Fisiologia Sistema Endocrino

Sistema endocrino

Generalità

Ormoni: messaggeri chimici secreti nel sangue, stimolano risposte fisiologiche.

Sistema endocrino: ghiandole endocrine (alta densità di capillari sanguigni) e cellule secretorie.

Organi/cellule bersaglio: rispondono a un ormone e hanno recettori per quell’ormone.

Recettore: proteina o glicoproteina che, presente sulla membrana o all’interno della cellula, riconosce e lega l’ormone.

Organi endocrini

Organi endocrini primari: funzione principale secrezione ormoni:

• Ghiandola pineale (epifisi): melatonina
• Ipotalamo: tireotropina TRH, corticotropina CRH, gonadotropina GnRH, ormone della crescita e ormone di inibizione dell’ormone della crescita e della prolattina
• Ghiandola pituitaria (ipofisi): ormone follicolo-stimolante FSH, luteinizzante LH, ormone stimolante la tiroide TSH, adrenocorticotropo ACTH, prolattina PRL, ormone della crescita GH, ormone antidiuretico ADH e ossitocina OT
• Tiroide: T3 e T4, calcitonina
• Paratiroide: ormone paratiroideo PTH
• Timo: timopoietina, timosina e timulina
• Ghiandole surrenali: adrenalina, noradrenalina, dopamina, aldosterone, cortisolo, corticosterone, androgeni
• Pancreas: glucagone, insulina, somatostatina, gastrina e polipeptide pancreatico
• Gonadi: ovaie (estradiolo, progesterone, inibina) e testicoli (testosterone e inibina)

Organi endocrini secondari: la secrezione degli ormoni è secondaria rispetto alla loro funzione principale:

• Cute: colecalciferolo
• Fegato: calcidiolo, angiotensinogeno, eritropoietina, epcidina, fattore di crescita insulino-simile
• Reni: eritropoietina, calcitriolo, angiotensina 1
• Cuore: peptidi natriuretici
• Stomaco e Intestino tenue: gastrina, colecistochinina, grelina, peptide YY, ormoni enterici
• Tessuto adiposo: leptina
• Tessuto osseo: osteocalcina
• Placenta: estrogeni, progesterone

Ghiandole endocrine vs. Ghiandole esocrine

Ghiandole endocrine: Assenza di dotti: secrezioni (ormoni) nel sangue. Es. ipofisi e tiroide.

Ghiandole esocrine: Presenza di dotti, secernono il secreto all’esterno es. cute, superficie epiteliale, mucosa intestinale. Es. ghiandole sudoripare e salivari.

Endocrino + Esocrino: es. pancreas o cellule epatiche:

• Esocrine: secernono bile nei dotti biliari che portano poi nell’intestino tenue
• Endocrine: secernono albumina e fattori della coagulazione nel sangue

Sistema endocrino vs. Sistema nervoso

Sistema endocrino:

• L’ormone impiega alcuni secondi fino ad alcuni giorni per la sua azione
• Gli effetti ormonali possono durare giorni o più a lungo
• L’effetto è diffuso in tutto il corpo (es. tiroide o ormone crescita)

Sistema nervoso:

• Risponde allo stimolo in pochi millisecondi
• Quando uno stimolo cessa, blocca subito la sua risposta
• Ha un effetto specifico: la fibra nervosa innerva un solo organo e un numero limitato di cellule

Entrambi i sistemi si completano, si integrano e si regolano l’un l’altro nel Sistema Neuroendocrino. Comunicano chimicamente e alcune funzioni chimiche possono essere eseguite sia come ormoni sia come neurotrasmettitori es. dopamina (considerata come ormone quando è secreta dalle ghiandole surrenali e come neurotrasmettitore quando è secreta da un neurone cerebrale). Grazie all’attività di questi due sistemi, l’organismo riesce a mantenere costante il suo ambiente interno. Tale fenomeno fisiologico è detto omeostasi.

Funzioni

Funzione Endocrina:

• Cellula A → ormone → sangue → ormone → cellula B

Funzione Neurocrina:

• Cellula A (neurone) → assone → ormone → sangue → ormone → cellula B

Funzione Paracrina (comunicazione tra cellule vicine):

• Cellula A → ormone → liquido interstiziale → ormone → cellula B

Funzione Autocrina (la cellula secernente è anche la cellula bersaglio):

• Cellula A → ormone → cellula A

Natura chimica degli ormoni e tipi di recettori

Ormoni idrofilici:

• Ormoni peptidici e proteici: ormoni ipofisari, pancreatici e paratiroidei
• Ormoni derivati da amminoacidi: catecolamine (adrenalina e noradrenalina)
• Recettori di membrana

Ormoni idrofobici:

• Recettori intracellulari nucleari: ormoni tiroidei (tiroxina e triiodotironina)
• Ormoni steroidei derivanti dal colesterolo: sessuali, corticosurrenalici e colecalciferolo
• Recettori intracellulari citoplasmatici

Ormoni idrofilici

Sintesi: stesso meccanismo della sintesi delle proteine destinate ad essere secrete.

Secrezione: mediante esocitosi e trasporto in circolo disciolti nel plasma.

Meccanismo d’azione: si legano ad un recettore sulla membrana; agiscono tramite diverse vie di trasduzione del segnale dal 1^o messaggero (ormone extracellulare) in un 2^o messaggero intracellulare:

• Sistema adenilato ciclasi/AMP ciclico
• Sistema fosfolipasi C
• Canali ionici per il Ca⁺⁺
• Tirosina-chinasi

Ormoni lipofili

Secreti per diffusione semplice entrano in circolo dove sono trasportati legati a proteine trasportatrici. Nel sangue solo una minima parte di ormoni sono in forma libera e immediatamente disponibili per legarsi ai recettori specifici.

Diversi tipi di recettore – effettore

1. Canali ionici attivati da ligandi (recettori ionotropici): ioni → iperpolarizzazione o depolarizzazione → effetti cellulari. Scala temporale: millisecondi. Esempio: recettore nicotinico di ACh.
2. Recettori accoppiati a proteina G (recettori metabotropici): ioni → modifica dell’eccitabilità; secondo messaggero → rilascio di calcio/fosforilazione di proteine → effetti cellulari. Scala temporale: secondi. Esempio: recettore muscarinico di ACh.
3. Recettori accoppiati a chinasi: fosforilazione di proteine → trascrizione genica → sintesi proteica → effetti cellulari. Scala temporale: ore. Esempio: recettore delle citochine.
4. Recettori nucleari: nucleo → trascrizione genica → sintesi proteica → effetti cellulari. Scala temporale: ore. Esempio: recettore degli estrogeni.

Ipotalamo e Ipofisi

Ipotalamo: regola funzioni basilari dell’organismo che vanno dall’equilibrio idrico all’impulso sessuale e svolge molti dei suoi compiti attraverso l’ipofisi.

Ipofisi: ghiandola pituitaria attaccata all’ipotalamo da un peduncolo, parzialmente accolta nella sella turcica dell’osso sfenoide. Composta da due strutture: adenoipofisi e neuroipofisi, con origini indipendenti e funzioni separate.

Ipofisi anteriore/adenoipofisi

Non ha una connessione strutturale con l’ipotalamo, al quale è collegata da un complesso di vasi sanguigni detto sistema portale ipofisario, circolo nel quale il sangue passa attraverso due reti di capillari poste in serie. I capillari permettono uno scambio di sostanze con le cellule: tale disposizione permette agli ormoni di origine ipotalamica di entrare in circolo nella prima rete capillare e di uscire nella seconda rete di capillari nell’adenoipofisi, agendo direttamente su di essa senza dispersione nel circolo generale.

Ormoni ipofisi anteriore

Il lobo anteriore dell’ipofisi secerne 6 ormoni. I primi 4 sono chiamati tropici o trofici perché stimolano la crescita di altre ghiandole endocrine. I primi due, che hanno come bersaglio le gonadi, sono detti gonadotropine:

1. Ormone follicolo-stimolante (FSH): organi bersaglio ovaie e testicoli. Nella donna stimola la secrezione di estrogeni e la crescita dei follicoli ovarici che contengono gli ovociti. Nell’uomo stimola la produzione di sperma.
2. Ormone luteinizzante (LH): nella donna stimola l’ovulazione e il mantenimento del corpo luteo (quello che rimane dell’ovocita). Nell’uomo stimola i testicoli a secernere il testosterone.
3. Ormone stimolante la tiroide (TSH)/tireotropina: stimola la crescita della tiroide e la secrezione di ormone tiroideo.
4. Ormone adrenocorticotropo/corticotropina (ACTH): organo bersaglio la corticale del surrene. Regolazione delle risposte del corpo allo stress, accrescimento della corticale del surrene e secrezione dei glucocorticoidi.
5. Prolattina (PRL): organi bersaglio ghiandole mammarie e testicoli. Nella donna stimola la ghiandola mammaria a produrre latte e nell’uomo incremento della sensibilità al LH e della secrezione del testosterone.
6. Ormone della crescita (GH)/somatotropina: favorisce la mitosi e la differenziazione cellulare quindi stimola l’accrescimento generale dei tessuti, soprattutto di fegato (secerne fattori crescita insulino-dipendenti somatomedine o IGF), osso, cartilagine, muscolo e grasso.

Secrezione di GH: In età pubere la secrezione di GH aumenta fino a giungere il massimo nell’epoca della pubertà. Dopo i 30 anni inizia a calare. La diminuzione dei livelli di GH determina alcuni segni tipici della vecchiaia come una diminuzione della massa muscolare e un aumento del grasso corporeo. Il GH in circolo è legato a una proteina di trasporto detta GHBP che viene prodotta a livello epatico. Una volta giunto alla cellula bersaglio, i segnali specifici vengono elaborati.