Appunti Endocrinologia

Endocrinologia

A.A. 2021/2022

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Indice

• Introduzione………………………………………………………………………………….. pag 3
• I recettori…………………………………………………………………………………….... pag 5
• Omeostasi………………………………………………………………………………………. pag 7
• Endocrinologia (introduzione ormoni)………………………………………………... pag 8
• I bioritmi…………………………………………………………………………………….... pag 14
• Ormoni peptidici…………………………………………………………………………….. pag 16
• Ormoni steroidei……………………………………………………………………………… pag 19
• Ghiandole endocrine centrali: ipotalamo, ipofisi ed epifisi
  • Ipotalamo……………………………………………………………………………… pag 23
  • Neuroipofisi………………………………………………………………………….. pag 26
  • Adenoipofisi………………………………………………………………………….. pag 33
  • Epifisi………………………………………………………………………………….. pag 34
• Tiroide…………………………………………………………………………………………. pag 45
• Ghiandole surrenali: corticale e midollare
  • Corticale del surrene……………………………………………………………….. pag 49
  • Midollare del surrene………………………………………………………………. pag 57
• Stress…………………………………………………………………………………………… pag 59
• Metabolismo energetico………………………………………………………………….. pag 62
• Glicemia………………………………………………………………………………………. pag 66.
• Metabolismo del calcio……………………………………………………………………. pag 75
• Ormoni sessuali…………………………………………………………………………….. pag 80

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Introduzione

Endocrinologia → branca delle scienze biologiche che riguarda l’azione degli ormoni e gli organi in cui gli ormoni sono formati. Non sempre a secernere ormoni sono ghiandole endocrine.

Nella comunicazione intercellulare esistono 2 tipi di segnali fisiologici:

• Segnali chimici → molecole secrete dalle cellule nel liquido extracellulare, cellule bersaglio.
• Segnale elettrico → variazione del potenziale di membrana, sistema nervoso, cellule bersaglio.

Mezzi di comunicazione intercellulare

• Giunzioni comunicanti (gap junction) ➔ ponti citoplasmatici, tra cellule adiacenti conseguenti alla formazione di canali proteici costituiti da proteine transmembrana che si uniscono: connessine (il canale che si forma si chiama connessone). Si trovano a livello del miocardio perché tutte le cellule cardiache lavorano in sincrono.
• Segnale dipendenti dal contatto intercellulare ➔ Il contatto avviene mediante le CAM (molecole di adesione cellulare), che fungono da recettori nell’ambito della comunicazione intercellulare. Le CAM possono trasferire i segnali in entrambi i versi.

→ Es. integrine nelle giunzioni cellula-matrice.

→ N-CAM sulle cellule nervose, durante lo sviluppo.

→ Selectine adesioni cellula-cellula temporanee.

• Comunicazione locale ➔ esistono due tipi di comunicazione locale:

→ Paracrina: le molecole secrete da una cellula agiscono sulle cellule vicine.

→ Autocrina: il segnale chimico agisce sulle stesse cellule che lo hanno secreto.

Es. istamina, citochine; eicosanoidi.

• Comunicazione a lunga distanza ➔ può avvenire tramite:

- Sistema endocrino → ormoni prodotti da cellula endocrina → entrano nel circolo sanguigno → recettori bersaglio.

- Sistema nervoso → neurone trasmette segnale elettrico → al termine della fibra nervosa viene rilasciato segnale chimico, neurotrasmettitore, che si lega al recettore bersaglio, o neuroormone, in questo caso non va subito sulla cellula bersaglio, ma va in circolo e poi trova cellula con recettore bersaglio.

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Via trasduzione dei segnali

Le molecole segnale si distinguono in lipofobe che quindi devono trovare il recettore all’esterno della cellula, o lipofile che possono attraversare la membrana.

Le sostanze lipofobe non riescono ad attraversare la membrana plasmatica e quindi trovano il proprio recettore sulla superficie della membrana, mentre le sostanze lipofile riescono ad attraversare la membrana plasmatica, legati a trasportatori, e quindi trovano il loro recettore nel citoplasma o nel nucleo, riescono ad attraversare la membrana nucleare. Quindi nel primo caso la risposta è rapida (ms), mentre nel secondo caso è lenta (ore).

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I recettori

Amplificazione del segnale: poco segnale → notevole effetto, quindi risparmio energetico.

I recettori possono essere di vario tipo. Il più semplice è il canale che è controllato dal ligando. Questo canale ha un sito di attacco specifico per un ormone, quando questo arriva il canale si apre.

I canali possono anche essere più complessi e quando un ormone arriva può attivare un evento a cascata attaccandosi al recettore, che attiva delle proteine: all’interno della cellula avviene tutto in modo amplificato poi attraverso enzimi amplificatori che sono adenilato ciclasi, guanilato ciclasi, fosfolipasi C, questi poi attivano dei secondi messaggeri che possono aprire o chiudere canali ionici, attivare enzimi, proteinfosfatasi, o aumentare le concentrazioni di calcio. In questo modo con poco segnale avviene un notevole effetto, risparmiando energia.

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DAG attiva la proteinchinasi C fosforilando le proteine.

Recettori-enzimi → I ligandi includono citochine, fattori di crescita, insulina.

Recettori associati a proteine G → I ligandi includono: ormoni, fattori di crescita, molecole olfattorie, neurotrasmettitori.

Sistema adenilato ciclasi-AMPc accoppiato alle proteine G è utilizzato da molti ormoni proteici.

Sistema della fosfolipasi C:

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I recettori possono subire anche delle variazioni dal punto di vista della saturabilità.

Può avvenire una up-regulation che è un aumento di recettori che viene richiesto se c’è una maggiore necessità di risposta ad un determinato ormone.

Altrimenti c’è una down-regulation che può agire tramite diminuzione del numero dei recettori o la diminuzione dell’affinità di legame tra ligando e recettore se è necessario inibire la risposta.

Omeostasi

I sistemi di controllo sono mediati dal sistema nervoso, dal sistema endocrino o da entrambi.

Diversità di caratteristiche:

• Specificità → il controllo endocrino è meno specifico.
• Natura del segnale → il sistema endocrino usa solo segnali chimici.
• Velocità → i riflessi endocrini sono molto più lenti rispetto al sistema nervoso; anche l’insorgenza dell’azione ormonale è più lenta. La risposta può impiegare da minuti a ore.
• Durata d’azione → il controllo endocrino ha una maggior durata d’azione rispetto al sistema nervoso. Le funzioni a lungo termine, metabolismo, riproduzione, sono sotto controllo endocrino.
• Codificazione dell’intensità dello stimolo → nel sistema endocrino, l’intensità dello stimolo comporta la liberazione di una maggiore quantità di ormone.

I riflessi possono essere nervosi, endocrini o neuroendocrini nel caso in cui parta uno stimolo nervoso da cui si passa ad un ormone in azione.

Nel riflesso nervoso abbiamo dei recettori sensoriali speciali, dolorifici, tattili, visivi, che mandano l’informazione attraverso un neurone afferente, abbiamo un centro di integrazione che è l’encefalo o midollo spinale, da cui parte un neurone efferente che arriva ai muscoli e ghiandole e scatena la risposta di contrazione e secrezione.

Nel caso del riflesso endocrino abbiamo cellule endocrine come sensore, non c’è una via afferente ma la ghiandola endocrina agisce per sé perché rilascia per sé l’ormone che va alla maggior parte delle cellule dell’organismo e provoca come risposta una modifica delle reazioni enzimatiche e trasporto ecc.

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Nel caso del riflesso neuroendocrino abbiamo sempre recettori speciali e un neurone afferente che va a encefalo e midollo spinale, tramite il neurone efferente qui c’è un ormone che passa alla maggior parte delle cellule dell’organismo.

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Endocrinologia

Il funzionamento di un organismo è reso possibile da tre sistemi di comunicazione extracellulare:

• Sistema nervoso.
• Sistema endocrino.
• Sistema immunitario.

L’endocrinologia riguarda l’azione degli ormoni e gli organi in cui gli ormoni vengono sintetizzati; studia quindi gli ormoni, i loro recettori e i segnali intracellulari che essi provocano.

Gli ormoni non vengono secreti solo da ghiandole endocrine, tiroide, pancreas, ecc…, ci possono essere altri siti di produzione degli ormoni ad esempio i miociti atriali, le cellule epiteliali dello stomaco e le cellule epiteliali intestinali. Virtualmente tutte le cellule possono essere considerate parte del sistema endocrino.

Tutti gli eventi fisiopatologici sono influenzati dal sistema endocrino; tutti i maggiori effetti fisiologici sono mediati da più ormoni che agiscono in concerto.

Il sistema nervoso e l’endocrino sono strettamente collegati: ipotalamo e ipofisi fanno parte del SNC e tengono sotto controllo l’omeostasi dell’organismo perché tengono sotto controllo tutti gli ormoni.

Il sistema nervoso coordina risposta rapide e precise, media le interazioni con l’ambiente esterno, mentre il sistema endocrino controlla le risposte che richiedono durata piuttosto che velocità.

L’ipotalamo è in stretto contatto con l’ipofisi che è divisa in adenoipofisi e neuroipofisi che è una propaggine dell’ipotalamo perché c’è una connessione nervosa tra le due strutture. Tra ipotalamo e adenoipofisi il collegamento è invece meno stretto e avviene tramite il circolo sanguigno.

Effetti regolatori degli ormoni

Gli ormoni regolano la riproduzione, la crescita e lo sviluppo, il mantenimento dell’omeostasi generale quindi fluidi corporei, elettroliti, frequenza cardiaca, temperatura corporea ecc..., la produzione e l’immagazzinamento di energia, anabolismo, attraverso insulina:

• Riproduzione → Tutti gli ormoni sessuali sono presenti in entrambi i sessi, ed entrambi i sessi hanno recettori per tutti gli ormoni. La differenza riguarda la quantità ed il pattern di secrezione.
• Crescita e sviluppo → ormoni coinvolti: peptidici, steroidei, catecolamine, tiroidei.

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Necessari per la crescita e lo sviluppo normali, ma anche per una limitazione della crescita.

• Mantenimento omeostasi → regolano: fluidi corporei, elettroliti, pressione sanguigna, frequenza cardiaca, equilibrio acido-basico, temperatura corporea, massa ossea, massa muscolare, massa grassa.
• Produzione, utilizzo, immagazzinamento energia →

- Anabolismo => insulina => riserve di glicogeno e grasso.

- Catabolismo => glucagone => mobilizzazione di glicogeno, aminoacidi e acidi grassi.

Ormoni tropici

Per ormoni tropici si intende ormoni che regolano produzione e secrezione di un ormone da parte di un’altra ghiandola endocrina, ad esempio, l’adenoipofisi che produce TSH che stimola la tiroide a produrre ormoni tiroidei. In assenza di TSH la tiroide si atrofizza. L’ormone tiroideo agisce su tessuti bersaglio non endocrini: non è un ormone tropico.

Gli ormoni sono messaggeri chimici secreti nel plasma da cellule specializzate.

Azione degli ormoni sulle cellule bersaglio:

• Controllo velocità delle reazioni enzimatiche.
• Controllo del trasporto delle molecole attraverso la membrana.
• Controllo dell’espressione genica e della sintesi proteica.

Gli ormoni sono secreti da ghiandole endocrine, cellule esocrine isolate, neuroni e cellule del sistema immunitario per poi andare nel torrente circolatorio. Ci sono però anche gli ecto-ormoni, ferormoni, che non vanno in circolo ma vanno all’esterno e sono importanti per la relazione con individui della stessa specie.

Classificazione del sistema di comunicazione ormonale

Abbiamo 4 sistemi di comunicazione riguardanti gli ormoni:

• Sistemico → l’ormone è sintetizzato e poi immagazzinato nelle cellule di una ghiandola endocrina in una vescicola. In seguito allo stimolo l’ormone viene rilasciato in circolo e va alle cellule target dove avviene la trasduzione del segnale che scatena una risposta, viene poi inviato un feedback alla ghiandola endocrina.

Es. ipotalamo viene stimolato dall’esterno, produce ormoni che vanno nel circolo ipotalamo-ipofisario e gli ormoni da qui vengono rilasciati nell’adenoipofisi, o ipofisi anteriore, che stimoleranno la produzione di un altro ormone che entrerà in circolo.

• Paracrino → la distanza tra la cellula di secrezione e la cellula target è molto ridotta, ad esempio con il testosterone.
• Autocrino → la cellula secernente l’ormone e la cellula target sono la stessa cellula ad esempio con le prostaglandine.
• Neurotrasmettitori → acetilcolina e noradrenalina si comportano come ormoni paracrini.

Gli ormoni esercitano la loro azione a concentrazioni molto basse, nanomolari o picomolari: si legano ai recettori nelle cellule bersaglio e scatenano la risposta biochimica. Uno stesso ormone può agire su diversi tessuti a condizione che abbiamo i recettori adatti, può esercitare effetti diversi in diversi tessuti e può non provocare effetti in alcune cellule. L’attività degli ormoni inoltre deve avere durata limitata.

Caratteristiche della funzione endocrina:

• Una singola ghiandola endocrina può produrre più di un ormone, es. tiroide produce ormone tiroideo e calcitonina.
• Un singolo ormone può essere secreto da più di una ghiandola endocrina, somatostatina che viene prodotta nell’ipotalamo, ma anche dal pancreas.

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• Un singolo ormone ha più di una cellula bersaglio.
• La velocità di secrezione varia in modo ciclico nel tempo → coordinazione temporale delle varie funzioni del tempo, es. cortisolo prodotto al mattino per avere più energia o al contrario di notte negli animali notturni.
• Un singolo tipo di cellula bersaglio può essere influenzata da più di un ormone, es. cellula stimolata sia da insulina che glucagone.
• Lo stesso messaggero chimico può agire sia da ormone sia da neurotrasmettitore, noradrenalina, adrenalina.
• Alcuni organi hanno esclusivamente funzione endocrina, altri no.

Poiché gli effetti degli ormoni sono proporzionali alla loro concentrazione ematica le concentrazioni degli ormoni devono essere regolate secondo le esigenze omeostatiche.

La concentrazione plasmatica dell’ormone biologicamente attivo dipende da: l’ormone biologicamente attivo è libero e si trova nel plasma, se si trova legato alle proteine plasmatiche è inattivo ed è in trasporto. La componente libera va in parte alle cellule bersaglio a scatenare la risposta, il resto viene metabolizzato ed eliminato.

Classificazione degli ormoni

Gli ormoni s