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Sistema endocrino
Anna De Grandis, Camillo Carlo Pellizzari di San Girolamo, Giulio Pignatti, Francesca Pinghella - 2G Liceo Maffei 2015-2016
Componenti del sistema endocrino
Assenza di continuità anatomica
Struttura di una ghiandola
Struttura di una ghiandola
Regolazione degli ormoni
 Feedback
 Negativo
 Es. glicemia
 Positivo
 Es. coagulazione
 Demolizione
Classificazione degli ormoni
 Lipidici
 Steroidi
 Non lipidici
 Peptidici
 Es. ossitocina
 Proteici
 Es. insulina
 Amminici
 Es. adrenalina
Alcuni ormoni steroidei
Effetto degli ormoni steroidei
➔ Essendo piccoli e lipofili, entrano in tutte le cellule
➔ Si legano ai recettori ove presenti
 Nel nucleo si legano a una proteina specifica e avviano la trascrizione
di un mRNA
Effetto degli ormoni non steroidei
 Si combinano coi recettori (da
2mila a 100mila)
 Entrano nella cellula per
endocitosi mediata dai recettori
oppure, se non possono entrare in
quanto idrofobi, fanno partire un
“secondo messaggero” (ad
esempio l’adenosina monofosfato
ciclico, detta AMP ciclico).
Effetto degli ormoni
 Perché sono così efficaci
Grazie alla creazione a catena
di enzimi, che catalizzano le
reazioni e possono essere
utilizzati più volte
Ormoni negli animali: feromoni
★ Femmine
○ Periodo degli accoppiamenti
★ Maschi
○ Delimitazione del territorio
■ Esseri umani
Ophrys bertolonii
Stimoli del sistema endocrino
 Altri ormoni
 Sostanze chimiche
 Stimoli nervosi del sistema
nervoso autonomo
 Sistema neuroendocrino
Bersagli del sistema endocrino
 Cellula bersaglio
 Effetto autocrino
 Cellule vicine dello stesso
tipo
➔ Effetto paracrino
 Cellule vicine di tipo diverso
Le ghiandole endocrine dell’encefalo
● Ipofisi
● Epifisi
● Ipotalamo
L’ipofisi o ghiandola pituitaria
● Ghiandola endocrina che svolge un ruolo
regolatore fondamentale nei confronti di altre
ghiandole endocrine
● situata nella parte inferiore del cranio, sotto
l’ipotalamo, all’interno dell’osso sfenoide nella
fossa ipofisaria della sella turcica
L’ipofisi o ghiandola pituitaria
1. adenoipofisi→ lobo anteriore
1. parte intermedia→ separa le due parti
● forse ha una funzione trofica verso i
melanociti mediante l’ormone MSH
intermedina
1. neuroipofisi→ lobo posteriore
Adenoipofisi
● formata da cellule disposte a cordoni e a nidi
● le cellule possono essere essenzialmente di due
tipi:
1. Cromofile
❏ Acidofile o PAS❏ Basofile o PAS+
1. Cromofobe → si pensa siano cellule staminali
Ormone
Cellule bersaglio
Effetto
Somatotropina (GH o STH)
ossa e muscoli
ormone della crescita, stimola la sintesi proteica
Prolattina
ghiandole mammarie
simola la secrezione di latte
Adenocortitropo (ACTH)
corticale surrenale
stimola la produzione di cortisolo
Tireotropina (TSH)
tiroide
stimola la produzione di tiroxina
Follicolo stimolante (FSH) e
luteizzante (LH)
gonadi
stimola la gametogenesi e la secrezione degli ormoni
sessuali estrogeni e testosterone
Neuroipofisi
● formata da dendriti di neuroni il cui nucleo è
nell’ipotalamo e pituiciti che svolgono una
funzione trofica e di sostegno
● funzione di deposito per due ormoni prodotti
nell’ipotalamo:
❏ Ossitocina
- Accelera le contrazioni uterine durante il travaglio
- Responsabile della fuoriuscita del latte dalle
cellule in cui viene sintetizzato
❏ Ormone antidiuretico o vasopressina ADH
- Diminuisce l’escrezione di acqua da parte dei reni
- Fa aumentare la pressione sanguigna di
conseguenza a circostanze come emorragie o
gravi perdite di sangue
Appare più chiara dell’adenoipofisi:
❏ Formata da meno cellule → meno nuclei
❏ i neuroni si colorano poco o non si
colorano a causa della guaina mielinica
Adenoipofisi e Neuroipofisi: come funzionano?
Adenoipofisi:
● Stimoli del sistema nervoso vanno a
stimolare alcune cellule dell’ipotalamo che
producono due tipi di ormoni:
❏ RH relasing hormones → stimolano la
produzione di ormoni ipofisari (GHRH, TRH,
PRH, GnRH)
❏ IH inhibiting hormones → fanno cessare la
produzione di ormoni ipofisari (GHIH, PIH)
● In seguito all’azione degli RH, l’adenoipofisi
è stimolata a produrre gli ormoni ipofisari
Neuroipofisi
● Stimoli del sistema nervoso vanno a
stimolare alcune cellule dell’ipotalamo che
producono direttamente gli ormoni della
neuroipofisi: ADH e ossitocina
Epifisi o ghiandola pineale
● È situata nell’epitalamo al centro del
cervello, è collegata mediante
peduncoli epifisari (fasci nervosi pari e
simmetrici) alle circostanti parti nervose
● È costituita da alcune cellule dette
pinealociti organizzate in cordoni tra le
quali sono presenti le fibre reticolari di
connettivo
● Secerne melatonina che agisce sull’ipotalamo
● L’attività di quest’ormone contribuisce a regolare il ritmo veglia-sonno, riposo-attività, oltre il ciclo ovarico,
la respirazione, la frequenza cardiaca, l’escrezione urinaria di potassio
● Durante il giorno con la luce vi è la produzione di serotonina: causa buon umore, serve a tollerare il
caldo, aumenta l’appetito, stimola l’eccitazione sessuale, permette al corpo di stare sveglio.
● Durante la notte è convertita dall’epifisi in melatonina che ha le funzioni opposte alla serotonina
● Durante la pubertà la produzione di melatonina diminuisce per non contrastare la produzione di ormoni
sessuali
Ipotalamo
● Situato appena al di sopra dell’ipofisi è una struttura
anatomica neuroendocrina che svolge molteplici funzioni
● Le sue cellule sono veri e propri neuroni → cellule
neurosecretrici
● Sintetizza:
❏ Ossitocina e ormone antidiuretico ADH →
immagazzinati nella neuroipofisi
❏ RH e IH → stimolano o inibiscono la produzione di ormoni
da parte dell’adenoipofisi
❏ prostaglandine→ Non sono veri e propri ormoni ma
molecole derivanti da acidi grassi prodotte da quasi tutte le
cellule. Esse:
- Influenzano la temperatura basale del corpo e sono
responsabili della febbre.
- Stimolano la muscolatura liscia (utero).
- Influenzano la coagulazione del sangue
- Con l’istamina agiscono come mediatori chimici
dell’infiammazione
La tiroide: struttura
● Ghiandola endocrina posta alla base del
collo, davanti alla trachea e sotto la laringe
● Formata da due lobi e da un istmo
● Il tessuto è costituito di follicoli (lacune
ricche di secreto), cellule follicolari e
cellule parafollicolari (cellule C)
● Secerne tre importanti ormoni: tiroxina,
triiodotironina e calcitonina
La tiroide: tiroxina e triiodotironina
● Le cellule follicolari producono la glicoproteina tireoglobulina
● Sotto l’influenza dell’ormone ipofisario TSH le cellule follicolari riassorbono
la tireoglobulina e la scindono in due ormoni tiroidei: la tiroxina (T4) e la
triiodotironina (T3)
● Funzioni degli ormoni tiroidei:
- aumentano il metabolismo cellulare (produzione e consumo di ATP)
- aumentano la produzione di calore e quindi la temperatura corporea
- stimolano la sintesi proteica, il consumo di glucosio e acidi grassi
- influenzano lo sviluppo scheletrico e nervoso
Ghiandole paratiroidi
● Ghiandole endocrine più piccole oggi conosciute, inserite nel tessuto della superficie posteriore
della ghiandola tiroide
● Producono l’ormone paratiroideo (PTH), detto anche paratormone
Tiroide e ghiandole paratiroidi:
omeostasi del calcio
● Cellule parafollicolari della tiroide producono calcitonina
● Cellule delle paratiroidi producono PTH
● Ormoni antagonisti:
- la calcitonina abbassa la calcemia, stimola l’assorbimento del calcio da
parte delle ossa e inibisce sia l’assimilazione intestinale degli ioni calcio
degli alimenti che il loro riassorbimento da parte dei reni
- il PTH aumenta la calcemia, stimola il tessuto osseo a liberare il calcio nel
sangue, favorisce l’assorbimento degli ioni calcio nell’intestino e nei reni
Le ghiandole surrenali
● Situate sopra i due reni, sono formate
da due porzioni:
- porzione esterna o corticale surrenale,
produce ormoni steroidei
- porzione centrale o midollare
surrenale, produce catecolamine
Corticale surrenale
1) Aldosterone (mineralcorticoide): regola le concentrazioni ioniche
degli ioni sodio e potassio
2) Cortisolo (glicocorticoide):
- promuove la formazione di glucosio a partire da proteine e
grassi
- in casi di emergenza riduce l’utilizzo di glucosio di molte cellule
favorendo l’attività di cervello e cuore
- sopprime le risposte infiammatorie e immunitarie
3) Androgeni ed estrogeni in quantità minime
Midollare surrenale
1) Dopamina: mediatore chimico implicato nella
trasmissione dell’impulso nervoso nelle sinapsi
del sistema nervoso centrale
2) Adrenalina e noradrenalina:
- accelerano il battito cardiaco
- aumentano la pressione sanguigna
- stimolano la respirazione
Risultato: reazione rapida dell’organismo tipica delle
situazioni di pericolo
● Le catecolamine aumentano la concentrazione di
glucosio ematico
Il pancreas
● Grande ghiandola posta sotto il diaframma e
annessa all’intestino tenue è sia endocrina
che esocrina.
Parte endocrina:
- cellule alfa e cellule beta (nelle isole di
Langerhans)
- cellule delta
● Cellule alfa e beta producono insulina e
glucagone: regolazione del metabolismo del
glucosio
● Cellule delta producono somatostatina:
inibisce la secrezione di alcuni ormoni come
la somatotropina e la prolattina
Regolazione del glucosio ematico
● Le cellule beta secernono insulina, che abbassa la concentrazione di
zucchero ematico favorendo:
- assorbimento del glucosio da parte delle cellule
- conversione del glucosio in glicogeno (nel fegato) e in grassi (nelle
cellule adipose)
- aumento di proteine e acidi grassi nelle cellule
● Le cellule alfa secernono glucagone, che aumenta la concentrazione
di zucchero ematico stimolando nel fegato la scissione del
glicogeno in glucosio e la scissione di grassi e proteine.
Diverso stimolo: sistema nervoso parasimpatico (insulina) e simpatico
(glucagone)
● Sei ormoni coinvolti in modo da assicurare la presenza costante di
glucosio nelle cellule cerebrali: ormone della crescita, cortisolo,
adrenalina, noradrenalina, insulina e glucagone.
Altre cellule con funzione endocrina
● All’interno di organi con parziale funzione endocrina: agglomerati di cellule o cellule isolate
secernono ormoni in risposta a stimoli specifici
Organo
Ormone
Funzione
Cuore
peptidi natriuretici cardiaci
volume dei vasi e equilibrio idrosalino
Stomaco
gastina
contrazione e secrezione
Fegato
somatomedina
processi di crescita dei bambini
Reni
Timo
a) renina-angiotensina
b) eritropoietina
timosina
a) vasocostrizione, secrezione di aldosterone e ormone
antidiuretico
b) produzione globuli rossi nel midollo osseo
attività sistema immunitario
Cause ormonali e nervose dello stress
Stress immediato e di breve durata
● Nella fase di allarme (stress immediato e di breve durata) la
midollare surrenale produce adrenalina e noradrenalina:
- tachicardia, sudorazione, contrazione muscolare
- sangue affluisce maggiormente al cuore e al cervello (pallore,
mani e piedi freddi, blocco digestione)
Stress di lunga durata
● Nella fase di resistenza la corticale surrenale produce cortisolo
e ormoni tiroidei:
- innalzano la glicemia
● Nella fase di esaurimento l’eccesso di ormoni in circolo
(soprattutto cortisolo) provoca:
- iperglicemia ed esaurimento delle cellule beta del pancreas
- affaticamento, depressione del sistema immunitario, gastrite,
sindrome del colon irritabile, ansia
Patologie del sistema endocrino
Malattie endocrine
Si dividono in:
• Malattie derivanti da una produzione
eccessiva o insufficiente di un ormone da
parte di una ghiandola endocrina specifica,
dovuti a una disfunzione del meccanismo di
regolazione endocrino;
• Malattie derivanti dallo sviluppo di lesioni
(ad esempio noduli o neoplasie) di parti del
sistema endocrino. La maggior parte dei
tumori e dei noduli endocrini sono benigni,
ma possono interferire con la produzione
ormonale.
Diabete mellito
“Dolce”: elevata concentrazione di glucosio nel sangue, dovuta a un limitato utilizzo di
glucosio da parte delle cellule e dalla scissione del glicogeno epatico e muscolare in
glucosio.
Sintomi: poliuria e polidipsia, nonché polifagia (fame accentuata).
•
•
Tipo I (o insulino-dipendente): insorge nei primi 18 anni di età, ereditario, dovuto
all’autodistruzione dei produttori di insulina (meccanismo autoimmune). Il malato deve
iniettarsi insulina in corrispondenza coi pasti;
Tipo II (o insulino-resistente): in età matura, dovuto a una diminuzione/minore
sensibilità dei ricettori per l’insulina. Nasce a causa dello stile di vita e
dell’alimentazione (grassi, alcolici, etc.) e si cura con dieta e farmaci ipoglicemizzanti.
Malati nel mondo: 5% (90% di tipo II). Malati in Italia: 3%. Malati in USA: 6%.
Diabete insipido (DIN)
Sintomi: poliuria (5-25 litri di urina poco concentrata al giorno) e, di conseguenza,
polidipsia (sete intensa)
•
•
•
L’urina, prodotta in gran quantità, è
poco concentrata; da qui il nome
“insipido”;
Alterazione dei meccanismi di
funzionamento (o della
produzione/secrezione) dell’ormone
ADH (antidiuretico)
Non si riscontrano alterazione nella
concentrazione di glucosio
Patologie della crescita
•
•
•
Nanismo ipofisario: viene prodotta una quantità
insufficiente di ormone della crescita (somatotropina), il
bambino smette di crescere. Rispetto ad altre forme di
nanismo le parti del corpo rimangono proporzionate, ma
l’altezza non supera 120 cm;
Gigantismo: viene prodotta una quantità eccessiva di
somatotropina, il bambino cresce eccessivamente, fino a
raggiungere 210-240 cm (giocatori di basket);
Acromegalia: negli adulti (finita la crescita delle ossa),
un’eccessiva produzione di somatotropina causa aumento
della grandezza delle mascelle, mani e piedi (strutture con
tessuti sensibili a effetti ormone).
Robert Wadlow, 272 cm
Ipertiroidismo
•
•
•
•
Iperattività della ghiandola tiroide, che rilascia
troppi ormoni tiroidei nell’organismo;
Sintomi: ingrossamento della tiroide (gozzo),
perdita di peso, sudorazione, iperattività,
aumento del battito cardiaco, esoftalmo;
Cause: formazione di noduli, tiroidite,
“malattia di Graves” (più frequente per le
donne);
Cure: farmaci che inibiscono l’attività tiroidale
o asportazione chirurgica della parte iperattiva
Ipotiroidismo
•
•
•
•
La tiroide non funziona o non produce sufficienti ormoni;
Sintomi: rallentamento del metabolismo, stanchezza, depressione e, in età
infantile, intacca lo sviluppo delle cellule celebrali, portando a cretinismo,
difetti di udito, parola, stazione eretta, nanismo e obesità;
Cause: carenza alimentare di iodio (Paesi in via di sviluppo), tiroidite di
Hashimoto (malattia autoimmune) per la quale il sistema immunitario
distrugge la tiroide
Si può prevenire con l’assunzione sistematica di sale iodato.
Noduli della tiroide
•
•
•
•
•
Ingrossamenti circoscritti di parte della tiroide, singoli
o multipli;
Nessun sintomo, ci si accorge attraverso palpazione
(10-20% dei casi) o valutazione ecografica (50%);
I noduli iperfunzionanti possono portare i sintomi
dell’ipertiroidismo;
Solo il 5-10% sono tumori maligni;
Contando anche i noduli piccoli irrilevabili se non
attraverso tecniche avanzate, 30-60% della
popolazione li ha.
Altre insufficienze
•
•
Ipopituitarismo: deficit nella secrezione
di uno degli otto ormoni prodotti dalla
ghiandola pituitaria (ipofisi), i sintomi
dipendono da quale ormone è carente.
Insufficienza surrenalica: la quantità
dell'ormone cortisolo o dell’aldosterone
rilasciata dalla ghiandola surrenalica è
insufficiente. I sintomi sono stanchezza,
disturbi di stomaco e disidratazione. Il
morbo di Addison è una tipologia di
insufficienza surrenalica.
Diagnosi e trattamento delle patologie
L’endocrinologo è lo specialista dei problemi del sistema endocrino;
• I sintomi delle varie patologie sono diversi, di solito comune è la sensazione
di stanchezza e debolezza;
• Per determinare un disturbo endocrino, bisogna verificare il livello
ormonale, attraverso analisi del sangue e delle urine. Test di imaging sono
utili per individuare un nodulo o un tumore.
• Il trattamento dei disturbi può essere complicato in quanto un cambiamento a
livello ormonale può ripercuotersi sugli altri ormoni e ghiandole.
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Bibliografia
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Helena Curtis, N. Sue Barnes, Adriana Schnek e Graciela Flores, Invito alla
biologia.blu PLUS: Il corpo umano con Biology in English, a cura di Laura
Gandola e Roberto Odone.
Alcune immagini sono tratte dai materiali online di questo libro.
Malattie del sistema endocrino, Wikipedia
http://www.oldeconomy.org/2013/03/disturbi-dellapparato-endocrino-causesintomi-e-tipologie.html