Endocrinologia

Endocrinologia

Endocrinologia: scienza che studia le ghiandole a secrezione interna, i loro prodotti (ormoni) e gli effetti di questi sull’organismo, nella fisiologia e nella patologia. È costituito da diverse ghiandole in varie parti del corpo:

• Ipotalamo
• Ipofisi
• Tiroide
• Paratiroide
• Surreni
• Reni
• Isole pancreatiche
• Ovaio
• Testicolo

Le ghiandole endocrine controllano molte funzioni del corpo sintetizzando specifiche sostanze dette ormoni. Il termine ormone indica una sostanza che, prodotta da una cellula endocrina, viene rilasciata nel circolo sanguigno ed evoca risposte funzionali in cellule distanti dalla sua sede di produzione.

Alcuni ormoni agiscono sulle cellule immediatamente circostanti (comunicazione paracrina). In altri casi interagiscono con la stessa cellula che li produce (comunicazione autocrina).

Ormone = messaggero chimico.

Classificazione degli ormoni

Gli ormoni sono classificati in relazione alla struttura chimica:

• Peptidi
• Derivati dagli amminoacidi
• Derivati dai lipidi

I derivati degli amminoacidi comprendono le catecolamine della midollare e del surrene e gli ormoni tiroidei.

Gli ormoni peptidici sono codificati dai geni, modificati dal Golgi e comprendono l’insulina e il GH. Sono idrosolubili.

Gli ormoni glicoproteici sono glicoproteine dell’ipofisi anteriore composte da una sub-unità alfa comune e da una beta specifica.

Gli ormoni steroidei derivano dal colesterolo mediante tappe enzimatiche. Sono liposolubili.

Recettori ormonali

I recettori ormonali sono localizzati sulla membrana plasmatica o all’interno della cellula in relazione alla struttura chimica dell’ormone che non può attraversare la membrana (peptide), si lega a recettori localizzati sulla membrana plasmatica, mentre quello che diffonde attraverso la membrana plasmatica all’interno della cellula (steroidi) riconosce i recettori intracellulari.

Il risultato dell’azione di un ormone dipende da numerosi fattori che sono:

• Concentrazione dell’ormone
• Numero di recettori
• Durata dell’esposizione dell’ormone
• Intervalli fra esposizioni successive
• Condizioni intracellulari
• Contemporanea azione di ormoni sinergici o antagonisti

Gli ormoni agiscono su organi bersaglio in tutto il corpo.

Controllano e coordinano:

• Omeostasi
• Riproduzione
• Crescita e sviluppo
• Metabolismo
• Risposta allo stress

Controllo della secrezione ormonale

Con il termine secrezione ormonale si indica la sintesi e il rilascio in circolo di un determinato ormone. I livelli plasmatici ormonali oscillano nel corso della giornata con modalità specifiche per ciascun ormone. Tale variabilità di secrezione è determinata dall’integrazione di meccanismi di controllo multipli (ormonali, neurali, nutrizionali e ambientali).

Controllo ormonale

Un ormone secreto da una ghiandola endocrina è frequentemente sotto il controllo di un altro ormone. Quando tale controllo è di tipo stimolatorio si parla di ormone tropinico.

Un ormone può anche inibire la secrezione di un altro ormone.

Il meccanismo di feedback

Il feedback, o meccanismo di retroregolazione, è un sistema mediante il quale gli ormoni controllano gli effetti biologici che essi determinano e questi, a loro volta, regolano la secrezione dell’ormone stesso. Il sistema di feedback consiste in un flusso bidirezionale continuo di informazioni tra la sede di produzione dell’ormone e il tessuto bersaglio. Il feedback viene definito positivo o negativo a seconda che provochi una stimolazione o un’inibizione dall’azione ormonale e lungo, corto o ultracorto a seconda della distanza che intercorre tra l’ormone e il tessuto bersaglio. Il feedback portando è fondamentale per mantenere l’omeostasi.

Meccanismi di patologia endocrina

• Ridotta produzione ormonale
• Eccessiva produzione ormonale
• Produzione di ormoni anomali
• Resistenza dell’azione ormonale
• Anomalie del trasporto ormonale
• Anomalie del metabolismo ormonale
• Anomalie del metabolismo ormonale

L’ipotalamo

Regione cerebrale coinvolta nella regolazione delle risposte dei diversi organi che partecipano al mantenimento dell’omeostasi. Controlla: dispendio energetico, peso corporeo, sete, pressione arteriosa, ritmo sonno-sveglia. Controlla la funzione della ghiandola ipofisaria.

Produce ormoni che vengono immagazzinati e rilasciati dall’ipofisi posteriore.

• ADH: regola il riassorbimento renale di acqua
• Ossitocina: stimola la contrazione uterina

Ipofisi

Piccola ghiandola localizzata nella base cranica. La funzione primaria è quella di controllare altre ghiandole endocrine. È sotto il controllo ipotalamico.

Due aree strutturalmente e funzionalmente distinte:

• Ipofisi anteriore (adenoipofisi)
• Ipofisi posteriore

Ipofisi anteriore (adenoipofisi) produce: ormone tireostimolante (TSH), che regola la crescita e la funzione della tiroide; prolattina (PRL), stimola lo sviluppo mammario; ormone della crescita (GH), stimola la crescita di tutti gli organi.

Ipofisi posteriore produce: ormone antidiuretico (ADH), regola il riassorbimento renale; ossitocina, che stimola la contrazione uterina.

L’ormone della crescita (GH)

Ormone peptidico sintetizzato dalle cellule somatotrope che rappresentano il 50% delle cellule ipofisarie. Costituito da 191 aminoacidi. Viene secreto in modo pulsatile con picchi ogni 3-4 ore; la maggior parte della secrezione avviene durante il sonno.

GH: azioni biologiche

Il GH esercita i suoi effetti sia direttamente che indirettamente stimolando la sintesi dei fattori di crescita insulino-simile (IGF-1 e IGF-2).

• L’IGF-2 viene prodotto dal fegato e, in misura minore, dai condrociti.
• Stimola la crescita longitudinale, prima della saldatura delle cartilagini epifisarie, inducendo la neoformazione ossea e cartilaginea.
• Induce iperplasia e ipertrofia di molti organi e tessuti.

GH ed esercizio fisico

L’esercizio acuto aumenta la secrezione di GH, tanto più precocemente quanto maggiore è la sua intensità. La risposta è proporzionale a intensità e durata dell’esercizio.

• L’aumento inizia dopo 10 minuti e può raggiungere anche 100 volte i valori basali.
• Uno sforzo prolungato, maggiore di 4 ore, determina anche un incremento dei picchi notturni.
• L’aumento è più spiccato nei soggetti prepuberi.

Fattori che influenzano la risposta del GH all’esercizio fisico

• Idratazione: un’elevata sudorazione e disidratazione riducono l’incremento del GH.
• Dieta e temperatura: un pasto iperlipidico e basse temperature ambientali possono ridurre la risposta del GH all’esercizio.
• Composizione corporea: un’elevata percentuale di grasso corporeo può essere associata ad un ridotto incremento di GH dopo stress fisico.
• Età: la risposta acuta del GH all’esercizio aerobico e di resistenza si riduce con l’età.

L’eccesso di GH determina ipertrofia muscolare, facilita la lipolisi.

Effetti avversi di dosi sovrafisiologiche di GH

• Ritenzione idrica con edemi
• Dolori muscolari e articolari, sindrome del tunnel carpale
• Ipersudorazione
• Aumento dei valori pressori

Accrescimento somatico

• È un processo fisiologico che inizia con il concepimento e termina con la pubertà con il raggiungimento della statura definitiva.
• Si distinguono una fase prenatale e una postnatale.
• L’accrescimento è il risultato dell’interazione di numerosi fattori intrinseci (endocrini, metabolici) ed estrinseci (nutrizionali, socio-culturali) e del potenziale di crescita determinato geneticamente.

Accrescimento scheletrico

• È determinante per il raggiungimento della statura finale.
• È causato da due tipi di ossificazione: endocondrale (ossa lunghe) e membranosa (mandibola, clavicola, spinose vertebrali).
• A livello della cartilagine di accrescimento i condrociti producono una matrice cartilaginea composta da mucopolisaccaridi e proteine, successivamente la matrice calcifica, quindi viene gradualmente riassorbita e sostituita da tessuto osseo.

Nanismo acondroplastico

• Malattia genetica caratterizzata da mancato sviluppo della cartilagine di accrescimento delle ossa lunghe degli arti
• Nanismo disarmonico
• Testa grande e arti corti e tozzi
• Lassità nelle articolazioni
• Non esiste terapia

Doping da GH

• L’uso del GH è in crescita a livello amatoriale e giovanile, nonostante gli effetti negativi derivanti dal suo impiego.
• L’aumento dei valori dell’emoglobina potrebbe comportare un miglioramento dell’efficienza del sistema cardiovascolare, particolarmente importante, ad esempio, nel nuoto e nel ciclismo.

Doping combinato

• Testosterone: con il GH potenzia la sintesi proteica e la lipolisi.
• Insulina: secreta dal pancreas. Regola l’assunzione di glucosio. Aumenta la funzione anabolica e anticatabolica, la sintesi proteica e l’azione dell’IGF-1.

Gigantismo

• L’eccessiva crescita lineare causata da ipersecrezione di GH prima della pubertà.
• L’ipersecrezione di GH è causata da adenomi ipofisari.
• La crescita è armonica, ma nel 30-40% dei casi si possono riscontrare ingrossamento del volto, delle mani e dei piedi e visceromegalia.

Acromegalia

• Malattia ad andamento cronico e progressivo caratterizzata da crescita del tessuto connettivo ed osseo, specie nelle parti distali e nel cranio, causata da ipersecrezione di GH dopo la pubertà.
• Si caratterizza per alterazioni fisiche e metaboliche.

Clinica

Modificazioni somatiche osteoarticolari:

• Ingrandimento acrale
• Ispessimento dei tessuti molli in mani e piedi
• Modificazione della voce
• Cifosi
• Dolori articolari
• Tunnel carpale

Sistema riproduttivo maschile

È costituito da:

• Testicolo
• Vasi deferenti
• Dotti eiaculatori
• Pene
• Prostata
• Ghiandole bulbouretrali

Funzioni

La differenziazione sessuale intrauterina, la maturazione sessuale, la spermatogenesi e la riproduzione sono funzioni del sistema riproduttivo maschile sotto regolazione endocrina.

Funzioni del testicolo

• Produzione di spermatozoi
• Sintesi di testosterone
• Fertilità
• Caratteristiche sessuali maschili

Queste funzioni assicurano differenziazione e mantenimento delle caratteristiche sessuali maschili.

Testicolo: anatomia funzionale

È costituito da due compartimenti strutturali distinti: compartimento delle cellule interstiziali, cellule di Leydig, cellule germinali e cellule di Sertoli.

Il compartimento delle cellule di Leydig e delle cellule germinali e cellule di Sertoli è responsabile delle due principali funzioni testicolari. I due compartimenti sono rappresentati rispettivamente dalla produzione di androgeni e di spermatozoi.

La parete dei tubuli seminiferi è costituita da cellule germinali in vari stadi di maturazione, intercalate a cellule di Sertoli.

Cellule di Sertoli

Le cellule di Sertoli sostengono e proteggono le cellule germinali in via di differenziazione e svolgono un ruolo.

Le cellule di Sertoli sostengono e proteggono le cellule germinali in via di differenziazione e svolgono un ruolo metabolico fornendo lipidi, glicogeno e lattato alle cellule germinali che sono incapaci di utilizzare direttamente il glucosio. Inoltre, intervengono nella regolazione endocrino-funzionale delle varie fasi della spermatogenesi mediante la produzione di molecole altamente specializzate come l’Androgen Binding Protein (ABP), l’inibina e altre sostanze proteiche.

Cellule di Leydig

Costituiscono il 5% del volume testicolare totale.

• Producono androgeni, in particolare testosterone, necessari per indurre la differenziazione sessuale dei genitali esterni.

Asse ipotalamo-ipofisi-testicolo

A livello ipotalamico viene rilasciato il GnRH che stimola l’ipofisi a produrre le gonadotropine FSH e LH.

• Nei testicoli l’LH si lega a specifici recettori di membrana delle cellule di Leydig e stimola la produzione di testosterone.

L’FSH si lega a specifici recettori di membrana delle cellule di Sertoli e stimola la secrezione testicolare e di una varietà di proteine con diverse ed importanti funzioni per la spermatogenesi.

• Il testosterone è in grado di inibire la secrezione di LH prevalentemente attraverso l’azione a livello ipotalamico dove riduce la frequenza e l’ampiezza dei picchi di GnRH.
• L’inibina, prodotta dalle cellule di Sertoli, agisce direttamente a livello ipofisario dove inibisce selettivamente la secrezione dell’FSH.

Androgeni testicolari

• Il principale prodotto della secrezione ormonale testicolare è rappresentato dal testosterone; il testicolo produce inoltre, in minor quantità, androstenedione, deidroepiandrosterone, diidrotestosterone (DHT) ed estradiolo (E2).

Metabolismo del testosterone

• La maggior parte del testosterone plasmatico viene captata e metabolizzata a livello epatico con formazione di numerosi metaboliti inattivi che vengono escreti nelle urine.
• Una piccola frazione del