Sistema endocrino e nervoso

SISTEMA ENDOCRINO

Comprende ghiandole o cellule che secernono ormoni, i quali funzionano da messaggeri chimici (trasportati dal sangue raggiungono il loro bersaglio modificandone l'attività).

Il sistema endocrino controlla numerose funzioni (crescita, riproduzione, difesa immunitaria, temperatura corporea, equilibrio idrico e salino). Ognuna di esse coinvolge vari organi (spesso non a contatto tra loro), per cui il sistema endocrino coordina le loro attività, affinché lavorino in modo armonico, mediante particolari molecole-segnale chiamate ormoni.

Le cellule che secernono ormoni sono dette endocrine, quelle che possiedono recettori per tali ormoni sono dette bersaglio. Gli ormoni diffondono nel circolo sanguigno in modo da poter 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 (ad esempio istamina, mediatore dell'infiammazione);

• autocrini agiscono sulle cellule che lo rilasciano (caso estremo di azione locale);

Gli ormoni sono molecole di piccole dimensioni e hanno composizione molto varia (condiziona le modalità di riconoscimento e di azione sulle cellule bersaglio).

Gli ormoni si possono suddividere in 3 gruppi:

• peptidici sono proteine, molecole idrosolubili che possono essere trasportate dal sangue, ma non attraversano facilmente la membrana. Vengono immagazzinati in vescicole nel citoplasma delle cellule che li producono per essere rilasciati tramite esocitosi.
• steroidei derivano dal colesterolo, sono liposolubili, per cui una volta in circolo 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 (aumento del ritmo di divisione cellulare, variazione permeabilità cellulare, attivazione/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. Per cui l'ormone interferisce con l'espressione del gene da parte della cellula.
• ormoni idrosolubili non possono attraversare la membrana, per cui i loro recettori si trovano sulla superficie cellulare. Avvenuto il legame, vengono messe in moto una serie di reazioni che attivano/disattivano enzimi del citoplasma.

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, epifisi. Alcune ghiandole producono solo ormoni, altre svolgono altre funzioni (ad esempio l'ipotalamo fa parte del SNC). Le ghiandole secernono gli ormoni nel liquido interstiziale che li trasferisce alla circolazione sanguigna e sono formate da tessuto epiteliale, ad eccezione di: - Ipotalamo, costituito da neuroni, alcuni dei quali possono produrre ormoni (chiamati cellule neurosecretrici); - Ipofisi, collocata sotto l'ipotalamo, si divide in parte anteriore (adenoipofisi che è 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, una piccola ghiandola,

collocata alla base del cervello, che produce la melatonina, rilasciata col buio e che contribuisce a coordinare i ritmi biologici giornalieri;

L'attività di secrezione delle ghiandole non è continua, si attivano in risposta a stimoli di varia natura (altre ghiandole come l'ipotalamo che stimola l'adenoipofisi, sostanze disciolte nel sangue come le paratiroidi che rispondono alle variazioni della calcemia, 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 (l'attività della ghiandola cessa in seguito alla produzione di un segnale da parte delle cellule bersaglio). L'attività della ghiandola però non si arresta mai in modo definitivo poiché la produzione dell'ormone avviene in

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Il sistema endocrino lavora in sinergia con il sistema nervoso. Gli ormoni regolano l'ambiente interno agendo sul metabolismo cellulare, però il nostro organismo vive in un ambiente da cui riceve stimoli. Delle relazioni con l'ambiente 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 (ad esempio adrenalina viene prodotta sia da cellule nervose che 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.

surrenali); • Ipotalamo e ipofisi agiscono come un sistema unico controllando l'attività della maggior parte delle ghiandole; 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 almomento del parto (aiuta il bambino a nascere e induce la produzione del latte), è l'ormone della socialità. Gli ormoni possono influenzare il sistema nervoso (ad esempio l'ossitocina stimola gli animali a mettere in atto le cure parentali). L'ADENOIPOFISI è una vera ghiandola che produce 4 ormoni (tropine) che controllano l'attività di altre ghiandole endocrine, regolandone l'attività (ad esempio gonadotropine LH e FSH, ACTH o corticotropina, TSH o tireotropina) e 5 ormoni che svolgono un'azione diretta su specifiche funzioni (ad esempio GH, endorfine (oppioidi endogeni), prolattina). GH perde la sua efficacia dopo i 21 anni ed agisce su una grande varietà di tessuti per stimolare la crescita dell'organismo (ad esempio induce il fegato a produrre messaggeri chimici chiamati somatomedine, chiamate anche fattore di crescita insulino simile, che stimolano la formazione del tessuto osseo e cartilagineo).

La prolattina stimola la crescita delle ghiandole mammarie e la produzione e secrezione di latte (nei maschi esercita un controllo sulla funzione endocrina dei testicoli).

L'ipotalamo controlla l'attività endocrina dell'adenoipofisi producendo neurormoni chiamati fattori di rilascio e inibizione che vengono rilasciati nel sangue. Il controllo ipotalamico è molto importante per adeguare l'attività ipofisaria ai cambiamenti ambientali.

La TIROIDE è una ghiandola posta davanti alla trachea che produce gli ormoni tiroidei e la calcitonina, ma può non funzionare per una causa ambientale. La tiroide è formata da follicoli entro i quali è contenuta la colloide. Nelle pareti dei follicoli sono presenti due tipi di cellule:

• tireociti producono l'ormone tiroideo (miscela di tiroxina T4 e triiodotironina T3) che aumenta il metabolismo cellulare nei tessuti e ha un ruolo cruciale nella crescita e nello sviluppo.
• cellule C

secernono la calcitonina. L'attività della tiroide è controllata dall'ipotalamo e dall'ipofisi: ipotalamo produce il fattore di rilascio TRH (ormone di rilascio della tireotropina) che raggiunge l'ipofisi, le cui cellule si attivano e producono TSH (ormone tireotropina) che stimola la tiroide a produrre l'ormone tiroideo. La catena di eventi è sottoposta a un controllo di feedback negativo (quando i livelli dell'ormone tiroideo sono elevati, viene rilasciato meno TSH). La regolazione dei livelli di calcio è di fondamentale importanza per l'omeostasi dell'organismo. Tenere sotto controllo la calcemia è difficile poiché il 99% del calcio è depositato nelle ossa che vengono continuamente modificate da osteoclasti e osteoblasti. Per cui i meccanismi di regolazione della calcemia sono sensibili e controllati da: - calcitonina serve a controllare il livello di calcio presente nel plasma (riduce la

1. Il paratormone lavora in coppia con la calcitonina, toglie il calcio dalle ossa e lo rilascia nel plasma (aumenta la calcemia).
2. La vitamina D ha la stessa funzione del paratormone (lavorano in sinergia), nel suo passaggio attraverso il fegato viene modificata e si trasforma nella forma attiva (calcitriolo) che svolge diverse funzioni.

Il PANCREAS è una ghiandola localizzata dietro lo stomaco che svolge funzioni endocrine ed esocrine e produce tre ormoni (insulina, glucagone, somatostatina) che controllano la glicemia (glucosio presente nel sangue). Le cellule pancreatiche si trovano raggruppate nelle isole di Langerhans, ognuna delle quali agisce indipendentemente dalle altre e nelle quali si possono distinguere tre tipi di cellule:

1. Le cellule beta che producono l'insulina;
2. Le cellule alfa che producono il glucagone;
3. Le cellule delta che producono la somatostatina.

Insulina e glucagone hanno azione antagonista poiché la prima abbassa la glicemia quando il livello di glucosio

è perché le cellule beta secernono questo ormone che facilita l'assorbimento del glucosio, mentre il secondo alza la glicemia poiché stimola le cellule epatiche a scindere il glicogeno e rilasciare il glucosio nel sangue.