Fisiologia 2 (Endocrinolgia)

Il ruolo dell'ipotalamo nella produzione dell'ormone della crescita

L'ipotalamo produce GHRH (somatocrinina), un fattore di rilascio ipotalamico che giunge a livello ipofisario, dove determina il rilascio dell'ormone della crescita (GH). Questo è un ormone peptidico strutturalmente molto simile alla prolattina, infatti si pensa che entrambi derivino da un gene ancestrale che durante l'evoluzione si è biforcato. Da questo gene, tramite splicing alternativo, vengono prodotte varie forme di GH (nell'uomo sono state identificate molte varianti strutturali in circolo).

Come tutti gli ormoni di origine ipotalamica, il GH contribuisce a determinare il ritmo giorno-notte attraverso il controllo della sua secrezione. In particolare, questo ritmo viene regolato dall'equilibrio che si instaura tra la somatostatina e il fattore di rilascio ipotalamico.

Il GH ha una cinetica di produzione particolare, in quanto nell'uomo la sua produzione aumenta durante le prime fasi del sonno. Ovviamente l'andamento di questo grafico cambia a seconda...

del tipo di animale preso in considerazione e dei ritmi giorno-notte specie-specifici (es. i gatti possono anche avere un grafico all'inverso perché sono animali notturni). Questo andamento della produzione è riscontrabile anche nella prolattina, infatti la sua secrezione viene stimolata dalla suzione ma nell'arco delle 24 ore aumenta durante la notte. Durante le fasi di riposo, l'organismo gestisce le risorse alimentari acquisite durante le attività svolte nella giornata. Il GH è un ormone diretto verso la realizzazione dei processi anabolici, di conseguenza il suo rilascio permette all'organismo di impiegare le proteine a fini plastici cioè per costruire il turnover dei tessuti. Al contrario, durante la fase di riposo, la glicemia viene mantenuta alta in modo tale da salvaguardare il glucosio che poi verrà utilizzato per le attività diurne. Per questo motivo, durante la notte, il metabolismo viene sostenuto principalmente.

Dai lipidi (aumento della lipolisi). Dunque durante la gioventù il GH controlla l'accrescimento somatico e il metabolismo in modo tale da permettere all'animale di aumentare le proprie dimensioni per poi raggiungere la taglia da adulto; nella fase da adulto il GH mantiene principalmente la funzione di controllare il metabolismo.

Doping

Il GH viene definito comunemente anche come "ormone del doping" in quanto permette di perdere massa grassa e aumentare la massa magra, ma la somministrazione di questo può determinare la possibilità di tumori epatici e problemi a carico di fibre elastiche e del connettivo.

La somministrazione di testosterone come dopante induce incremento della massa muscolare, ipogonadismo, tumori epatici, sterilità, problemi al connettivo e ginecomastia. Al contrario la somministrazione di GH e insulina induce aumento della massa muscolare (in particolare del muscolo psoas, causando lordosi addominale), aumento delle dimensioni.

di organi come intestino e fegato (l'addome tende a gonfiarsi per poter contenere gli organi addominali) e riduzione della massa magra (aumento della definizione).

Zemira Camarrone 31NB – il GH viene somministrato a bambini che presentano ipopituitarismo, i quali a causa di una patologia ipofisaria sono caratterizzati da bassa statura e rallentata crescita degli organi; però la sua somministrazione può indurre anche gravi problemi (aumento delle dimensioni corporee senza l'aumento degli organi).

Funzioni metaboliche

Gli ormoni tiroidei gestiscono il catabolismo e l'anabolismo, ma in condizione di esasperazione hanno una deriva verso il catabolismo. I corticosteroidi determinano un catabolismo proteico netto, iperglicemia e rimodellamento della componente proteica. Il GH utilizza a fini plastici le proteine, mantiene la glicemia elevata a fronte dell'utilizzo dei grassi come fonte energetica tramite la β-ossidazione.

I fattori attivanti la produzione di

GH sono: - Androgeni - Estrogeni - Clonidina e L-DOPA (via GHRH) - Ipoglicemia e arginina (via GHIH) - vitB3 - Grelina - Digiuno - Esercizio fisico intenso e sonno profondo → lo sforzo fisico determina il rilascio di GH, ma per indurre un aumento progressivo del carico dello sforzo che poi viene letto dall'organismo bisogna aumentare progressivamente il carico dello sforzo. La massa muscolare non viene prodotta durante l'allenamento ma durante la fase iniziale di riposo (fase di sonno profondo), avendo a disposizione anche una quota ottimale di AA introdotti con la dieta. A mano a mano che passa il tempo il sonno tende a superficializzarsi e questa fase viene identificata come fase REM. In seguito a quest'ultima, ci si trova nell'ultima fase che precede il risveglio, caratterizzata da un picco elevato di corticosteroidi aventi la funzione di rendere disponibile all'organismo le risorse metaboliche. Al contrario i fattori inibenti sono: - GHIH - GH - IGF-I - Iperglicemia → essendo iperglicemizzante ha questa

Questo feedback negativo- Glucorticoidi → l’altalena GH-glucocorticoidi è fondamentale nell'animale atleta (unsovrallenamento comporta un'attivazione dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene e ha degli effettiestremamente deleteri)- DHT

Nel momento in cui viene rilasciato in circolo, pur essendouna proteina si lega a delle proteine di trasporto, comeGHBP (saturando circa il 40-50%) e ALS (forma tronca delrecettore si pensa possa essere data da uno splicingalternativo del gene che codifica per il recettore del GH).Per cui si forma in parte questo complesso e in parte il GHrimane libero.

Il GH attua la sua azione fondamentalmente a livelloepatico, perché come gestore del metabolismo intervienesulla l'espressione degli enzimi che presiedono il controllodelle vie metaboliche a livello epatico. Allo stesso tempoinduce anche la produzione anche di altri fattori, inparticolare la famiglia delle IGF (Insulin Like GrowthFactor), che sono fondamentalmente

tre (IGF-1, IGF-2, IGF-3).Zemira Camarrone 32L'IGF-1 è quella che viene spesa come risorsa nel controllo del metabolismo. Essa è prodotta da fegato o dai vari tessuti in risposta a GH, per cui in corso di denutrizione o di patologie del GH (insensibilità, mancanza del recettore) la sua produzione può essere deficitaria. In circolo IGF-1 si può legare a delle proteine di trasporto come le IGFPB (IGFBP-1,2, 3, 4, 5, 6) oppure può essere libero. Dunque il GH giunge a livello epatico dove determina l'attivazione e β-ossidazione, l'inibizione degli enzimi specifici correlati alla gluconeogenesi, aumentato turnover proteico, produzione dell'IGF-1. Quest'ultima a livello locale rende efficiente il segnale inviato dal GH, per cui aumenta l'anabolismo a livello muscolare e la crescita a livello osseo, cioè stimola l'accrescimento dell'organismo. Ma allo stesso tempo essa va ad interagire con i recettori dell'insulina.

Quest’ultimo dà un'idea ancora una volta di quanto il sistema contenga tutta una serie di messaggi incastrati tra loro: il GH ha un'azione apparentemente antagonista all'insulina perché uno è iperglicemizzante e uno è ipoglicemizzante, ma produce le IGF che interagiscono con il recettore dell'insulina perché l'insulina non è solo l'ormone di controllo della glicemia ma è anche un ormone di controllo della differenziazione cellulare. Dunque trofismo, self renewal e differenziazione cellulare dipendono in gran parte dalle IGF (in alcune fasi della vita dell'organismo, in particolare a livello fetale, ce n'è una specifica che si chiama IGF-2). Infine l'IGF-3 che è presente nelle gonadi. Quindi avete la sovrapposizione di tutti questi effetti e tutti insieme interagiscono l'un con l'altro per determinare la caratura del metabolismo. Funzioni biologiche In etàprepuberale si ha un'elevata concentrazione di GH, che poi tende a diminuire progressivamente con l'avanzare dell'età, fino a raggiungere un plateau di minimo. Infatti si pensa che una delle cause della senescenza dei tessuti ed organi sia proprio una diminuzione del GH. Per cui se con l'avanzare dell'età viene potenziata la secrezione e l'azione del GH tramite l'esercizio fisico, si va ad antagonizzare gli effetti dell'invecchiamento. Durante l'accrescimento essa ha diversi effetti: - Complessivamente ha una funzione anabolica - Promuove la formazione di IGF-1 a livello epatico e in vari tessuti target - Proliferazione delle cartilagini di accrescimento: l'osso cresce in funzione della presenza di cartilagini di accrescimento. Quest'ultime sono caratterizzate da un turnover complesso, infatti a mano a mano che l'animale cresce tendono a saldarsi fino a chiudersi nel momento in cui l'osso.

Ha raggiunto le sue dimensioni definitive. I fattori che influenzano la crescita sono la disponibilità di proteine, Ca e l'equilibrio tra tiroide e GH. In particolare, gli ormoni tiroidei gestiscono il trofismo della cartilagine e la sua capacità di rimodellamento mentre il GH gestisce il timing con la quale le cartilagini si chiudono allungandolo. Le patologie dell'accrescimento osseo si dividono in patologie dell'età prepuberale e patologie dell'età adulta. L'ipotiroidismo induce un alterato turnover delle cartilagini e una chiusura anticipata di esse e si manifesta clinicamente con il nanismo disarmonico (forma della cartilagine tipo a fungo e dei diametri diversi da quelli dell'animale non affetto dalla patologia, come nel basset hound). Alterazioni del GH inducono un nanismo armonico (ridotta dimensione dell'intero organismo ma con proporzioni corporee non sono alterate). In questo caso la terapia è sostitutiva.

In caso di eccesso di produzione del GH, se l'animale è sottoposto a queste condizioni fin dalla nascita o da età precoci, si sviluppa tutto e diventa più grande ma in maniera più o meno armonica (acromegalia, gigantismo ipofisario). In questo caso la terapia è l'ipofisectomia. Se l'animale è sottoposto a queste condizioni in età adulta, poiché le ossa lunghe non possono crescere in quanto le cartilagini sono già saldate, crescono unicamente le dita di mani e piedi e la mandibola. Zemira Camarrone 34 CALCEMIA Il calcio ha molteplici funzioni essenziali per l'organismo, tra cui per il funzionamento del SNC poiché determina la liberazione del neurotrasmettitore e per la contrattilità delle cellule muscolari (disordini acuti della calcemia possono causare convulsioni e tetania). Il calcio è anche coinvolto nella coagulazione del sangue, nella permeabilità delle membrane cellulari e nella regolazione dell'attività enzimatica. La calcemia è regolata principalmente da due ormoni: la paratormone (PTH) e la calcitonina.