Apparato endocrino

Apparato endocrino

Introduzione

L'apparato endocrino è composto da cellule singole o organi ghiandolari i quali, a loro volta, possono assumere individualità propria oppure collocarsi nel contesto di organi più complessi. Questo apparato, tramite una stretta coordinazione con il sistema nervoso, contribuisce a mantenere l’omeostasi corporea tramite l’invio di messaggi chimici specifici (ormoni) diretti a precisi organi bersaglio nei quali attivano una risposta biologica.

A causa dello stretto rapporto sinergico che intercorre tra l’apparato endocrino ed il sistema nervoso, spesso i due vengono considerati nella loro unità e si parla in questo caso di sistema neuroendocrino.

Attività neuroendocrina

L’attività neuroendocrina può essere classificata a seconda delle modalità di invio dei segnali e degli organi bersaglio in:

• Attività neuroendocrina vera e propria (neurosecrezione): Questa attività, attuata da elementi neuronali propriamente detti, elabora risposte chimiche molto rapide ma poco durature agli stimoli esterni.
• Attività endocrina: Questo tipo di attività, attuata da elementi ghiandolari, elabora risposte chimiche molto lente ma persistenti per lungo tempo. L’attività endocrina si può ulteriormente suddividere, a seconda dell’organo bersaglio di questa, in:
  • Attività autocrina se l’organo bersaglio è la cellula endocrina stessa.
  • Attività paracrina se gli organi bersaglio sono cellule ed organi endocrini e non situati nelle immediate vicinanze e raggiungibili tramite liquido interstiziale.
  • Attività endocrina vera e propria se l’organo bersaglio è situato a grande distanza e viene raggiunto tramite il circolo sanguigno.

Classificazione delle ghiandole endocrine

Le ghiandole endocrine, a seconda della loro morfologia, possono essere classificate come:

• Ghiandole cordonali in cui le cellule costituiscono cordoni solidi variamente intrecciati.
• Ghiandole follicolari in cui le cellule si aggregano a formare dei follicoli che delimitano una cavità centrale chiusa (tiroide).

Un’altra possibile classificazione degli organi endocrini può essere fatta in base alla natura del loro secreto. In questo caso si distinguono:

• Ghiandole secernenti ormoni proteici che possono essere glicoproteine o proteine semplici (come nel caso dell’ipofisi), oppure polipeptidi (isole di Langerhans, cellule C, paratiroidi) o infine amminoacidi variamente modificati (tiroide, midollare del surrene, epifisi).
• Ghiandole secernenti ormoni steroidei (corticosurrene, gonadi).

Un’ultima classificazione può essere infine attuata in base alla derivazione embriologica delle ghiandole endocrine. In questo caso si distinguono:

• Ghiandole di derivazione ectodermica (adenoipofisi).
• Ghiandole di derivazione neuroectodermica (neuroipofisi, epifisi, midollare del surrene, cellule C).
• Ghiandole di derivazione mesodermica (corticosurrene, gonadi).
• Ghiandole di derivazione endodermica (isole pancreatiche, tiroide, paratiroidi).

Meccanismi di regolazione ormonale

I meccanismi che regolano la produzione dei vari ormoni possono essere fondamentalmente di tre tipi:

• Controllo ormonale: Quando l’attività secretoria di una ghiandola endocrina è controllata dalla produzione di un altro ormone. Questo meccanismo è il più diffuso e prevede la creazione di un asse gerarchico di cui l’ipotalamo rappresenta il vertice. I fattori di rilascio e di inibizione regolano la secrezione degli ormoni adenoipofisari. Questi, denominati trofine, a loro volta stimolano la produzione di ormoni in diverse ghiandole endocrine (tiroide, gonadi, corticosurrene). La secrezione di queste ultime è infine in grado di esercitare un'influenza, negativa o positiva (feedback), sulla secrezione ipotalamica ed ipofisaria determinando un bilanciamento costante del livello di tutti gli ormoni coinvolti.
• Controllo tramite concentrazione ematica di diversi fattori: Quando l’attività secretoria di una ghiandola è controllata dalla concentrazione di una sostanza, o più spesso una coppia di sostanze ad attività opposta, nel flusso ematico. È questo il caso della glicemia (livello di glucosio nel sangue) che regola la produzione di glucagone (iperglicemizzante) e di insulina (ipoglicemizzante) delle isole pancreatiche, e della calcemia (livello di calcio nel sangue) che determina la produzione di paratormone (ipercalcemizzante) e di calcitonina (ipocalcemizzante) da parte delle cellule C della tiroide e dalle paratiroidi.
• Controllo nervoso diretto: Quando l’attività secernente è controllata direttamente da elementi di tipo nervoso. È questo il caso della secrezione di adrenalina da parte della midollare del surrene o di melatonina da parte dell’epifisi sotto l’azione del sistema nervoso simpatico.

Descrizione sistematica dei singoli organi

Nuclei ipotalamici neurosecernenti

L’ipotalamo è sede di diversi nuclei i cui neuroni sono specializzati nella neurosecrezione. Questi particolari neuroni appartengono a due popolazioni distinte che possono coesistere all’interno di uno stesso nucleo e sono:

• Neuroni magnocellulari: Presenti soprattutto all’interno dei nuclei sopraottico e paraventricolare, secernono ormoni peptidici collegati con la neuroipofisi (vd. Neuroipofisi).
• Neuroni parvicellulari: Presenti in vari nuclei sparsi per tutto l’ipotalamo (nucleo arcuato, regione tuberoinfundibolare, area periventricolare, area preottica, regione tuberomamillare), secernono ormoni peptidici aventi valenza di fattori di rilascio o inibizione (RH e IH) nei confronti della secrezione adenoipofisaria (ipotalamoipofisiotropico). Questi neurosecreti sono veicolati lungo gli assoni amielinici in vescicole dette a corona di rosario e raggiungono l’eminenza mediana ipotalamica ove terminano a ridosso dei capillari del plesso portale ipotalamo-ipofisario primario. Qui essi entrano nel circolo regolati dall’azione di astrociti e taniciti e da qui sono immessi nel plesso capillare secondario (sinusoidi) ove raggiungono le cellule bersaglio. Questi neuroni sono inoltre raggiunti da terminali provenienti dal sistema limbico, dalla formazione reticolare, da vari territori corticali e da afferenze sensitive e sensoriali. La loro funzione è quindi influenzata anche da diversi neurotrasmettitori e neuromodulatori.

I neuroni ipotalamici svolgono inoltre un’azione regolatrice su altri centri nervosi e non nervosi intervenendo nella costituzione di assi funzionali a controllo reciproco (ad esempio con l’apparato digerente, il tessuto adiposo e il sistema immunitario).

Ipofisi (o ghiandola pituitaria)

Forma e caratteri organolettici

• Forma: Ellissoidale, ovoidale.
• Colore: Grigio-rossiccio.
• Dimensioni: 5 mm altezza, 8 mm diametro anteroposteriore, 15 mm diametro trasversale.
• Peso: 500 mg.

Sito, posizione e orientamento

L’ipofisi è situata nella testa, contenuta in una loggia osteofibrosa ricavata sulla superficie posteriore del corpo dello sfenoide (fossetta ipofisaria), al centro della sella turcica. Qui, la dura madre si sdoppia in due foglietti che vanno rispettivamente a rivestire la superficie interna della fossetta ipofisaria, tra l’osso e la ghiandola, e la superficie superiore della ghiandola (diaframma della sella) dividendo completamente la fossa ipofisaria dalla fossa cranica media e dal chiasma dei nervi ottici. Il diaframma della sella è attraversato centralmente da una formazione conica cava il peduncolo ipofisario, o infundibolo, che unisce l’ipofisi alla superficie ventrale dell’encefalo in corrispondenza della regione tuberale ipotalamica (tuber cinereum).

La loggia ipofisaria è circondata completamente da formazioni venose (seno circolare) costituite dai seni cavernosi destro e sinistro e dai seni intercavernosi anteriore e posteriore.

Rapporti

I rapporti dell’ipofisi sono mediati dalla dura madre che la circonda e sono:

• Inferiormente: Cavità del seno sfenoidale e meato superiore della cavità nasale.
• Anteriormente: Chiasma dei nervi ottici.
• Posteriormente (tramite dorso della sella): Ponte, arteria basilare e arterie cerebrali posteriori.
• Lateralmente (tramite seno venoso): Carotide interna e nervo abducente VI, e indirettamente nervi oculomotore III, trocleare IV, oftalmico e mascellare (I e II branca trigemino V) posti nello spessore della parete laterale del seno cavernoso.
• Tutto intorno: Rami arteriosi del poligono di Willis.

Architettura e struttura

L’ipofisi consta di due parti principali che differiscono per origine embriologica, struttura e funzione: adenoipofisi (lobo anteriore di maggiore estensione) e neuroipofisi (lobo posteriore rotondeggiante).

L’adenoipofisi si divide a sua volta in:

• Pars distalis anteriore di maggiore estensione.
• Pars intermedia formata da una stretta lamina verticale contigua alla neuroipofisi e separata dal lobo anteriore dalla fessura ipofisaria, residuo della tasca di Rathke.
• Pars tuberalis, o lobo infundibolare, adesa alla superficie anterolaterale dell’infundibolo con cui concorre a formare il peduncolo ipofisario.

La neuroipofisi si divide anch’essa in:

• Lobo posteriore o nervoso.
• Infundibolo.
• Eminenza mediana parte più ventrale dell’ipotalamo.

Adenoipofisi

L’adenoipofisi, o lobo anteriore, è la parte avente estensione maggiore e costituisce anche la parte endocrina vera e propria della ghiandola. Essa è costituita da una grande varietà di popolazioni cellulari immerse in una trama di connettivo reticolare lasso contenente una ricca rete capillare sinusoidale fenestrata.

Il rilascio degli ormoni adenoipofisari nella circolazione avviene per esocitosi delle vescicole di secreto nello spazio perivascolare dei sinusoidi; questi, provvisti di endotelio fenestrato, ne agevolano la diffusione nel sangue. La secrezione è innescata dalla liberazione di fattori di rilascio (RH) da parte dei neuroni dei nuclei ipotalamici neurosecernenti nei capillari da cui originano le vene del sistema portale che li trasporta all’adenoipofisi dove agiscono sulle cellule endocrine come trasduttori neuroendocrini. L’attività dell’adenoipofisi è anche influenzata dalle comunicazioni intercellulari tramite il trasporto attivo di calcio attraverso le membrane e da attività paracrine ed autocrine in sito.

Pars distalis

Questa parte dell’adenoipofisi è quella avente maggiore estensione ed ha una tipica struttura cordonale con nidi cellulari circondati da un esile connettivo reticolare stromale ove si localizza una ricca rete sinusoidale. I cordoni sono costituiti da cellule eterogenee per morfologia e funzione che si possono dividere in:

1. Cellule cromofile
   • Acidofile secernenti proteine semplici (α): Esse rappresentano circa 1/3 della popolazione adenoipofisaria e si suddividono ulteriormente in 3 sottotipi:
     • Somatotrope: Sono le più rappresentate, hanno forma tondeggiante e tendono a raggrupparsi in cordoni nella parte centrale e dorsale della parte distale. Esse possiedono vescicole tonde a contenuto fortemente elettrondenso che contengono l’ormone della crescita (GH) che svolge un’azione sistemica anabolizzante su tessuti e organi (in particolare le ossa, le cartilagini metafisarie ed i muscoli) favorendo la sintesi proteica e i processi di accrescimento. La carenza di questo ormone provoca nanismo ipofisario, mentre la sua iperproduzione provoca gigantismo o acromegalia.
     • Mammotrope (o lattotrope): Nel maschio e nella donna con normale ciclo mestruale queste cellule sono piccole e poliedriche con granuli elettrondensi di dimensione variabile (in base all’attività) e si presentano come elementi isolati mescolati alle altre popolazioni cellulari nei cordoni. Durante la gravidanza e l’allattamento queste cellule aumentano di numero e dimensione fino a diventare la popolazione prevalente dell’adenoipofisi (circa ½ delle cellule totali). Al termine dell’allattamento le cellule subiscono una rapida riduzione di numero e vanno incontro a regressione. Queste cellule sono responsabili della produzione di prolattina che favorisce lo sviluppo della ghiandola mammaria durante la gravidanza e la produzione di latte durante la fase di allattamento. Questo ormone agisce anche sulla gonade femminile ove favorisce, interagendo con gli ormoni gonadotropi, sullo sviluppo del corpo luteo.
     • Adrenocorticotrope: Esse sono cellule piuttosto piccole, tondeggianti, poco colorabili e spesso addensate nel versante anteromediale della pars distalis e nel territorio adiacente alla fessura ipofisaria. Queste cellule contengono vescicole di piccole dimensioni che contengono l’ormone adrenocorticotropo (ACTH) in grado di stimolare l’attività della corticale del surrene (soprattutto la zona fascicolata).
   • Basofile secernenti glicoproteine (β): Queste cellule rappresentano circa il 15% della popolazione cellulare della pars distalis ed hanno diametro maggiore delle acidofile. Esse si dividono ulteriormente in:
     • Tireotrope: Sono cellule poligonali allungate disposte in nidi al centro dell’adenoipofisi e in profondità nei cordoni cellulari. Esse possiedono granuli piccoli e poco elettrondensi disposti lungo il contorno del citoplasma che contengono l’ormone tireotropo (TSH) che stimola i tireociti della tiroide a produrre gli ormoni tiroidei. Esse aumentano di volume e assumono aspetto spongioso dopo tiroidectomia (cellule della tiroidectomia).
     • Gonadotrope produttrici di FSH: Di forma rotondeggiante e collocate soprattutto nelle aree laterali e dorsali della ghiandola. Le vescicole di secrezione sono di due tipi o piccole e sferiche o elettrondense e grandi e si relazionano alle fasi del ciclo ovarico. Queste cellule secernono l'ormone follicolostimolante (FSH) che stimola la corticale dell’ovaio favorendo la maturazione dei follicoli oofori e la secrezione di estrogeni da parte delle cellule della teca interna. Nell’uomo questo ormone causa la maturazione del testicolo e l’avvio della spermatogenesi nella pubertà e supporta l’attività delle cellule di Sertoli.
     • Gonadotrope produttrici di LH: Queste cellule hanno forma sferoidale, occupano la parte centrale della ghiandola e possiedono piccoli granuli sferici. Questi contengono l’ormone luteinizzante (LH) che partecipa nel sesso femminile al regolare svolgimento del ciclo ovarico, stimolando la formazione del corpo luteo e la secrezione di progesterone. Nell’uomo questo ormone stimola le cellule interstiziali di Leydig a secernere testosterone. Quando la gonade viene asportata queste cellule subiscono notevole ipertrofia ed il citoplasma si vacuolizza spingendo il nucleo alla periferia formando la caratteristica forma ad anello con castone (cellule della castrazione).
2. Cellule cromofobe: Con questo aggettivo si definiscono tutte le cellule non ...