironina (T3), immagazzinati nella cavità follicolari.
La Tiroide
Tra le molte azioni degli ormoni tiroidei una fondamentale è quella di
contribuire alla spesa energetica ed alla produzione di calore attraverso
l’aumento del metabolismo basale, cioè del consumo di ossigeno in condizioni normali. Tale consumo, dovuto alla produzione di ATP, produce più calore (azione termogenetica)
Ft2 = follicoli
Ft1 = cellule follicolari cpf = cellule parafollicolari
Gli ormoni tiroidei sono inoltre
• Necessari per lo sviluppo del sistema nervoso centrale nel feto e nelle fasi postnatali
• Producono effetti sulla genesi delle sinapsi celebrali, sulla crescita dei dendriti ed assoni, sulla formazione della guaina mielinica.
• Sono necessari per lo sviluppo dello scheletro fetale
• Sono indispensabili per il normale accrescimento corporeo nel bambino, e la maturazione dei vari apparati, soprattutto quello scheletrico.
• Hanno effetti sul metabolismo glucidico, sulla lipolisi e sintesi proteiche e sul sistema cardiovascolare (aumento della eccitabilità delle
miocellule)
La Tiroide
La maggior parte delle cellule del corpo hanno recettori per gli ormoni tiroidei T3 e T4.
Gli ormoni tiroidei in circolo sono rappresentati soprattutto dal T4.
l T3 circolante deriva per l'80% dalla des-iodazione di T4 in periferia.
La Tiroide
La forma attiva a livello cellulare è rappresentata dal T3, che deriva per metabolizzazione del T4, cui viene tolto un atomo di iodio sull'anello esterno da parte delle desiodasi.
Gran parte del T3 si forma all'interno delle cellule bersaglio.
In sintesi…
Le ghiandole paratiroidi
Sono quattro ghiandole
tondeggianti parzialmente inserite sulla superficie posteriore della tiroide
Le paratiroidi misurano circa 0,5-1 centimetro. Ricoperte da una capsula fibrosa, contengono al loro interno delle cellule disposte a cordone divisibili in tre tipologie: cellule principali (piccole e di forma poliedrica); cellule chiare (relativamente grandi) e cellule ossifile (ovvero che presentano nel citoplasma gli ossifili,
ovvero granuli acidofili).
Le cellule principali delle paratiroidi sono le più numerose e rappresentano l’unico tipo cellulare presente nei primi anni di vita. Producono l’ormone paratiroideo (PTH) o paratormone;
si suddividono in cellule scure e cellule chiare:
Le ghiandole paratiroidi
• Le cellule principali scure sono relativamente piccole e hanno il citoplasma leggermente basofilo. Al microscopio elettronico
esse presentano le caratteristiche di elementi ghiandolari attivi, contengono cioè numerose cisterne del reticolo endoplasmatico granulare allineate in file parallele, uno sviluppato apparato di Golgi, mitocondri, inclusioni lipidiche e vescicole secretorie del diametro di 50-60 nm. Le cellule principali chiare, di volume maggiore delle precedenti, appaiono al microscopio elettronico molto povere di organuli e ricche di granuli di glicogeno. Sono considerate cellule inattive.
Le ghiandole paratiroidi
Le cellule ossifile
compaiono in pubertà e aumentano
progressivamente di
numero, senza tuttavia mai raggiungere quello delle cellule principali.
Sono tipiche dell’uomo e di poche altre specie animali e vengono considerate
come uno stadio funzionale delle cellule principali.
L’ormone PTH presiede alla regolazione dell’equilibrio calcio/fosfati all’interno dell’organismo, partecipando ai meccanismi di controllo della presenza di calcio nel sangue e al mantenimento della salute delle ossa. A livello renale stimola il riassorbimento del calcio e
l’escrezione dei fosfati, mentre a livello intestinale stimola l’assorbimento del calcio.
La somministrazione di questo ormone provoca il trasferimento di calcio dalle ossa al sangue; la sua carenza invece provoca un abbassamento del livello del calcio nel sangue, con conseguente insorgenza di uno stato di ipertono muscolare (a conferma del fondamentale ruolo che il calcio svolge nella regolazione della contrazione muscolare).
L’ormone paratiroideo (PTH)
La calcitonina è prodotta dalle cellule parafollicolari (cpf) della tiroide e può diminuire il livello di calcio nel sangue
(diminuzione della calcemia) inibendo l’azione degli osteoclasti (riassorbimento osseo).
calcitonina (CT) e ormone paratiroideo (PTH)
Il PTH è prodotto dalle
ghiandole paratiroidee e può aumentare il livello di calcio nel sangue (aumento della calcemia)
I due ormoni controllano il livello ematico del calcio
Controllo ematico del calcio
Calcitonina Ca Paratormone Ca
Le isole pancreatiche
Il pancreas è un organo allungato situato nell’ansa del duodeno. Svolge funzioni esocrine ed endocrine.
La porzione endocrina del pancreas è
costituita da gruppi di cellule chiamate isole di Langerhans (o
isole pancreatiche).
Costituite da due tipi di cellule alfa e beta
Le cellule alfa secernono l’ormone glucagone e le cellule beta producono insulina
Gli ormoni rilasciati dalle isole pancreatiche regolano la glicemia.
Bassi livelli di glucosio nel sangue stimolano la secrezione di glucagone
Alti livelli di glucosio ematico stimolano la secrezione di insulina.
Le isole pancreatiche
Il controllo della glicemia Le isole pancreatiche 1. Bassi livelli di glucosio nel sangue stimolano la produzione di
glucagone da parte delle cellula alfa di Langerhans
2. Il glucagone promuove nel fegato la degradazione di glicogeno in glucosio che viene rilasciato nel sangue
3. Se il glucosio continua ad aumentare (iperglicemia) le cellule
alfa vengono inibite a rilasciare glucagone (feedback negativo) e l’ipoglicemia stimola la produzione di insulina da parte delle cellule beta di Langerhans
4. L’insulina promuove la diffusione facilitata del glucosio in varie cellule dell’organismo ed accelera, tra altre cose, la
trasformazione del glucosio in glicogeno: la glicemia scende.
5. Se il livello di glucosio nel sangue scende a livelli inferiori al normale (ipoglicemia) viene inibito il rilascio di insulina
(feedback negativo)
Le ovaie e i testicoli
Le ovaie producono inoltre l’inibina un ormone che inibisce l’ormone
follicolo-stomolante (FSH) e relaxina (in gravidanza) un ormone che
aumenta la flessibilità della sinfisi pubica aiutando la dilatazione della cervice uterina durante il parto.
Le gonadi sono gli organi che producono i gameti: spermatozoi nei maschi e ovociti nelle femmine.
Le gonadi femminili, le ovaie, producono estrogeni e progesterone.
Le gonadi maschili, i testicoli, sono ghiandole ovali poste nello scroto. Producono testosterone, ormone androgeno.
FINE
COLLEGAMENTI
Il nostro organismo usa gli aminoacidi per produrre proteine. Gli aminoacidi possono essere classificati in tre grandi gruppi:
Essenziali. Questa tipologia non può essere prodotta dal corpo umano e va quindi introdotta attraverso il
cibo. Ne fanno parte: istidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina.
Non essenziali. Sono prodotti dal nostro organismo e non devono quindi essere assunti attraverso il cibo. Vi fanno parte alanina, asparagina, acido aspartico e
acido glutammico.
Condizionali. Di norma, non sono essenziali se non in periodi di stress o malattia. Comprendono arginina,
cisteina, glutammina, tirosina, glicina, ornitina, prolina e
serina.
TORNAIl Peptide natriuretico atriale (ANP) è un ormone di origine peptidica prodotto da cellule specializzate del miocardio. È conosciuto anche come fattore
natriuretico atriale (ANF), ormone natriuretico atriale (ANH) e atriopeptina. L'ANP è coinvolto nel controllo omeostatico di acqua, sodio, potassio, e grasso presenti nell'organismo. Viene rilasciato in
seguito ad un eccessivo aumento del volume ematico (alta pressione sanguigna) da particolari miociti, nella auricola destra del cure. L'ANP agisce a livello dei reni per ridurre l'acqua, il sodio e i carichi adiposi nel
sistema circolatorio, abbassando per questo la pressione sanguigna
Ormoni del cuore
TORNA
Dal punto di vista biologico viene sintetizzato a partire da arginina per azione dell’enzima monossido nitrico sintetasi
E’ un neurotrasmettitore ed un potente vasodilatatore Dal punto di vista fisiologico:
- È sintetizzato da macrofagi durante la risposta immunitaria ed ha funzione battericida
- Contribuisce alla crescita del capello
- Determina il turgore del pene durante l’erezione Ossido o monossido di azoto (NO)
TORNA
Ormoni
ASSE IPOTALAMO-IPOFISI-
GHIANDOLE ENDOCRINE BERSAGLIO
E’ costituito da una serie di ormoni organizzati in livelli funzionali successivi che consentono all’organismo di rispondere in modo adeguato ai cambiamenti metabolici ed ambientali.
Gli ormoni ipotalamici implicati in questo tipo di regolazione sono
piccoli polipeptidi che raggiungono l’ipofisi dove stimolano o inibiscono la liberazione di ormoni che a loro volta stimolano rispettivi organi o tessuti endocrini bersaglio a secernere altri ormoni.
Gli ormoni sono molecole chimicamente diverse tra loro.
Generalmente stimolano le attività metaboliche in tessuti distanti (cellule bersaglio) dall’organo da cui sono secreti
Sono attivi in concentrazioni molto basse (10-15-10-9 mol/l) e sono metabolizzati molto velocemente.
Le cellule bersaglio sono in grado di riconoscere selettivamente un dato ormone grazie al legame con specifiche molecole di
riconoscimento: i recettori.
Le azioni indotte dall’ormone, in genere, terminano nel momento in cui l’ormone si dissocia dal recettore.
Ormoni Da un punto di vista chimico gli ormoni che influenzano il metabolismo comprendono:
1.Peptidi o polipeptidi (insulina, glucagone);
2.Steroidi (glucocorticoidi, ormoni sessuali);
3.Derivati da aminoacidi (catecolammine, tiroxina);
4.Derivati da acidi grassi (eicosanoidi);
5.Derivati dalla vitamina D.
Gli ormoni peptidici, catecolammine (adrenalina e noradrenalina) circolano nel sangue in forma libera Gli ormoni steroidei, tiroidei e derivati dalla vit.D sono trasportati in circolo legati a proteine carrier.
Esempi:
•la tiroxina è trasportata dalla thyroid binding globulin (TBG);
•il cortisolo dalla cortisol binding globulin (CBP).
http://www.federica.unina.it/scie
nze-biotecnologiche/biochimica-
scb/ormoni-2/
Molti neuroni elaborano sostanze che vengono liberate alla terminazione dell’assone, ma dato che questo è situato in stretto contatto con la lamina basale di capillari sanguigni, il risultato è l’immissione della sostanza liberata nel torrente circolatorio anziché la sua interazione con una cellula
postsinaptica (come avviene nella neurotrasmissione). Una volta entrate in circolo, le sostanze prodotte dai neuroni
secretori sono in condizione di esercitare azioni fisiologiche su organi e tessuti situati anche a grande distanza dal punto di secrezione; per questo fatto, e anche per la durata delle loro azioni fisiologiche che è assai più lunga in genere di quella dei neurotrasmettitori, le sostanze secrete dai neuroni nel sangue si qualificano come neurormoni. I sistemi neurosecretori che
svolgono funzioni endocrine sono localizzati nel complesso ipotalamo-ipofisi-surrene
TORNA
NEURONI SECRETORI
Studi sulla proteina von Hippel-Lindau (VHL)
In uno studio pubblicato nel primo numero della rivista "EMBO Molecular Medicine", un gruppo di ricercatori canadesi ha
modificato una proteina di inibizione tumorale, o proteina di von Hippel-Lindau (VHL), dimostrando come essa possa sopprimere la crescita tumorale nel modello murino.
Quando i tumori solidi crescono, hanno un apporto di sangue relativamente deficitario e disorganizzato: di conseguenza diverse regioni, tra cui il centro della massa tumorale, sono ipossiche, ovvero hanno a disposizione bassi livelli di ossigeno Le cellule in queste aree ipossiche producono il cosiddetto
fattore indotto dall'ipossia (hypoxia-inducible factor, HIF) che le aiuta a portare avanti la crescita. L'HIF è associato
all'aggressività in alcuni dei più comuni tipi di neoplasie, tra cui il tumore della prostata, del seno, del colon e dei polmoni.
SEGUE
Studi sulla proteina von Hippel-Lindau (VHL)
In condizioni normali, la proteina VHL degrada l'HIF, ma è disattivata quando i livelli di ossigeno sono bassi: perciò le regioni ipossiche di un tumore, proprio dove la VHL è
necessaria per inibire il tumore, è inefficace.
I ricercatori, perciò, hanno realizzato una nuova versione della VHL che non smette di funzionare quando l'ossigeno è scarso.
L'introduzione di questa nuova versione ingegnerizzata della VHL in topi affetti da tumore ha ridotto drasticamente i livelli di HIF, determinando la regressione della neoplasia e limitando la formazione di nuovi vasi sanguigni all'interno degli stessi
tumori.
TORNA
Cos’è il corpo luteo?
Dopo l’ovulazione, il follicolo si trasforma in corpo luteo o corpo giallo.
La formazione del corpo luteo dipende dall’ormone luteinizzante (LH) e dalla quantità di suoi ricettori presenti nelle cellule dei follicoli ovarici.
Il ciclo vitale del corpo luteo si compone delle seguenti fasi:
• Fase proliferattiva
• Fase di vascolarizzazione
• Fase di maturità
• Fase regressiva
Se non vi è fertilizzazione il corpo luteo degenera e perde la propria funzionalità a causa dei livelli bassi di LH circolanti, pochi giorni prima del seguente ciclo mestruale. Se invece l’ovocito viene fecondato e si produce l’annidamento e l’inizio dello sviluppo embrionale. L’ormone LH prolunga la vita del corpo luteo per un tempo determinato con produzione di progesterone che agisce sulla mucosa uterina che
ospiterà l’ovulo fecondato (embrione). Per questo motivo la sintesi di progesterone è essenziale per l’inizio e la conservazione delle prime fasi della gravidanza.
Segue immagine
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Dopo l’ovulazione, il follicolo si
trasforma in corpo luteo o corpo giallo.
Le cellule dei follicoli cambiano la propria struttura e composizione
conferendo alla parete del corpo luteo un colore giallastro
.
Se non vi è
fertilizzazione il corpo luteo degenera e perde la propria funzionalità.
Se invece l’ovocito viene fecondato e si produce l’annidamento e l’inizio dello sviluppo embrionale, la vita del corpo luteo si prolunga e si conserva per un tempo determinato.
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