FISIOLOGIA UMANA
Dott. Ernesto Rampin
ANNO ACCADEMICO 2007-2008
SISTEMA ENDOCRINO
DEFINIZIONE
Il sistema endocrino è costituito da numerosi organi di
tipo ghiandolare, localizzati in varie sedi e dotati di una
specifica azione regolatrice su determinate funzioni
caratteristiche di certe popolazioni cellulari o, alcune
volte, comuni a tutte le cellule dell’organismo.
La funzione viene esercitata attraverso la secrezione di
sostanze, dette ormoni, riversate direttamente nella
corrente ematica.
L’azione ormonale si attua attraverso il legame con
recettori presenti sulle cellule.
Il complesso ormone-recettore agisce sulla funzionalità
cellulare modificandone il comportamento.
Il sistema endocrino contribuisce quindi al mantenimento
della omeostasi.
FUNZIONI DEL SISTEMA ENDOCRINO
Controllo su alcune costanti interne:
tasso glicemico,
osmolarità plasmatica
rapporto elettrolitico sodio/potassio
tasso calcemico plasmatico
Controllo su attività fondamentali comuni:
produzione di energia
accrescimento
Controllo sulla attività riproduttiva e lattazione
GHIANDOLE ENDOCRINE
I principali organi proposti alla secrezione endocrina
sono:
Sistema ipotalamo – ipofisi
Tiroide
Paratiroidi
Pancreas
Surreni
Gonadi: testicolo, ovaio
GHIANDOLE
ENDOCRINE
Nel maschio i
testicoli secernono
testosterone
CLASSI DI ORMONI
Gli ormoni appartengono a tre classi biochimiche:
Ormoni peptidici: formati da catene di aminoacidi.
Ormoni steroidei: derivati dal colesterolo e aventi
il gruppo policiclico:
Ormoni derivati dalla fenilalanina:
ormoni tiroidei e catecolamine
ORMONI PEPTIDICI: MECCANISMO D’AZIONE
L’ormone agisce sulla
cellula che presenta un
recettore specifico nella
membrana cellulare.
Il complesso ormonerecettore, oltre che
modificare la
permeabilità di
membrana, può attivare
sistemi enzimatici
attraverso l’azione di
proteine regolatrici,
inducendo la cellula a
svolgere attività
particolari (es: nel rene
incrementare
l’assorbimento di sodio
e acqua).
ORMONI STEROIDEI: MECCANISMO D’AZIONE
L’ormone steroideo entra
nel citoplasma cellulare,
si lega ad un recettore e
migra al nucleo.
Entra nel nucleo e, tramite
l’azione di un sistema
enzimatico, modifica il
comportamento del DNA,
sia stimolando la sua
duplicazione oppure
modificando la sintesi
proteica
DERIVATI DA FENILALANINA
Dalla fenilalanina derivano gli ormoni tiroidei che
superano la membrana cellulare, la membrana
nucleare e la membrana mitocondriale. La loro azione
è di potenziamento dei processi ossidativi, in modo
diretto nei mitocondri e indirettamente con la
produzione di particolari proteine da parte del cellula.
Dalla fenilalanina derivano le catecolamine adrenalina
e noradrenalina. L’attività ormonale spetta alla
adrenalina con recettori ubiquitari (sulla maggior
parte delle cellule) con azioni di stimolazione o di
depressione.
(vedere la sintesi dei vari ormoni nella slide successiva)
SINTESI DI ORMONI TIROIDEI E
CATECOLAMINE
REGOLAZIONE ORMONALE
La secrezioni degli ormoni deputati al mantenimento
delle costanti interne è regolata dalla variazione
della stessa costante.
Nei casi in cui l’aumento o la diminuzione della
secrezione ormonale è legata all’aumento o alla
diminuzione della costante interna, si parla di
controllo a feed back positivo.
Es.: All’aumentare della glicemia, aumenta la
produzione di insulina.
Se all’aumentare della costante diminuisce la
secrezione di ormone e viceversa si parla di
controllo a feed back negativo.
Es.: All’aumentare degli estrogeni presenti nel sangue
diminuisce la produzione di FSH.
FEED – BACK POSITIVO
PANCREAS
+ insulina
- insulina
INSULINA
- GLUCOSIO
+ GLUCOSIO
GLUCOSIO BASALE
FEED – BACK NEGATIVO
IPOFISI
- FSH
+ FSH
FSH
FOLLICOLO OVARICO
+ ESTROGENI
- ESTROGENI
ESTROGENI BASALI
sistematica
PANCREAS ENDOCRINO
Il pancreas, nei gruppi cellulari che formano le isole del Langherans,
produce l’ormone insulina.
In numerose cellule distribuite nel corpo ghiandolare produce
l’ormone glucagone.
I due ormoni sono formati da una sequenza di aminoacidi quindi
ormoni peptidici.
I recettori sono presenti in tutte le cellule dell’organismo.
L’insulina aumenta la permeabilità di membrana per il glucosio,
mentre il glucagone si oppone a questa azione.
L’azione combinata dei due ormoni permette un corretto ingresso di
glucosio nella cellula, necessario al metabolismo.
La quantità di insulina secreta è controllata dal tasso di glucosio nel
sangue con feed back positivo.
Una ridotta o anomala secrezione di insulina porta a iperglicemia, la
malattia che ne consegue è il diabete.
Un aumento della secrezione di insulina comporta uno stato di
ipoglicemia.
PARATIROIDI - GENERALITÀ
Le paratiroidi sono quattro piccole formazioni
ghiandolari situate nella parte posteriore della tiroide.
(vedi slide “tiroide e paratiroidi”)
Secernono il paratormone (PTH) peptidico, che
controlla, con feed back negativo, il tasso di ione
calcio nel sangue (calcemia) con azione
ipercalcemizzante (aumenta la quantità di Calcio nel
sangue), attraverso:
una azione di demineralizzazione dell’osso,
un aumentato assorbimento del calcio tubo digerente,
aumentando il riassorbimento renale.
All’azione ipercalcemizzante del PTH si oppone l’ormone
calcitonina (CT) peptidico, prodotta dalla tiroide che
aumenta il processo di calcificazione ossea.
PARATIROIDI
mineralizza
PARATIROIDI
calcitonina CT
PTH
rene
- escrezione
osso
demineralizzazione
CALCEMIA
Tubo digerente
+ assorbimento
IPOFISI – GENERALITÀ
L’ipofisi si trova alla base del cranio alloggiata nella sella
turgica. Si compone di due strutture istologicamente
differenti:
Adenoipofisi nella parte anteriore, di origine epiteliale.
Neuroipofisi nella parte posteriore, di origine nervosa.
L’ipofisi è strettamente legata all’ipotalamo (struttura
encefalica profonda) e quindi attraverso connessioni
nervose alla corteccia cerebrale.
Secerne numerosi ormoni, tutti peptidici, alcuni dei quali
agiscono su organi specifici, altri stimolano (o
deprimono) altre ghiandole endocrine a produrre a loro
volta ormoni specifici.
A sua volta l’ipofisi è controllata dall’ipotalamo sia
attraverso terminazioni nervose, sia attraverso “fattori
di rilascio”.
IPOFISI
ADENOIPOFISI
L’adenoipofisi secerne gli ormoni:
GH (growth H.) o dell’accrescimento o ormone
somatotropo. Agisce sulle strutture muscolari e ossee
regolando l’accrescimento.
ACTH (ormone adrenocorticotropo). Stimola la corteccia
della ghiandole surrenali (vedi) a produrre cortisolo.
TSH (ormone tireotropo). Stimola la tiroide (vedi) a
produrre gli ormoni tiroidei.
FSH (ormone follicolostimolante). Stimola la maturazione
del follicolo ovarico nella donna e la spermatogenesi
nel maschio.
LH (ormone luteinizzante). Permette la formazione del
corpo luteo nell’ovaio femminile.
PRL (prolattina). Stimola la ghiandola mammaria alla
produzione del latte dopo la gravidanza.
ADENOIPOFISI
NEUROIPOFISI
La neuroipofisi secerne:
ADH (ormone antidiuretico). Agisce sul tubulo contorto
distale e sui tubuli collettori del rene controllando la
diuresi (assorbimento facoltativo).
Ossitocina. Ormone che al momento del parto avvia e
mantiene le contrazioni uterine necessarie
all’espulsione del feto e stimola la lattazione insieme
alla prolattina
In una zona intermedia tra adeno e neuroipofisi, sembra
venga secreto l’ormone
MSH (ormone melanocita stimolante). Agisce sui
melanociti stimolando la produzione di melanina e
quindi il colore più o meno scuro della cute.
NEUROIPOFISI
TIROIDE
La tiroide si trova alla base del collo. Sotto il controllo
del TSH ipofisario secerne gli ormoni tiroidei,
prodotti iodati della tirosina
Tiroxina T4 (tetraiodotironina) e Triiodotironina T3
Agiscono sui mitocondri cellulari intervenendo nel
metabolismo controllando il consumo di ossigeno e
quindi la produzione di calore.
Le cellule della tiroide trasportano attivamente lo iodio
introdotto con gli alimenti dal sangue e sintetizzano
gli ormoni. L’azione dei due ormoni è analoga con T3
più attivo.
Il controllo diencefalo-ipofisario è del tipo feed-back
negativo.
TIROIDE E PARATIROIDI
AZIONE DELLA TIROIDE
ipofisi
TSH
tiroide
Controllo
bilancio
azotato
T3 T 4
Consumo di
ossigeno e
produzione di
calore
Controllo
metabolismo
glucidico
Controllo
metabolismo
lipidico
DISTIROIDISMI
IPOTIROIDISMO
IPERTIROIDISMO
GHIANDOLE SURRENALI
Sono posizionate sopra i reni. Presentano due strutture
istologicamente differenti:
Corticale, nella parte periferica di origine epiteliale. Si
distinguono istologicamente tre zone concentriche
(glomerulare, fascicolata, reticolare) ognuna delle quali
è preposta alla sintesi e secrezione di un ormone
specifico. Gli ormoni della corteccia surrenalica sono
steroidi, con capostipite il colesterolo. La zona
fascicolata e reticolare sono controllate dall’ACTH.
Si riconosce una via comune in tutta la corticale che dal
colesterolo porta alla sintesi di pregnenolone e
progesterone, quindi ogni zona produce un ormone
particolare.
Midollare, nella parte centrale di origine nervosa.
SURRENI
ORMONI CORTICOSURRENALICI
colesterolo
pregnenolone
progesterone
idrossiproge
sterone
desossicortico
sterone
via comune
deidroepiandro
sterone
androstenedione
desossicortico
sterone
aldosterone
testosterone
midollare
RETICOLARE
corticosterone
cortisolo
FASCICOLATA
estradiolo
capsula
GLOMERULARE
AZIONE ORMONI CORTECCIA SURRENALE
a)
b)
c)
Aldosterone: Regola il riassorbimento di sodio
e quindi di acqua, nel nefrone distale e nei
tubuli collettori (assorbimento facoltativo).[V.
rene]
Cortisolo:
stimola la neoglicogenesi epatica a spese degli
aminoacidi provenienti dal tessuto muscolare;
riduce i processi infiammatori;
riduce la proliferazione fibroblastica ritardando
i processi di cicatrizzazione.
Testosterone (e estradiolo): ormoni della
riproduzione
ORMONI MIDOLLARE SURRENALE
Sono ADRENALINA e NOR-ADRENALINA.
Derivano dalla TIROSINA (aminoacido) passando
attraverso DOPA (diidrossifenilalanina) e DOPAMINA
(diidrossifeniletilalanina)
TIROSINA
idrossifenilalani
na
DOPA
diidrossifenilalanina
NOR-ADRENALINA
30%
Recettori α
DOPAMINA
diidrossifeniletilalanina
ADRENALINA
70%
Recettori α e β
AZIONE ORMONI MIDOLLARE SURRENE
Adrenalina e nor-adrenalina sono dei neurotrasmettitori
e agiscono su tutte le cellule attraverso recettori
denominati α e β, aventi azioni simili. La noradrenalina stimola i recettori α, mentre l’adrenalina i
recettori α e β
La loro azione si esplica:
sull’apparato cardiovascolare aumentando le resistenze
periferiche inducendo tachicardia,
sull’apparato respiratorio come broncodilatatore,
sul metabolismo provocando glucogenolisi,
sull’apparato digerente riducendo la motilità intestinale.
(vedere anche sistema nervoso autonomo)
ORMONI DELLA RIPRODUZIONE
MASCHILE
L’ormone della riproduzione nel sesso maschile è il
testosterone secreto dalla corteccia surrenale e dal
testicolo.
Nell’età fertile la maggior parte del testosterone viene
prodotto nel tessuto interstiziale del testicolo in modo
continuo sotto l’azione della ipofisi.
La sua azione si esplica:
nel periodo fetale, nella virilizzazione dei genitali
esterni
nell’età adulta, nella maturazione sessuale e nella
spermatogenesi
ORMONI DELLA RIPRODUZIONE
FEMMINILE
Gli ormoni della riproduzione nel sesso femminile sono
gli estrogeni e il progesterone.
Gli estrogeni, in parte provengono dalla trasformazione
enzimatica del testosterone surrenalico nel tessuto
adiposo ma, nella donna fertile, la maggior parte
proviene dal follicolo ovarico sotto il controllo della
ipofisi (FSH).
Il progesterone, ormone steroideo, viene prodotto
dall’ovaio nella seconda parte del ciclo mestruale: ha
la funzione di mantenere l’endometrio idoneo
all’annidamento dell’ovulo fecondatato.
Gli ormoni sessuali femminili seguono un ciclo
circadiano di circa 28 giorni controllato dalla ipofisi.
OVAIO
CICLO MESTRUALE
L’ipofisi, sotto l’influenza dell’ipotalamo, secerne FSH che porta alla
maturazione di un follicolo ovarico.
Questi, durante la maturazione, secerne estrogeni.
A metà ciclo mestruale si raggiunge la maggior concentrazione di
estrogeni che , con feed back negativo, riducono la produzione
di FSH.
Contemporaneamente inizia la secrezione di LH che raggiunge la
massima concentrazione a metà ciclo, quando si verifica
l’ovulazione. Il follicolo che ha espulso l’ovulo, cicatrizza
formando il corpo luteo che produce, sotto l’azione dell’LH, il
progesterone. Questo ormone agisce sull’endometrio
aumentando la proliferazione cellulare e la angiogenesi,
predisponendo la mucoso uterina ad accogliere l’ovulo
fecondato. Se non vi è fecondazione, verso il 28^ giorno si
verifica un calo di LH e una rapida riduzione del progesterone
che, a livello uterino, comporta una vasocostrizione con
successiva vasodilatazione ischemica e conseguente
sfaldamento emorragico dell’endometrio: mestruazione.
FECONDAZIONE
Quando a circa metà ciclo mestruale, si sia verificata la
fecondazione dell’ovulo, in due tre giorni questi migra
nell’utero e si annida nell’endometrio. Si sviluppa il
trofoblasto, struttura che permette lo sviluppo
dell’uovo e che diventerà poi la placenta.
Il trofoblasto produce l’HCG (gonadotropina corionica
umana) che imitando l’azione del progesterone
impedisce la mestruazione e mantiene l’endometrio
idoneo alla formazione della placenta e al
proseguimento della gravidanza.
CICLO
MESTRUALE
SIGLE ORMONI
ACTH
ADH
RF
CT
DEA
DIT
DOC
E
FSH
GH
AdrenoCorticoTropic H.
AntiDiuretic H.
Releasing Factor
CalciTonina
DiidroEpiAndrosterone
DiIodoTirosina
DesOssiCorticosterone
Estrogeni
Follicle Stimulating H.
Growth H
HCG
LH
MSH
Pr
PRL
PTH
T3
T4
TSH
Human Chorionic
Gonadotropin
Luteinizing H
Melanocyte Stimulating H
Progesterone
Prolattina
ParaTHormone
Triiodotironina
Tiroxina (Tetraiodotironina)
Thyroid Stimulating H
