Endocrinologia

Endocrinologia

Il sistema endocrino

Il sistema endocrino è uno dei più importanti sistemi di comunicazione dell'organismo umano. È composto da cellule che secernono o producono ormoni. Queste cellule possono essere organizzate in ghiandole endocrine o cellule singole o di un tessuto. Si dà il nome di ghiandole endocrine o a secrezione interna a quelle ghiandole, prive di condotti escretori, che versano il loro prodotto di secrezione, denominato ormone, direttamente nel sangue o nello spazio interstiziale. L'ormone si lega allo specifico recettore della cellula bersaglio.

Ormone

ORMONI → Sono molecole di varia natura chimica in grado di evocare una risposta specifica in cellule sensibili, chiamate cellule bersaglio. L'interazione con la cellula bersaglio è mediata da recettori specifici (chiave/serratura biologica) che innescano una serie di eventi intracellulari atti ad attivare o inibire determinate attività (metaboliche, contrattili, proliferazione ecc.). Si forma così un complesso ormone-recettore il quale attiva dei processi intracellulari che producono l'effetto biologico per cui l'ormone è stato prodotto.

Percorso dell'ormone

L'ormone entra nel sangue tramite le ghiandole e fa un percorso nel torrente circolatorio per arrivare alla cellula bersaglio:

• Ormone entra in circolo a livello dei capillari
• Passa nelle venule
• Vena cava superiore
• Atrio destro
• Ventricolo destro
• Arteria polmonare
• Capillari alveolari
• Atrio sinistro
• Ventricolo sinistro
• Aorta da qui gli ormoni vanno in tutti i capillari del corpo!

(Il termine endocrinologia significa secernere dentro, inteso come ormone che arriva in tutto il corpo attraverso il sangue) Ad oggi si complica perché esistono diversi tipi di ormoni:

Tipi di azioni ormonali

• Azione o secrezione ENDOCRINA: L'ormone, secreto dalla cellula endocrina, raggiunge lo spazio interstiziale, passa al livello dei capillari poiché sono i vasi sanguigni più piccoli (composti da una singola cellula), veicolato dal sangue, raggiunge le cellule bersaglio a grandi distanze (su tutto il corpo).
• Azione o secrezione PARACRINA: L'ormone viene veicolato dal liquido interstiziale (non entra nel sangue) e raggiunge cellule poste nelle immediate vicinanze.
• Azione o secrezione AUTOCRINA: L'ormone agisce sulla cellula bersaglio che l'ha prodotta. Serve principalmente come funzione inibitoria di controllo sulla secrezione, infatti è un sistema di autocontrollo cellulare.

Specificità e trasporto ormonale

La specificità dell'azione ormonale è determinata dalla presenza, nei tessuti bersaglio, di recettori ormonali specifici, che hanno il duplice compito di riconoscere e legare specificatamente l'ormone e di trasmettere l'informazione ormonale alle strutture post-recettoriali in grado di modulare le funzioni cellulari. Concetto di sensibilità cioè che la cellula può rispondere all'ormone perché ha i suoi recettori. Non esiste una cellula che non sia sensibile a più ormoni.

È nei capillari che avviene il trasporto di sostanze. L'ormone passa dall'interstizio al sangue per un gradiente di concentrazione, differenza di concentrazione dove è prodotto e quindi c'è nell'interstizio al sangue dove non vi è ancora. Al termine del percorso gli ormoni arrivano ai capillari locali, sempre tramite un gradiente di concentrazione, fuoriescono dai capillari fino a raggiungere i recettori delle cellule bersaglio. Il gradiente di concentrazione va da dove la sostanza è più concentrata a dove lo è in minor quantità. Questo vale anche per i farmaci.

Altri tipi di secrezione

Vi sono altre due tipologie di secrezione:

• ESOCRINA: La prima è delle ghiandole che producono il loro secreto verso l'esterno. Un tipico esempio sono le ghiandole sudoripare, mammarie, lacrimali, salivari, sebacee ed il pancreas (ghiandola esocrina e endocrina).
• NEUROCRINA: Alcuni neuroni producono ormoni, cioè si comportano come vere e proprie cellule endocrine.

Quindi gli ormoni sono secreti dalle ghiandole endocrine e dalle cellule neurosecretrici, cambia la cellula che lo produce ma il meccanismo è lo stesso. Da una parte può essere la cellula endocrina di tipo epiteliale dall'altra un neurone. Steps: spazio interstiziale - capillare - recettore.

Differenze tra segnale paracrino e sinaptico

Il meccanismo si assomiglia solo che nel segnale sinaptico si parla di neurotrasmettitori mentre in quello paracrino di ormoni paracrini. Le sinapsi le troviamo su TUTTO il corpo umano, ovunque arrivi un neurone (visceri, vasi, arterie, muscoli). Una cellula può essere condizionata da tanti ormoni e lo stesso ormone può condizionare diverse cellule.

Un esempio di azione Paracrina è il testosterone, secreto dalle cellule di Leydig del testicolo, che stimola la spermatogenesi nei tubuli seminiferi adiacenti. Invece, la capacità dell'insulina, secreta dalle cellule B delle isole pancreatiche è quella di inibire l'ulteriore rilascio di insulina da parte delle stesse cellule, rappresenta un esempio di azione Autocrina. L'ormone può raggiungere ogni punto dell'organismo, ma ha poi azione solo sul recettore specifico.

Influenze del sistema endocrino

Il sistema endocrino influenza, condiziona e controlla:

• Funzioni del SNC e sfera psichica es. testosterone, ha un effetto sulla psiche: aggressività, aumento della libido (importante perché il sovrallenamento riduce il testosterone e quindi porta ad impotenza); aumento della tendenza alla dominanza; migliora l'orientamento spazio-temporale; diminuisce l'empatia (importante perché in natura il maschio non si presenta "debole" o "sensibile").
• Le risposte adattive metaboliche concentrazione di una sostanza = quantità di una sostanza rispetto ad un dato volume (rapporto unità di misura/ unità di volume). Glicemia = 80 mg/dl nel sangue. Lo zucchero è immagazzinato nel sangue è sotto forma di glicogeno. Quando l'organismo percepisce che la glicemia sta scendendo, il glicogeno epatico viene scisso per andare nel sangue poi al muscolo. Il glicogeno epatico viene scisso grazie a degli enzimi che si occupano della scissione e succede perché quando la glicemia si abbassa, aumentano degli ormoni che producono iperglicemizzanti che riportano sulla glicemia (es. glucagone). In un soggetto che fa attività è importante mantenere la glicemia alta perché se si abbassa troppo il SNC non viene garantito e non lavora bene a livello muscolare.
• Lo sviluppo e l'accrescimento (corporeo): es. peso (può variare per tanti motivi) e altezza (più fedele per una malattia cronica perché non può variare da un giorno all'altro) in un soggetto, anche il doping può inibire l'accrescimento.
• L'attività sessuale e riproduttiva: es. estrogeni, stimolano il comportamento motorio, testosterone.
• L'apparato cardiocircolatorio Fc, vasocostrizione, vasodilatazione. Esistono ormoni difficili da "ottenere" (anche da stress) che controllano questi valori. Per es. le Catecolamine che vengono prodotte in seguito a esercizio fisico intenso e inibiscono la performance.
• I metabolismi (glucidico, proteico, lipidico) tutti i processi chimici che possono interessare una sostanza (sintesi, scissione) compresi gli enzimi che catalizzano reazioni. Energy Availability (EA): energia necessaria a disposizione per l'attività muscolare. Relative Energy Deficit in Sport (RED-S).
• La crasi ematica (= composizione del sangue), per esempio i globuli rossi sono stimolati dagli ormoni prodotti dalla eritropoietina, prodotta a sua volta dal rene.
• Il sistema immunitario.
• L'equilibrio idrosalino (Na+, K+) e minerale (Ca, P).
• L'apparato osteo-artro-muscolare: ad esempio testosterone, estrogeni, ormone della crescita, calcitonina, vitamina D (svolge le sue funzioni in tutto il corpo). Gli ormoni che influenzano il trofismo del muscolo: estrogeni, GH, insulina, vitamina D, androgeni.
• Processi infiammatori.

Androgeni e endocrinologia applicata

Quali sono gli androgeni prodotti per primi nel maschio e femmina? DEAS, DEHA, formati dal surrene.

Endocrinologia applicata allo sport: capire il ruolo degli ormoni nelle attività motorie; il ruolo del sistema endocrino nelle risposte adattative all'esercizio fisico, ma anche all'inattività; capire gli effetti dell'esercizio sul sistema endocrino, si può guarire o peggiorare; esercizio fisico e accrescimento e sviluppo corporeo, contraccezione e gravidanza, climaterio e menopausa, invecchiamento, endocrinopatie; infine il doping con ormoni. Bisogna trovare la giusta misura adattata ad ogni individuo, in rapporto al periodo anche o all'età al sesso dell'individuo, il tutto per garantire la salute. Il rischio endocrino-metabolico di contrarre alcune malattie è indirettamente proporzionale alla quantità di attività fisica che un soggetto fa.

L'esercizio fisico senza sistema nervoso centrale e sistema endocrino-metabolico non si fa. Questi sono importantissimi per l'attività motoria (indipendentemente dall'apparato muscolare e cardiovascolare).

Il sistema endocrino

Il sistema endocrino comprende: SNC, ipotalamo-ipofisario, ghiandola pineale, tiroide e paratiroidi, timo, pancreas endocrino, ghiandole surrenali, gonadi maschili e femminili, sistema endocrino diffuso. Quest'ultima è un sistema in cui le cellule sono endocrine ma non sono vere e proprie ghiandole.

Tipi di cellule endocrine

Cellule endocrine isolate: sono disseminate in un altro tessuto, solitamente un epitelio, la cui attività principale non è necessariamente quella di natura endocrina. Si trovano per lo più negli apparati digerente, respiratorio e vie urinarie. Le cellule endocrine di tipo aperto possono percepire segnali chimici attraverso l'apice che si affaccia al lume o alla superficie. Un esempio sono le cellule G dello stomaco che producono gastrina, che sono provviste all'apice di un ciuffo di microvilli in grado di percepire il pH dell'ambiente.

Ghiandole endocrine di natura epiteliale: sono configurate come un organo solido, quindi hanno una struttura costituita da parenchima, stroma e capsula. Possono essere di tipo follicolare o cordonale a seconda di come le cellule si aggregano per formare la ghiandola.

Cellule endocrine di natura connettivale: hanno origine mesenchimale, sono sempre separate da una lamina basale e hanno l'aspetto tipico delle cellule steroidogenetiche (REL, mitocondri e liposomi). Si distinguono in:

• Cellule di Leydig, che producono testosterone.
• Cellule interstiziali dell'ovaio.
• Cellule della teca interna del follicolo ooforo. Producono androgeni che vengono trasformati in estrogeni dalle cellule della granulosa.
• Adipociti, che producono leptina, un ormone proteico che ha come bersaglio i centri ipotalamici che controllano fame e sazietà.

Cellule endocrine di natura nervosa: i neuroni dell'ipotalamo producono releasing o inhibiting factors (RF o IF) neuro-ormoni che arrivano all'adenoipofisi attraverso il sistema portale venoso ipofisario e stimolano o inibiscono la liberazione degli ormoni adenoipofisari, vasopressina (ADH) ed ossitocina. L'epifisi (o ghiandola pineale) origina dal neuroectoderma del diencefalo. I pinealociti producono l'ormone melatonina, che si pensa giochi un ruolo nella regolazione di funzioni fisiologiche che seguono un ritmo cardiaco e anche il sonno.

Cellule di natura muscolare: i miocardiociti atriali producono il peptide natriuretico atriale (che induce l'escrezione di ioni sodio e acqua a livello renale, incrementando il volume delle urine per diminuire quello ematico) e relassina, che incrementa la perfusione sanguigna del cuore e ne aumenta la forza di contrazione. Le cellule dell'arteriola afferente del glomerulo renale producono renina, un enzima proteolitico che trasforma l'angiotensinogeno (pro-ormone circolante inattivo) in angiotensina I, la quale viene a sua volta trasformata in angiotensina II nei polmoni. L'angiotensina II causa una marcata vasocostrizione e stimola il rilascio di aldosterone dalla corticale del surrene (che a sua volta aumenta la volemia), portando così ad un innalzamento della pressione sanguigna. Qui ci sono le principali ghiandole con i nomi dei principali ormoni. Ogni ormone può essere definito in vario modo, anche con nomi chimici.

Caratteristiche generali degli ormoni

Quasi tutti gli ormoni hanno recettori sul sistema nervoso centrale, per questo è molto sensibile agli ormoni. Se si assume testosterone agisce su tutto, cute e cellule nervose. Caratteristiche generali degli ormoni:

• Struttura chimica Ormone Legame proteico: gli ormoni possono viaggiare liberi o legati a proteine.
• Recettori specifici Ormone viaggiare liberi o legati a proteine.
• Biosintesi: l'ormone viene sintetizzato prima di essere buttato fuori.
• Legame recettori: a quale tipo di recettore si lega e dov'è localizzato l'ormone.
• Deposito: se esiste o meno un sistema di immagazzinamento da parte della cellula che ha prodotto l'ormone.
• Effetti biologici: le risposte specifiche di un ormone.
• Metabolismo: insieme dei processi che portano alla degradazione dell'ormone per ridurre i suoi effetti o trasformarlo.
• Distribuzione: dove viene distribuito l'ormone dopo essere stato secreto, localmente o a distanza.
• Eliminazione: tramite le vie escretrici.

Categorie di ormoni

Per semplificare li dividiamo in categorie in base alla loro composizione chimica:

• PEPTIDICI: è formato da una catena di amminoacidi (generalmente 9/10), anche a formare una vera e propria proteina (insulina, ormone della crescita).
• STEROIDEI: sono sostanze derivate da colesterolo. I principali sono gli ormoni sessuali (estradiolo, progesterone, testosterone in generale), la vitamina D, ormoni dello stress, cortisolo, aldosterone, ecc. Sono tutti prodotti dalle ghiandole o dal surrene o dalle gonadi.
• DERIVATI DA AMMINOACIDI: derivati dalla trasformazione degli amminoacidi, in diversi modi. Es. dalla tirosina diventa ormone tiroideo. Si modifica la sua composizione chimica, il suo disegno.

Biosintesi ormonale

Biosintesi ormoni proteici

Dal nucleo viene sintetizzato l'mRNA messaggero che passa nel citoplasma attraverso l'mRNA polimerasi dove viene letto al livello del reticolo endoplasmatico rugoso a livello dei poliribosomi dove viene formata la proteina (ormone) che attraverso le vescicole di trasporto passa all'apparato del Golgi dove vengono formati i granuli secretori che contengono l'ormone pronto. Quando arriva l'ordine di buttare fuori l'ormone, si apre la vescicola verso l'esterno attraverso un processo di esocitosi e la cellula libera l'ormone nello spazio interstiziale. E qui o va ad agire sulle cellule vicine con un'azione detta paracrina o entra nel sangue e svolge la sua azione endocrina a distanza.

Biosintesi ormoni steroidei

Dal colesterolo, precursore di tutti gli ormoni steroidei, attraverso vari enzimi che catalizzano l'azione, si formano altre strutture chimiche. Gli ormoni finali sono gli androgeni (il più importante è il testosterone), estrogeni (il più importante è l'estradiolo), glucocorticoidi (il più importante è il cortisolo), mineralcorticoidi (il più importante è l'aldosterone). Il testosterone è sintetizzato dalle cellule di Leydig e si trovano nel testicolo, gli ormoni sessuali femminili sono sintetizzati dalle gonadi femminili, glucorticoidi e mineralcorticoidi vengono sintetizzati dalle cellule della corticale del surrene.

Biosintesi catecolamine

Le catecolamine sono ormoni derivati da amminoacidi. Ad esempio, la Tirosina, precursore, viene trasformata in ormone (DOPA) ad opera dell'enzima tirosina idrossilasi, la DOPA in Dopamina ad opera dell'enzima dopamina beta-idrossilasi e così via. Se volessi fare aumentare l'adrenalina in una cellula, potrei aumentare il precursore o gli altri ormoni o modificare l'attività dell'enzima oppure potrei ridurre le sostanze che inibiscono la distruzione dell'adrenalina.

Biosintesi ormoni tiroidei

Es. la tiroide è una ghiandola follicolare perché la struttura principale è il follicolo tiroideo. Queste cellule hanno 2 facce, una verso l'interno verso la cavità follicolare (sede di riposo degli ormoni tiroidei) e una verso l'esterno dove ci sono i capillari, spazio interstiziale. Gli ormoni tiroidei derivano da un amminoacido detto tirosina a cui si lega lo Ione Iodio, la cellula tiroidea assorbe tirosina e iodio formando dentro una proteina dove ci stanno le molecole di ormone tiroideo e li accumula sotto forma di tiroglobulina molto ricca di tirosina che viene buttata dentro la cavità follicolare, qui le molecole di tirosina si legano allo iodio formando tante molecole di ormoni tiroidei T3 e T4 (in base a quante molecole di iodio ci sono) completati nella loro formazione. Quando servono all'organismo, la proteina che sta lì dentro, viene ripresa dalla cellula, così la scinde liberando gli ormoni tiroidei. Non è una secrezione rapida.

Cellule bersaglio da malattie da sedentarietà

Nell'ambito nostro, AMPA, le cellule bersaglio da malattie da sedentarietà sono muscolari, adipose ed epatiche.

Il recettore

È una struttura chimica che distingue l'ormone specifico per lui formando il legame ormone-recettore e successivamente innescando la risposta cellulare. Ogni cellula del corpo umano ha recettori per più ormoni e un ormone può agire su diverse cellule. Esistono sia ormoni che hanno recettori sulla superficie cellulare sia ormoni che hanno recettori dentro il citoplasma e nel nucleo. In generale, gli ormoni proteici polipeptidici e gli ormoni derivati da amminoacidi (come le catecolamine) sono ormoni i cui recettori sono sulla membrana cellulare.