23 marzo 2015

Fisiopatologia della
Termoregolazione
Sono detti omeotermi gli esseri viventi (mammiferi e uccelli) capaci
di mantenere costante la loro temperatura corporea.
La temperatura corporea fisiologica è geneticamente determinata.
Nell’uomo:
 Temperatura 37°C
 Minime oscillazioni nelle 24 h
 Nella donna in età feconda variazioni della temperatura corporea
in relazione al ciclo mestruale:
• Abbassamento di circa 0.5°C nel periodo preovulatorio
• Innalzamento di circa 0.5°C con l’ovulazione
• Tale aumento permane fino alla comparsa del flusso
mestruale
Termoregolazione
Il meccanismo della termoregolazione consente l’omeostasi
della temperatura corporea attraverso un corretto bilancio tra:
 Termogenesi (produzione di calore)
 Termodispersione (dissipazione del calore)
La termoregolazione è controllata dai centri termoregolatori
ipotalamici cui pervengono:
 Segnali locali - temperatura del sangue circolante nel
distretto ipotalamico
 Segnali periferici – temperatura dei distretti
periferici
rilevata da termocettori superficiali e profondi che sono
connessi al SNC.
Termogenesi
L’organismo può produrre calore attraverso l’attività metabolica
di tutte le sue cellule.
L’energia chimica degli alimenti (particolarmente carboidrati e
lipidi) è immagazzinata in molecole di ATP ad alto contenuto
energetico.
Le ATPasi (attivate da Ca2+, Na+, K+) trasformano l’ATP in
ADP+Pi.
La produzione di calore è il risultato di
 Processi involontari – principalmente l’azione sul
metabolismo di alcuni ormoni (tiroidei, adrenalina,
glicocorticoidi).
 Processi volontari – la contrazione muscolare.
Metabolismo Basale
Il Metabolismo basale corrisponde al calore (espressione del
metabolismo energetico) prodotto da un soggetto a digiuno, in
condizione di riposo ed in ambiente termicamente neutro.
Unità di misura è la caloria (c) – calore necessario per
aumentare di 1°C la temperatura di 1gr di acqua (da 14.5 a
15.5 °C).
Il fabbisogno giornaliero è di circa 1400-1800 c.
Per una misura indiretta del metabolismo basale si determina il
quoziente respiratorio (Q.R.)
Volume CO2/ Volume O2
Termodispersione
Il calore in eccesso è dissipato attraverso diverse vie.
La cute è certamente la via più efficiente
 Per l’estensione della superficie di scambio
 Per la vasodilatazione periferica
 Per la costante evaporazione del sudore (perspiratio insensibilis)
Il calore è inoltre dissipato
 Con la respirazione
 Con l’emissione di feci ed urina
 Con l’introduzione di cibi e bevande fredde
Gli scambi di calore possono avvenire essenzialmente per
 Conduzione
 Convezione
 Irraggiamento
 Evaporazione
Centri Termoregolatori
Sono localizzati nella regione preottica dell’ipotalamo e costituiti da neuroni
sensibili alle variazioni di temperatura rispetto alla temperatura di
riferimento (nell’uomo 37°C).

Neuroni W (sensibili a segnali termici al di sopra e al di sotto dei 37°C)

Neuroni I (insensibili agli stimoli termici)

Neuroni w (effettori della termodispersione)

Neuroni c (effettori della termogenesi)
Il modello proposto da Hammel nel 1965 definisce la termoregolazione
come bilancio di stimoli eccitatori ed inibitori sui centri termoregolatori e che
determinano una risposta

Termodispersiva (segnali termici > 37°C)

Termoconservativa (segnali termici < 37°C)
Ipertermie e Ipotermie non febbrili
Sono così denominate le condizioni di aumento o diminuzione della
temperatura corporea rispetto al valore di riferimento.
Possono essere di origine

Esogena

Endogena
Ipertermia di origine endocrina
Nell’ipertiroidismo, l’aumento dei livelli di orm. tiroidei induce:

Aumento della sintesi delle ATPasi (aumenta l’espressione
genica)

Stimola il rilascio di cationi

Stimola la lipolisi
Ipertermia maligna
L'ipertermia maligna (IM) è una malattia genetica dei muscoli scheletrici caratterizzata da
una risposta ipermetabolica a potenti gas anestetici volatili (alotano, sevoflurano,
desflurano e succinilcolina).
Raramente si manifesta dopo stress fisici secondari ad un eccessivo esercizio oppure al
calore.
E’ una malattia autosomica dominante (frequenza 1:3000) con crisi ipertermiche
improvvise (anche > 46°C) nei soggetti affetti.
Le modificazioni patofisiologiche della IM sono dovute a un aumento non controllato del
calcio mioplasmico, che innesca processi biochimici legati all'attivazione muscolare. A
seguito della deplezione di ATP viene compromessa l'integrità della membrana
muscolare, che produce iperkalemia e rabdomiolisi.
Geneticamente eterogenea, l’ipertermia maligna è principalmente dovuta a mutazioni del
gene RYR1 (19q13.1) che codifica il recettore della rianodina, proteina trasmembrana
che regola l’omeostasi del calcio.
La febbre
Distinta dalle altre forme di ipertermia per il peculiare meccanismo
patogenetico.
 Un’alterazione funzionale e reversibile dei neuroni dei centri
termoregolatori
Il decorso prevede:
 Fase del rialzo termico (sensazione di freddo, brividi, pallore e
vasocostrizione)
 Fase del fastigio (la temperatura si stabilizza su valori superiori a quello
di riferimento)
 Fase della defervescenza (sensazione di caldo, sudorazione,
abbassamento della temperatura)
Nella febbre si possono riconoscere andamenti caratteristi della
temperatura:
 F. continua (rialzo costante nel periodo del fastigio)
 F. remittente (oscillazioni superiori ad 1°C nel periodo del fastigio,
senza defervescenza)
 F. intermittente (periodi di ipertermia si alternano a periodi di apiressia)
Fisiopatologia generale endocrina
Gli ormoni sono storicamente indicati come sostanze prodotte da ghiandole
prive di dotti escretori (endocrine) e versati nel sangue che li veicola agli
organi bersaglio su cui esercitano la loro azione.
Il meccanismo di azione degli ormoni è in realtà comune ad un numero
crescente di molecole
prodotte da cellule e tessuti diversi (non
necessariamente endocrini)
 Neurotrasmettitori
 Citochine
I meccanismi di trasmissione del segnale possono essere molteplici
 Autocrino
 Paracrino
 Endocrino
 Intracrino
 Neurocrino
 Neuromodulatore
Tutti sono espressione della necessità di comunicazione tra le cellule che
concorrono a costituire un organismo pluricellulare complesso.
Le molecole ormonali
In base alla loro natura chimica si distinguono:

Ormoni di natura proteica (o. crescita, insulina, glucagone) e peptidica
(ipotalamici, ipofisari, ecc.)

Ormoni steroidei (glicocorticoidi, mineralcorticoidi, gonadici)

Ormoni derivati da aminoacidi (tiroidei, adrenalina e noradrenalina)
L’Endocrinologia è la disciplina che studia la biosintesi, secrezione,
trasporto e azione degli ormoni in condizioni fisiologiche ed in presenza di
alterazioni patologiche.
Moltissimi sono gli ormoni prodotti e le funzioni da essi regolate.
Meccanismo di azione ormonale
Il meccanismo di azione degli
ormoni può essere schematizzato
in una serie di eventi successivi:
 Biosintesi dell’ormone
 Secrezione
 Trasporto
 Interazione dell’ormone con
specifici
recettori
delle
cellule bersaglio
 Azione
(innesco
della
risposta da parte della
cellula con meccanismi di
modulazione
dell’espressione genica)
 Effetto
(con modificazioni
indotte
dall’azione
dell’ormone che investono
l’intero organismo).
Biosintesi degli ormoni (1)
Biosintesi degli ormoni (2)
Secrezione e Trasporto





Esocitosi (o. peptidici)
Diffusione (o. steroidei)
Ritmo circadiano
O. Idrosolubili – veicolati come soluti nel plasma
O. Liposolubili- veicolati da proteine plasmatiche (albumina,
altre proteine plasmatiche)
Trasduzione del segnale
La trasduzione del segnale ormonale è operata
da specifici recettori, talora presenti sulla
superficie delle cellule bersaglio.
I recettori sono molecole proteiche complesse
caratterizzate da:
 Elevata specificità per l’ormone (capacità di
legame)
 Elevata affinità per l’ormone (forza di
legame)
Il processo di trasduzione del segnale è un
processo complesso che vede coinvolti:
 Molteplici mediatori citoplasmatici attivati
secondo un modello di eventi a cascata
 Fenomeni
di
fosforilazione
e
defosforilazione delle proteine coinvolte che
modulano il processo di trasduzione
 Attivazione
dell’ espressione di geni
ormono-responsivi mediata da specifici
fattori trascrizionali attivati dalla trasduzione
del segnale ormonale.
Recettori per gli ormoni proteici (1)
Recettori per gli ormoni liposolubili
(steroidei e tiroidei)
Ipotalamo e Ipofisi
Controllo ipotalamo-ipofisario
Ipotalamo e ipofisi hanno un
ruolo
centrale
nel
complesso meccanismo di
regolazione del sistema
endocrino.
Ipofisi anteriore (Adenoipofisi)
Ipofunzioni endocrine (1)
La ridotta produzione di ormone/i da parte di una ghiandola può essere
distinta in:
 Ipofunzione primaria – alterazione che coinvolge il parenchima
ghiandolare
 Ipofunzione secondaria – conseguente ad un difetto nella stimolazione
Le ipofunzioni primarie possono dipendere da:
 Agenesia o malformazione
 Processi distruttivi a carico del parenchima ghiandolare
• Infezioni
• Neoplasie
• Malattie autoimmuni
• Difetti circolatori (ischemie, fenomeni emorragici)
 Alterazioni genetiche (mutazioni inattivanti di geni che codificano per
orm. Proteici o enzimi coinvolti nella sintesi di orm. Steroidei)
 Deficienze alimentari
Ipofunzioni endocrine (2)
Le ipofunzioni secondarie sono il risultato di una alterazione
dei meccanismi che regolano la produzione dell’ormone da
parte di una ghiandola.
E’ una situazione tipica delle ghiandole la cui attività è
controllata dall’ asse ipotalamo-ipofisario:
L’assente o ridotta produzione di un dato fattore di rilascio
ipotalamico o ormone ipofisario può avere come effetto la
ridotta produzione di ormone da parte della ghiandola
bersaglio
Ipofunzioni endocrine (3)
Ipofunzioni secondarie possono essere il risultato di:
 Difetti recettoriali
 Difetti post-recettoriali
Le alterazioni a carico dei recettori sono quasi sempre
dovute a mutazioni.
 Nanismo di Laron – epatociti deficienti del
recettore per il GH non producono la
somatomedina (IGF-1).
 Sindrome
di femminilizzazione testicolare –
Individui geneticamente maschi non esprimono il
recettore per gli androgeni
In alcuni casi l’alterazione che determina l’ipofunzione
(difetto post-recettoriale) può essere a carico di uno
qualsiasi degli intermedi coinvolti nella trasduzione del
segnale.
Iperfunzioni endocrine
L’eccessiva produzione di ormone/i da parte di una ghiandola può
essere distinta in:
 Iperfunzione
primaria
• Iperproduzione eutopica – adenoma ghiandolare
• Iperproduzione ectopica – neoplasia capaci di produrre
ormoni (sindromi endocrine paraneoplastiche)
 Iperfunzione
secondaria – conseguente ad un eccesso nella
stimolazione
• Adenomi ipofisari
• Malattie autoimmuni – Ipertiroidismo su base autoimmune
(morbo di Basedow-Graves)