Fisiologia per Infermieristica

Fisiologia: Prof Palmeri - Prof Puzzo

Programma

Sistema endocrino, sistema nervoso, organi di senso, apparato cardiovascolare, sangue e linfa, apparato respiratorio, apparato digerente, metabolismo, apparato urinario e bilancio idrico, tessuto muscolare e controllo movimento, apparato riproduttivo.

Pag. 2016/2017 Milazzo Antonella. Non copiare. Non divulgare.

Sistema endocrino

Ormoni = messaggeri chimici secreti nel plasma da cellule specializzate che controllano la crescita, il metabolismo, lo sviluppo, la regolazione dell'ambiente interno e la riproduzione tramite l'azione su cellule bersaglio. Gli ormoni svolgono la loro funzione secondo 3 modi:

• Controllo della velocità delle reazioni enzimatiche
• Controllo di trasporto di molecole attraverso la membrana cellulare
• Controllo espressione dei geni e sintesi di proteine

Gli ormoni si dividono in:

• Ormoni peptidici
• Ormoni steroidei
• Ormoni amminici

Ormoni peptidici

Gli ormoni peptidici possono essere formati da piccoli peptidi di 3 amminoacidi fino a grandi proteine e glicoproteine. Lo sviluppo di tali ormoni è così identificato:

• Il reticolo endoplasmatico rugoso rilascia il Preproormone, l'ormone in forma inattiva
• Successivamente viene rimossa una sequenza segnale e si forma il proormone, sempre inattivo
• Nell'apparato del Golgi, si ha una modificazione post traduzionale
• Gli enzimi proteolitici attivano l'ormone che viene rilasciato per esocitosi (da un canale Calcio dipendente)

Alcune caratteristiche:

• Sono idrosolubili (si sciolgono facilmente nel liquido extracellulare)
• La loro emivita è di pochi minuti
• Sono immagazzinati in vescicole
• Lipofobi (non sono in grado di entrare nelle cellule bersaglio)
• Si legano ai recettori di membrana
• La trasduzione del segnale ha come secondo messaggero l'AMPc
• Generano una risposta rapida (apertura o chiusura dei canali di membrana, modulazione enzimi metabolici, proteine di trasporto)

Classificazione degli ormoni peptidici

Gli ormoni peptidici si distinguono in due grandi gruppi:

• Ormoni formati da glicoproteine
  • TSH (tireostimolante) ipofisi
  • LH (luteinizzante) ipofisi
  • FSH (follicolostimolante) ipofisi
  • EPO (eritropoietina) reni
  • PRL (prolattina) ipofisi
• Ormoni a catena corta o formati da piccole proteine
  • ADH (antidiuretico) neuroipofisi
  • Ossitocina neuroipofisi
  • ADTH (adenocorticotropo) ipofisi
  • SH (somatotropo) ipofisi
  • Stimolante melanociti

Ormoni steroidei

• Derivano dal colesterolo
• Originano dal reticolo endoplasmatico liscio
• Sono lipofili (attraversano facilmente la membrana cellulare)
• Vengono sintetizzati al bisogno e quindi non sono immagazzinati all'interno di vescicole
• I precursori vengono rapidamente convertiti in ormone attivo
• Escono dalla cellula per diffusione semplice
• Non sono solubili nel plasma e altri liquidi corporei quindi sono legati a proteine trasportatrici (lipofobe)

Proteine trasportatrici:

• Globulina legante corticosteroidi
• Albumina

Caratteristiche:

• Emivita: prolungata grazie al legame con le proteine trasportatrici (60-90 minuti)
• Attivi a piccole concentrazioni
• Raggiungono il nucleo, dove agiscono come fattore di trascrizione (effetto genomico sulla cellula bersaglio) ma possono anche evocare risposte rapide non genomiche legandosi a recettori situati sulla membrana della cellula bersaglio.

Ormoni amminici

• Sono sintetizzati a partire dall’amminoacido triptofano e tirosina
• Triptofano → melatonina
• Tirosina → ormoni tiroidei T3 e T4
• Tirosina → catecolammine adrenalina, noradrenalina e dopamina

Le catecolammine si legano ai recettori di membrana come gli ormoni peptidici. Gli ormoni tiroidei si legano ai recettori intracellulari che attivano la trascrizione genica come gli ormoni steroidei.

Meccanismo di trasmissione del segnale

Quando nella membrana sono presenti recettori ormonali, si attua un meccanismo di trasmissione del segnale (primo messaggero) che porta alla formazione o attivazione di secondi messaggeri, i quali agiscono poi all’attivazione o inibizione (cofattore enzimatico) o modulano la velocità delle reazioni metaboliche.

Secondi messaggeri:

• AMP ciclico
• GMP ciclico
• Ione calcio

Amplificazione = comparsa di un elevato numero di secondi messaggeri. Cascata recettoriale = rilascio di più secondi messaggeri o formazione di una sequenza concatenata di messaggi.

Regolazione ormonale

• Down regulation: alte concentrazioni di ormone → minor numero di recettori di membrana
• Up regulation: bassa concentrazione o carenza di ormone → aumento del numero di recettori

Quando gli ormoni penetrano nella cellula, il legame recettore ormone porta all'attivazione o inibizione della trascrizione di specifici geni.

Neurormoni

I neurormoni sono segnali chimici rilasciati nel sangue da un neurone:

• Catecolammine = da neuroni modificati dalla midollare del surrene
• Neurormoni ipotalamici ipofisi posteriore o neuroipofisi
• Neurormoni ipotalamici ipofisi anteriore o adenoipofisi

Ipofisi

Ghiandola grande quanto un fagiolo posizionata nella sella turcica e collegata all'ipotalamo per mezzo dell'infundibolo. È costituita da due differenti tessuti uniti durante lo sviluppo embrionale:

Vasopressina o ormone antidiuretico (ADH) 9 amminoacidi

• Regola il bilancio idrico dell’organismo
• Viene stimolato da una variazione della pressione osmotica dei liquidi
• Può causare vasocostrizione, aumento della pressione sanguigna
• È inibito dall’alcol

Ossitocina 9 amminoacidi

• Importante durante il travaglio e il parto
• Stimola la muscolatura liscia uterina e successivamente le contrazioni delle cellule neuroepiteliali dei dotti mammari e degli alveoli secretori, favorendo la fuoriuscita del latte
• Durante l’atto sessuale, stimola la contrazione della muscolatura dell’utero e della vagina
• Svolge un ruolo importante nei comportamenti sociali, sessuali e materni

Prolattina (PRL) 198 amminoacidi

• Prodotto dalle cellule lattotrope
• Stimola lo sviluppo della ghiandola mammaria e la produzione di latte
• Aumenta durante la gravidanza
• È stimolato dall’ossitocina e dal PRH (ormone rilasciante prolattina)
• È inibito dalla dopamina

Ormone della crescita o somatotropina (GH) 191 amminoacidi

• Prodotto dalle cellule somatotrope
• Stimola la crescita e la produzione cellulare
• Meccanismo indiretto: stimola le cellule epatiche a rilasciare somatomedine, le quali stimolano la crescita cellulare di ossa, muscoli e cartilagine
• Meccanismo diretto: risparmio del glucosio (rilascio di acidi grassi nel sangue per formare ATP), glicogenolisi nel fegato (rilascio di glucosio nel sangue, aumento glicemia, detto diabetogeno), mitosi degli epiteli
• È stimolato dal rilascio dell’ormone ipotalamico GHRH (ormone rilasciante ormone della crescita)
• È inibita dalla stomatostatina
• Proprietà ipnoinducenti, ruolo nel sonno-veglia non chiaro
• Emivita: 12 minuti
• Tessuti bersaglio: cellule endocrine e non endocrine
• Stimola la secrezione di fattori di crescita insulino simili dal fegato e da altri tessuti
• Promuove la sintesi proteica
• Stimola l’accrescimento osseo e cartilagineo
• Aumenta le concentrazioni plasmatiche di acidi grassi e glucosio
• Promuove la lipolisi e la produzione epatica di glucosio
• Patologie: nanismo – gigantismo

Ormone adenocorticotropo o corticotropina (ACTH) 39 amminoacidi

• Prodotto dalle cellule corticotrope
• Stimola la corticale del surrene a produrre o secernere glicocorticoidi, mineralcorticoidi, steroidi e androgeni
• Esercitano azione a feedback negativo sulla secrezione di ACTH
• È stimolato dalla da CRH (ormone di rilascio della corticotropina)
• È inibito dalla presenza di glicocorticoidi e mineralcorticoidi

Ormone tireostimolante o tireotropina (TSH)

• Prodotto dalle cellule tireotrope
• Composta da due subunità, alfa e beta
• Stimola la captazione di iodio e la sintesi degli ormoni tiroidei e la loro secrezione
• È stimolato dal TRH (ormone rilasciante tireotropina)
• È inibito dalle alte concentrazioni di ormoni tiroidei

Ormone follicolostimolante o Follitropina (FSH)

• Composto da due subunità, alfa e beta
• Nell’uomo stimola la crescita testicolare e fa aumentare la produzione di una proteina legante gli androgeni da parte delle cellule del Sertoli
• Nella donna induce lo sviluppo del follicolo e con LH stimola la secrezione di estrogeni da parte delle cellule ovariche
• Insieme a LH, è stimolato da GNRH (ormone rilasciante gonadotropine)
• Insieme a LH, è inibito dall’inibina

Ormone luteinizzante o luteotropina (LH)

• Composto da due subunità, alfa e beta
• Nella donna induce l’ovulazione
• Nel maschio stimola le cellule interstiziali del testicolo (Leydig) a produrre ormoni sessuali (testosterone)

Asse ipotalamo-ipofisario

Ipotalamo (sistema portale) e (fattori inibenti e stimolanti) → ipofisi anteriore e posteriore organi endocrini

Interazioni ormonali

• Sinergismo = due o più ormoni interagiscono sul loro bersaglio in modo che la loro combinazione produca un risultato più che additivo. L’effetto combinato di due ormoni è maggiore della somma dei loro effetti presi singolarmente. Non è limitato agli ormoni ma può verificarsi con varie sostanze chimiche dell’organismo.
• Permissività = un ormone non può esercitare il suo effetto in modo completo a meno che non sia presente un secondo ormone.
• Antagonismo = due molecole agiscono determinando effetti opposti, cioè diminuendo reciprocamente la propria efficacia. Se una molecola si lega a un recettore ma non lo attiva, essa agisce come inibitore competitivo o antagonista di un’altra molecola. Possono interagire attraverso differenti vie metaboliche, oppure un ormone può diminuire il numero di recettori per l’ormone antagonista.

Patologie endocrine

• Eccesso ormonale (ipersecrezione)
• Carenza ormonale (iposecrezione)
• Anomala risposta delle cellule bersaglio

Ghiandole surrenali

Corticale (superficiale) e midollare (profonda)

Mineralcorticoidi

• L’aldosterone è sotto il controllo del sistema renina-angiotensina
• Circola legato con l’albumina
• Regola la concentrazione di sodio e potassio e il volume cellulare
• Cellule bersaglio: quelle che regolano la composizione ionica dei secreti (rene, ghiandole salivari, ghiandole sudoripare)
• Aumenta la sensibilità dei recettori per il gusto salato nei calici gustativi della lingua

Glucocorticoidi

• Esercitano la loro azione sul metabolismo glucidico
• Inibiscono la sintesi del DNA, la trascrizione e la sintesi proteica
• Stimolano il catabolismo proteico
• Nel fegato, stimolano la gluconeogenesi, attraverso l’attivazione di glucosio-6-fosfatasi e carbossichinasi
• A livello epatico, facilitano l’azione gluconeogenica di altri ormoni come glucagone e catecolammine
• Alterano il metabolismo periferico dei carboidrati che provoca l’aumento della secrezione di insulina, nel caso in cui ci sia un eccesso cronico di glucocorticoidi
• Nel tessuto adiposo, aumentano la lipolisi, con conseguente rilascio di glicerolo e acidi grassi liberi
• In eccesso, inibiscono la formazione dell’osso favorendo l’osteolisi, con conseguente fragilità ossea
• Inibiscono l’attività dei globuli bianchi e di altri componenti del sistema immunitario (reazione infiammatoria)
• Inibiscono la fosfolipasi A, enzima chiave nella sintesi delle prostaglandine
• Riducono il rilascio di interleuchina-1 e anticorpi
• Influenzano la funzione renale e il sistema nervoso centrale

Cortisolo

• Essenziale per la sopravvivenza
• Effetto protettivo nei confronti dell’ipoglicemia
• Effetto permissivo su glucagone e insulina
• Rende negativo il bilancio del calcio (assorbimento intestinale, aumento escrezione renale)
• Promuove la gluconeogenesi
• Determina il catabolismo proteico del muscolo scheletrico
• Aumenta la lipolisi
• Sopprime la risposta del sistema immunitario
• Influenza le funzioni cerebrali (umore, memoria, apprendimento)

Ipercortisolismo

• Iperglicemia, diabete, catabolismo proteine e lipolisi, perdita di tessuto del muscolo scheletrico, accumulo di grasso (tronco, guance), aumento appetito
• Cause:
  • Tumore della corteccia surrenale che secerne autonomamente cortisolo
  • Tumore ipofisario che secerne autonomamente ACTH
  • Iatrogeno (di origine medica) per terapia con cortisolo

Ipocortisolismo

• Morbo di Addinson, distruzione della corteccia surrenale, eccessiva secrezione di androgeni (sindrome androgenitale)

Androgeni (ormoni sessuali)

• Ormoni sessuali maschili che una volta in circolo vengono in parte convertiti in estrogeni (ormoni sessuali femminili)
• La loro funzione non è ben nota
• Aumento esponenziale sindrome androgenitale
• Nella donna, favorisce lo sviluppo di caratteristiche sessuali maschili (peli, sviluppo muscolare) secondarie
• Nell’uomo, favorisce lo sviluppo di caratteristiche sessuali femminili (ginecomastia) secondarie

Asse ipotalamo-ipofisi-surrene

1. CHR – ormone ipotalamico di rilascio della corticotropina
2. Trasportato all’ipofisi anteriore
3. ACTH – ormone adenocorticotropo o corticotropina
4. Agisce sulla corteccia surrenale
5. Sintesi e rilascio di cortisolo
6. Ormone-recettore nucleo (DNA) trascrizione e traduzione
7. Risposta: 60-90 minuti
8. Retroazione negativa: pochi minuti
9. Feedback negativo cortisolo: ACTH e CHR

Tiroide

Ghiandola che contiene due tipi distinti di cellule endocrine:

• Cellule C, chiare che secernono calcitonina
• Cellule follicolari che secernono ormoni tiroidei
  • Tetraiodotiroidina o tiroxina T4
  • Triidrotironina T3

Ormoni tiroidei

• Esercitano effetti sul metabolismo ma non sono essenziali per la sopravvivenza
• Derivano dall’amminoacido tirosina e contengono iodio
• Sono molecole lipofile e si legano a proteine plasmatiche come la globulina legante tiroxina
• T3 è biologicamente più attivo rispetto T4, anche se quest’ultimo è molto presente nel plasma
• I recettori si trovano nel nucleo delle cellule bersaglio (DNA trascrizione traduzione sintesi di nuove proteine)
• Altera concentrazione di ormoni tiroidei diminuita tolleranza a basse o alte temperature e alterazioni dell’umore
• Forniscono il substrato per il metabolismo ossidativo
• Hanno azione iperglicemizzante
• Sono termogenici
• Determinano un aumento del consumo di ossigeno in diversi tessuti
• Nei bambini sono necessari per la completa espressione dell’ormone della crescita
• Regolano, nei primi anni dopo la nascita, l’assemblaggio dei microtubuli (accrescimento neuronale)
• Influenzano; consumo di ossigeno, frequenza cardiaca, metabolismo del calcio, ciclo mestruale

Sintesi ormoni tiroidei

1. Le cellule follicolari producono enzimi per la sintesi degli ormoni tiroidei e la proteina tireoglobulina
2. Le cellule follicolari assorbono lo iodio introdotto con la dieta sotto forma di ioduro (I-), usando il cotrasportatore sodio-ioduro
3. Gli enzimi aggiungono lo ioduro alla tireoglobulina e formano gli ormoni tiroidei T3 e T4. Ma gli ormoni sono ancora legati con la tireoglobulina
4. Il complesso è ricaptato dalle cellule follicolari per endocitosi
5. Gli enzimi intracellulari liberano T3 e T4 dalla proteina
6. Gli ormoni sono lipofili, perciò escono dalla cellula follicolare per entrare nel plasma
7. Legame degli ormoni a proteine plasmatiche

Asse ipotalamo-ipofisi-tiroide

1. Ormone ipotalamico rilasciante la tirotropina (TRH)
2. Ormone ipofisario (adenoipofisi) tirotropina o ormone tireostimolante (TSH)
3. Ipertrofia ghiandola tiroide

Ipertiroidismo

• Produzione eccessiva di ormoni tiroidei
• Aumento consumo di ossigeno e produzione metabolica di calore
• Aumento catabolismo proteico → debolezza muscolare
• Irritabilità, insonnia, psicosi
• Aumento della frequenza cardiaca

Ipotiroidismo

• Produzione diminuita di ormoni tiroidei
• Rallentamento metabolismo e consumo di ossigeno
• Diminuita termogenesi
• Riduzione sintesi proteica