Appunti di Fisiologia sul sistema endocrino

Sistema endocrino

Per comunicare le cellule usano diversi metodi.

1. Inviarsi delle molecole: ormoni -> sistema endocrino.
2. Inviarsi impulsi elettrici -> sistema nervoso.

Sistema neuroendocrino.

Insieme di cellule che producono queste molecole sono le ghiandole.

Ghiandole esocrine -> stanno nel tessuto epiteliale.

I secreti vanno fuori dal sangue, possono essere sia fuori che dentro al corpo.

Ghiandole endocrine -> gli ormoni vengono rilasciati nel sangue.

Ipofisi, ghiandola pituitaria, tiroide, pancreas, funzione sia esocrina che endocrina, ghiandole surrenali, ovario/testicoli.

Gli ormoni

Hanno natura proteica o lipidica.

Ormoni idrosolubili -> molecole polari derivate da proteine.

Non attraversano la membrana plasmatica -> ci sono dei recettori.

Si lega a un recettore proteico che possiede due copie di due subunità diverse, a e b.

L'ormone si lega al recettore e la subunità b cambia forma trasformandosi in una proteina chinasi, la quale lega un gruppo fosfato a proteina bersaglio.

Questa mette in moto una serie di reazioni che portano ad una risposta della cellula, es demolizione glicogeno in glucosio.

Ormoni liposolubili -> cortisolo e altri steroidi.

Simile al testosterone, deriva dal cortisolo.

Molecole cicliche, con altre catene idrocarburiche: non hanno struttura del trigliceridi ma sono apolari.

Essendo un lipide l'ormone attraversa la membrana cellulare.

Si lega ad un recettore, proteina, fatto a due pezzi.

Si forma il complesso ormone-recettore.

Il recettore attivato entra nel nucleo.

Il complesso ormone-recettore si lega a specifici siti del DNA.

Attiva la trascrizione di alcuni geni in molecole di mRNA.

Induce quindi alla sintesi di una nuova proteina.

Anche animali e piante producono ormoni.

Fitormoni: influenzano crescita, differenziazione e sviluppo.

Es etilene, C2H4, induce alla maturazione.

Ne hanno alcuni che rilasciano nell'ambiente: ferormoni, di tipo gassoso o liquido.

Es per attirare i maschi per l'accoppiamento o per marcare il territorio.

Le cellule endocrine sono indotte a produrre ormoni da tre tipi di stimoli:

• Altri ormoni in circolo.
• Sostanze chimiche, variazione delle concentrazioni.
• Stimoli nervosi provenienti dal sistema nervoso autonomo.

Sistema endocrino

Per comunicare le cellule usano diversi metodi.

1. Inviarsi delle molecole: ormoni -> sistema endocrino.
2. Inviarsi impulsi elettrici -> sistema nervoso.

Sistema neuroendocrino.

Insieme di cellule che producono queste molecole sono le ghiandole.

Ghiandole esocrine -> stanno nel tessuto epiteliale.

I secreti vanno fuori dal sangue, possono essere sia fuori che dentro al corpo.

Ghiandole endocrine -> gli ormoni vengono rilasciati nel sangue.

Ipofisi, ghiandola pituitaria, tiroide, pancreas, funzione sia esocrina che endocrina, ghiandole surrenali, ovario/testicoli.

Gli ormoni

Hanno natura proteica o lipidica.

Ormoni idrosolubili -> molecole polari derivate da proteine.

Non attraversano la membrana plasmatica -> ci sono dei recettori.

Si lega a un recettore proteico che possiede due copie di due subunità diverse, a e β.

L'ormone si lega al recettore e la subunità β cambia forma trasformandosi in una proteina chinasi, la quale lega un gruppo fosfato a una proteina bersaglio.

Questa mette in moto una serie di reazioni che portano ad una risposta della cellula, es demolizione glicogeno in glucosio.

Ormoni liposolubili -> cortisolo e altri steroidi.

Simile al testosterone, deriva dal cortisolo.

Molecole cicliche, con altre catene idrocarburiche: non hanno struttura del trigliceridi ma sono apolari.

Essendo un lipide l'ormone attraversa la membrana cellulare.

Si lega ad un recettore, proteina, fatto a due pezzi.

Si forma il complesso ormone-recettore.

Il recettore attivato entra nel nucleo.

Il complesso ormone recettore si lega a specifici siti del DNA.

Attiva la trascrizione di alcuni geni in molecole di mRNA.

Induce quindi alla sintesi di una nuova proteina.

Anche animali e piante producono ormoni.

Fitormoni: influenzano crescita, differenziazione e sviluppo.

Es etilene, C2H4, induce alla maturazione.

Ne hanno alcuni che rilasciano nell'ambiente: ferormoni, di tipo gassoso o liquido.

Es per attirare i maschi per l'accoppiamento o per marcare il territorio.

Le cellule endocrine sono indotte a produrre ormoni da tre tipi di stimoli:

• Altri ormoni in circolo.
• Sostanze chimiche, variazione delle concentrazioni.
• Stimoli nervosi provenienti dal sistema nervoso autonomo.

Ipotalamo e ipofisi o ghiandola pituitaria

L'ipotalamo fa parte del sistema nervoso centrale ed è strettamente legato all'ipofisi.

Una delle principali ghiandole endocrine.

Riceve dai nervi informazioni sulle condizioni interne ed esterne e risponde inviando opportuni segnali nervosi o ormonali.

Gli ormoni secreti dall'ipotalamo controllano direttamente l'ipofisi.

L'ipofisi è divisa in due parti:

• Lobo posteriore o neuroipofisi.
• Non ci sono vasi sanguigni.
• Pieno di connessioni nervose, assoni.
• Lobo anteriore o adenoipofisi.
• Molto vascolarizzato.
• Cellule endocrine che producono ormoni.

Adenoipofisi anteriore

Adenoipofisi, anteriore, comanda altre ghiandole.

Ormone della crescita o somatotropina, GH.

Stimola la crescita delle cellule, aumenta il metabolismo.

Prodotto in grande quantità fino alla pubertà poi la concentrazione cala molto.

Nanismo ipofisario: in fase di crescita non viene prodotto abbastanza GH.

Possono essere introdotti artificialmente.

Gigantismo: prodotti più ormoni del normale.

Se c'è un eccesso anche in età adulta le cellule non li ricevono ugualmente.

Acromegalia: mandibola e mani continuano a crescere.

Gonadotropine che agiscono sulle gonadi, testicoli e ovaie.

Ormone lutenizzante, LH.

Stimola la produzione di testosterone, maschi, e di estrogeni e progesterone, femmine.

Determina la rimanizzazione del corpo luteo dopo l'espulsione dell'ovulo.

Ormone follicolo stimolante, FSH.

Stimola la produzione di cellule uovo e spermatozoi.

Prolattina, PRL: stimola la produzione di latte.

ACTH, ormone adrenocorticotropo: controlla le ghiandole surrenali.

Secrezione di glicocorticoidi.

TSH, ormone tireotropo: stimola la tiroide.

Endorfine: funzione analgesica ed eccitante.

Neuroipofisi posteriore

Neuroipofisi, posteriore.

Ossitocina.

Induce contrazioni uterine durante il parto e anche dopo per consentire all'utero di assumere la forma e le dimensioni originarie.

Responsabile della fuoriuscita di latte attraverso i dotti galattofori.

Ormone antidiuretico o vasopressina, ADH.

Riassorbimento dell'acqua da parte dei reni.

Incremento della pressione sanguigna.

Acqua va nei vasi e aumenta la pressione.

Sintesi inibita da situazioni ambientali, freddo, o sostanze, alcol.

Feedback positivo e negativo -> autoregolazione

L'ipotalamo controlla ipofisi sintetizzando peptidi detti fattori di rilascio.

Agiscono stimolando o inibendo la secrezione di ormoni da parte dell'adenoipofisi.

L'ipotalamo controlla la secrezione ipofisaria di ormoni che stimolano la sintesi di ormoni da parte di tiroide, corticale surrenale e gonadi.

Feedback positivo: più le ghiandole vengono stimolate più ormoni producono.

Feedback negativo: quando nel sangue aumenta la concentrazione degli ormoni prodotti dalle ghiandole bersaglio, ipotalamo e ipofisi diminuiscono la produzione di ormoni e di conseguenza anche le altre ghiandole.

Inibizione per diminuire la produzione dell'ormone da parte di ipofisi e ipotalamo.

Epifisi o ghiandola pineale

Detto "terzo occhio".

L'epifisi è una piccola ghiandola posta al centro del cervello e secerne l'ormone melatonina.

Nei vertebrati è coinvolta nel fotoperiodismo, ovvero l'insieme dei cambiamenti associati alla variazione di durata del dì e della notte.

Negli esseri umani regola i ritmi circadiani.

Segnali nervosi luminosi raccolti dalla retina inducono l'epifisi a regolare i ritmi di sonno e veglia.

Epifisi fa da sensore per onde elettromagnetiche.

L'assenza totale di luce naturale porta a non percepire lo scorrere del tempo.

Non si può vivere in assenza di luce.

Es. astronauti regolano il ciclo artificialmente assumendo melatonina.

Tiroide e paratiroidi

La tiroide è una ghiandola endocrina a forma di farfalla posta tra laringe e trachea.

Secreta tre ormoni: la tiroxina, T4, la triiodotironina, T3, e la calcitonina.

Forma inattiva della T3.

T3:

• Stimola la produzione di ATP.
• Aumenta la produzione di calore, temperatura corporea.
• Stimola la sintesi proteica e il consumo di glucosio e acidi grassi.
• Influenza lo sviluppo scheletrico e nervoso.
• Accelera il metabolismo.

Abbassamento di glicemia e temperatura corporea inducono ipotalamo a secernere il fattore di rilascio TRH che stimola la produzione di TSH da parte dell'adenoipofisi.

Tiroide risponde rilasciando T3 e T4.

Meccanismo regolato da un feedback negativo.

Tessuto costituito da cellule follicolari che circondano i follicoli e le cellule C.

Cellule follicolari producono tireoglobulina, glicoproteina, che si accumula nei follicoli.

Quando viene stimolata dai TSH le cellule follicolari riassorbono la tireoglobulina per endocitosi e la scindono in T3 e T4.

Perché T3 e T4 si leghino alle cellule bersaglio è necessario lo iodio.

Ipertiroidismo

Ipertiroidismo: eccessiva produzione di T3 e T4 provoca:

• Ingrossamento della tiroide.
• Insonnia.
• Eccitabilità.
• Iperattività.
• Aumento della frequenza cardiaca e della pressione arteriosa.
• Intolleranza al caldo.
• Eccessiva sudorazione.
• Aumento dell'appetito ma perdita di peso.
• Tremori.
• Esoftalmo, occhi sporgenti.

Cause:

• Formazione di noduli.
• Infiammazione della tiroide, tiroidite.
• Secrezione da parte di cellule tumorali di sostanze simili al TSH.
• Stimolano eccessivamente la tiroide.

Curato generalmente con farmaci che inibiscono l'attività della tiroide o con l'asportazione chirurgica di parte della ghiandola iperattiva.

Ipotiroidismo

Ipotiroidismo: non vengono prodotte quantità sufficienti di ormoni.

Provoca un generale rallentamento del metabolismo.

Pericoloso se avviene durante l'infanzia perché può portare a deficienza mentale permanente, cretinismo, difetti della parola e dell'udito, disordini della stazione eretta e dell'andatura, obesità, nanismo.

Causato da una carenza alimentare di iodio.

Ne soffre particolarmente chi vive lontano dal mare.

In età adulta può derivare da una malattia autoimmune: tiroide di Hashimoto.

Sistema immunitario produce anticorpi che attaccano la tiroide.

In genere la cura consiste nella somministrazione di farmaci contenenti un ormone sintetico.

La produzione ridotta di ormoni tiroidei costringe l'ipofisi a produrre più TSH al fine di stimolare la tiroide.

Ciò può portare all'ipertrofia della tiroide stessa determinando l'ingrossamento della ghiandola, detto gozzo.

Calcitonina, paratormone e vitamina D

Un altro ormone tiroideo è la calcitonina che regola il metabolismo del calcio.

Ioni calcio sono coinvolti in numerosi processi come la coagulazione del sangue, la contrazione muscolare e la trasmissione dell'impulso nervoso.

Calcemia: concentrazione di ioni calcio nel sangue, valori standard sono 9-11 mg/dl.

La calcitonina ha il compito di far diminuire la calcemia stimolando l'assorbimento del calcio da parte delle ossa, inibendo l'assimilazione a livello intestinale e il riassorbimento renale.

Sulla faccia anteriore della tiroide sono presenti quattro ghiandole paratiroidi.

Producono il paratormone, PTH o ormone paratiroideo.

Agisce in antagonismo all'ormone calcitonina aumentando la concentrazione degli ioni calcio nel sangue.

Oltre all'azione di questi due ormoni, il metabolismo del calcio è legato anche all'azione della vitamina D.

Si trova nella pelle in forma inattiva e viene attivata grazie all'azione dei raggi solari.

Se l'azione del sole non è sufficiente il paratormone stimola i reni a trasformare la vitamina D nella sua forma attiva, il calcitriolo, che aumenta il riassorbimento intestinale del calcio.

Si comporta come un ormone lipidico, nel nucleo stimola la trascrizione delle proteine trasportatrici del calcio.

Carenza di vitamina porta a patologie del sistema scheletrico.

Es. rachitismo, curvatura delle ossa, nell'infanzia.

Ossa fragili che si spezzano, da adulti.

Ghiandole surrenali

Ghiandole situate sopra ai reni.

Divise in due porzioni che secernono ormoni differenti.

Corticale surrenale esterna

Corticale surrenale, esterna, utilizza il colesterolo per produrre tre categorie di ormoni.

Mineralcorticoidi: omeostasi idrico-salina.

Aldosterone regolazione delle concentrazioni ioniche, soprattutto sodio e potassio.

Aumento di aldosterone determina maggiore riassorbimento degli ioni sodio da parte dei reni.

Carenza provoca un'eccessiva eliminazione di sodio attraverso l'urina.

Porta a perdita di acqua e riduzione della pressione sanguigna.

Glucocorticoidi: favoriscono le attività di cuore e cervello in caso di carenze energetiche e mantengono alta la glicemia.

Produzione stimolata dall'ACTH, adrenocorticotropo.

Cortisolo promuove la formazione di glucosio a partire da proteine e grassi.

Ne riduce l'utilizzo da parte di molte cellule tranne del cervello e del cuore.

Livello aumenta in caso di stress.

Ormone ACTH usato per il doping perché aumenta produzione di cortisolo, +glucosio, +energia.

Colesterolo, lipide.

Cortisolo.

Sono simili.

Steroidi sessuali prodotti in minima quantità, maggior parte prodotta dalle gonadi.

Perlopiù ormoni androgeni e minor percentuale di estrogeni.

Midollare surrenale interna

Midollare surrenale, interna.

Produce principalmente catecolamine.

Dopamina: mediatore chimico implicato nella trasmissione dell'impulso nervoso nelle sinapsi del SNC.

Adrenalina e noradrenalina:

• Accelerano e potenziano il battito cardiaco.
• Aumentano la pressione sanguigna.
• Stimolano la ventilazione polmonare e la dilatazione delle vie respiratorie, es situazioni di pericolo.
• Aumentano la glicemia.
• Stimolano il glucagone a scindere il glicogeno liberando glucosio nel sangue.

Si comportano sia come ormoni che come neurotrasmettitori.

Gonadi

Gonadi.

Ghiandole da cui sono secreti gli ormoni sessuali.

Testicoli producono ormoni androgeni, tra cui il testosterone.

Ovaie producono gli steroidi femminili, progesterone e estrogeni.

Ormoni determinano il dimorfismo sessuale che caratterizza maschi e femmine e garantiscono la produzione di gameti.

Durante il secondo mese di gestazione si differenziano i caratteri sessuali primari.

In presenza di androgeni si formano pene e scroto, in loro assenza si sviluppano organi genitali femminili.

Natura comune delle morfologie dei genitali.

Stesse strutture che si formano in presenza o meno di androgeni.

Anche le femmine producono testosterone ma viene convertito in estradiolo dall'enzima aromatasi.

Non presente nei maschi perché l'informazione non è presente nel cromosoma Y.