Sistema endocrino e nervoso

Sistema endocrino

Il sistema endocrino comprende ghiandole o cellule che secernono ormoni, i quali funzionano da messaggeri chimici trasportati dal sangue per raggiungere il loro bersaglio e modificarne l’attività. Questo sistema controlla numerose funzioni come crescita, riproduzione, difesa immunitaria, temperatura corporea, ed equilibrio idrico e salino. Ognuna di queste funzioni coinvolge vari organi, spesso non a contatto tra loro, quindi il sistema endocrino coordina le loro attività affinché lavorino in modo armonico, mediante particolari molecole-segnale chiamate ormoni.

Cellule endocrine e recettori

Le cellule che secernono ormoni sono dette endocrine, mentre quelle che possiedono recettori per tali ormoni sono definite bersaglio. Gli ormoni diffondono nel circolo sanguigno per attivare anche cellule bersaglio lontane dalla sede di rilascio. Altri tipi di ormone hanno azione locale:

• Paracrini: prodotti in quantità talmente basse da non poter raggiungere il circolo sanguigno in quantità sufficiente da agire su cellule lontane, come l’istamina, mediatore dell’infiammazione.
• Autocrini: agiscono sulle cellule che lo rilasciano, rappresentando un caso estremo di azione locale.

Tipologie di ormoni

Gli ormoni sono molecole di piccole dimensioni con una composizione molto varia, che condiziona le modalità di riconoscimento e di azione sulle cellule bersaglio. Gli ormoni si possono suddividere in tre gruppi:

• Peptidici: sono proteine idrosolubili che possono essere trasportate dal sangue, ma non attraversano facilmente la membrana. Sono immagazzinati in vescicole nel citoplasma delle cellule che li producono e vengono rilasciati tramite esocitosi.
• Steroidei: derivano dal colesterolo e sono liposolubili, quindi devono legarsi a specifiche proteine di trasporto per raggiungere le cellule bersaglio.
• Derivanti da amminoacidi: sono molecole formate da singoli amminoacidi, alcuni idrosolubili e altri liposolubili.

Quando un ormone raggiunge una cellula che possiede un recettore, dal legame prende origine una risposta che comporta una variazione dell’attività cellulare, come aumento del ritmo di divisione cellulare, variazione della permeabilità cellulare, e attivazione o disattivazione di specifici geni. L’effetto di un ormone dipende dall’interazione con la specifica cellula-bersaglio, mentre il meccanismo di azione dell’ormone dipende dalla sua natura chimica:

• Ormoni liposolubili: diffondono attraverso la membrana plasmatica. Avvenuto il legame, il complesso formato dall’ormone e dal recettore entra nel nucleo della cellula e si lega al DNA, interferendo con l’espressione genica da parte della cellula.
• Ormoni idrosolubili: non possono attraversare la membrana, quindi i loro recettori si trovano sulla superficie cellulare. Avvenuto il legame, vengono messe in moto una serie di reazioni che attivano o disattivano enzimi del citoplasma.

Ghiandole endocrine

Il sistema endocrino non è formato da organi in continuità tra loro; alcune cellule endocrine sono presenti come entità autonome in altri tessuti. Quasi tutti gli ormoni sono secreti dalle ghiandole endocrine: ipofisi, ipotalamo, pancreas, tiroide, paratiroidi, gonadi, surrene, timo, ed epifisi. Alcune ghiandole producono solo ormoni, mentre altre svolgono altre funzioni, come l’ipotalamo, che fa parte del sistema nervoso centrale (SNC).

Struttura e funzione delle ghiandole

Le ghiandole secernono ormoni nel liquido interstiziale che li trasferisce alla circolazione sanguigna e sono formate da tessuto epiteliale, eccetto:

• Ipotalamo: costituito da neuroni, alcuni dei quali possono produrre ormoni, chiamati cellule neurosecretrici.
• Ipofisi: situata sotto l’ipotalamo, si divide in parte anteriore (adenoipofisi, una ghiandola vera e propria che produce ormoni ed è formata da cellule epiteliali) e parte posteriore (neuroipofisi, che non produce ormoni e contiene i prolungamenti delle cellule neurosecretrici).
• Epifisi: è una piccola ghiandola collocata alla base del cervello che produce la melatonina, rilasciata col buio e che contribuisce a coordinare i ritmi biologici giornalieri.

Meccanismi di regolazione

L’attività di secrezione delle ghiandole non è continua e si attiva in risposta a stimoli di varia natura, come altre ghiandole (ad esempio l’ipotalamo che stimola l’adenoipofisi), sostanze disciolte nel sangue (come le paratiroidi che rispondono alle variazioni della calcemia), e impulsi elettrici (come nel caso delle cellule surrenali che secernono adrenalina). Indipendentemente dal tipo di stimolo, il controllo non è mai unidirezionale: le ghiandole sono influenzate dalle molecole prodotte dalle loro cellule bersaglio tramite un meccanismo a feedback negativo, in cui l’attività della ghiandola cessa in seguito alla produzione di un segnale da parte delle cellule bersaglio. Tuttavia, l’attività della ghiandola non si arresta mai in modo definitivo poiché la produzione dell’ormone avviene in modo ciclico. Si può anche verificare un feedback positivo, come nel caso degli ormoni femminili che in alcune fasi del ciclo incrementano l’attività di ipotalamo e ipofisi.

Integrazione con il sistema nervoso

Il sistema endocrino lavora in sinergia con il sistema nervoso. Gli ormoni regolano l’ambiente interno agendo sul metabolismo cellulare, ma il nostro organismo vive in un ambiente da cui riceve stimoli di cui si occupa il sistema nervoso, i cui stimoli viaggiano molto velocemente. Il sistema endocrino agisce lentamente, ma in modo più diffuso e duraturo. Nonostante le loro differenze, il sistema endocrino e il sistema nervoso devono interagire tra loro. Le loro relazioni possono avvenire tramite:

• Neurotrasmettitori: sono sostanze che servono da segnale in entrambi i sistemi, consentendo di ottenere risposte più complesse e generali che coinvolgono funzioni e apparati diversi, come l’adrenalina prodotta sia da cellule nervose che surrenali.
• Ipotalamo e ipofisi: agiscono come un sistema unico controllando l’attività della maggior parte delle ghiandole.

Dettagli sui componenti principali

L’ipofisi è costituita da una parte posteriore (neuroipofisi) e una anteriore (adenoipofisi) che svolgono funzioni differenti e hanno una diversa origine embrionale. La neuroipofisi non è una vera ghiandola perché rilascia due ormoni che non produce: ormone antidiuretico (ADH) e ossitocina, chiamati neurormoni poiché prodotti da cellule nervose. A livello della neuroipofisi, questi ormoni si accumulano in vescicole finché un impulso nervoso non ne stimola il rilascio nel sangue.

ADH agisce sui reni aumentando il riassorbimento dell’acqua: quando viene secreto poco ADH, il volume di urina è notevole e molto diluita. L’ipofisi è stimolata a incrementare il rilascio di ADH quando la pressione sanguigna si abbassa o quando aumenta la concentrazione di sodio. Ossitocina viene rilasciata al momento del parto, aiutando il bambino a nascere e inducendo la produzione del latte, ed è anche conosciuta come l’ormone della socialità.

Gli ormoni possono influenzare il sistema nervoso, come nel caso dell’ossitocina che stimola gli animali a mettere in atto le cure parentali.