ormoni - Omero

Sistema Endocrino
Il Sistema Endocrino è costituito da GHIANDOLE ENDOCRINE che
secerno ORMONI
Gli ormoni (dal greco ormao= eccitare)
sono dei messaggeri chimici che
vengono riversati direttamente nel
sangue per essere trasportati ad un
organo
bersaglio
(target)
dove
esercitano la loro funzione
Caratteristiche degli ormoni:
•
Sono immessi direttamente nel circolo
sanguigno
•
Sono trasportati dal sangue alle cellule
o organi bersaglio
•
Si legano a recettori specifici presenti
nelle cellule bersaglio
•
Un ormone può
molteplici
sullo
bersaglio
esplicare effetti
stesso
tessuto
Le funzioni biologiche degli ormoni si svolgono con tre diversi
meccanismi:
Endocrino = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina
raggiunge il tessuto bersaglio tramite il torrente circolatorio
Paracrino = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina
raggiunge il tessuto bersaglio tramite il liquido extra-cellulare
Autocrino = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina ha
effetto sulle stesse cellule che l’hanno prodotto
Classificazione degli ormoni:
•Ormoni peptidici (costituiti da tre o più amminoacidi)
•Ormoni steroidei (derivanti dal colesterolo)
•Ormoni amminici (derivanti da un solo amminoacido)
Sintesi
Gli ormoni peptidici vengono sintetizzati e immagazzinati in vescicole
secretorie
Preproormone
proormone
ormone attivo (contenuto in
vescicole secretorie) - input
esocitosi
Gli ormoni steroidei sono lipofili e non sono immagazzinati in vescicole
secretorie
Stimolo
precursore convertito in ormone attivo
diffusione semplice
Gli ormoni amminici sono sono sintetizzati a partire da un solo
amminoacido, sono lipofili e sono immagazzinati in vescicole
secretorie
MECCANISMO D’AZIONE
1) ORMONI PEPTIDICI
Sintesi e immagazzinamento in vescicole secretorie fino a quando la
cellula non riceve un messaggio per la secrezione.
Gli ormoni peptidici sono idrofili, viaggiano nel plasma in forma libera e
si legano ad un recettore specifico.
Il complesso ormone-recettore innesca la risposta cellulare.
I RECETTORI PER GLI ORMONI PEPTIDICI
•Sono situati sulla membrana cellulare
•Determinano la sintesi di secondi messaggeri (cAMP, cGMP, DAG,
Ca++)
•I secondi messaggeri determinano modificazioni enzimatiche
dentro la cellula
2) ORMONI STEROIDEI
Il colesterolo è il precursore di tutti gli ormoni steroidei. Sono lipofili
e attraversano facilmente la membrana cellulare. Non sono solubili nel
plasma e per questo si legano a proteine trasportatrici
I RECETTORI PER GLI ORMONI STEROIDEI
•Si trovano nel compartimento intracellulare
•Il complesso ormone-recettore si lega al DNA attivando uno o più geni
•L’mRNA dirige la sintesi di nuove proteine
3) ORMONI AMMINICI
I principali ormoni amminici sono:
CATECOLAMINE
e
ORMONI
dall’amminoacido Tirosina
TIROIDEI
che
derivano
MELATONINA che deriva dall’amminoacido Triptofano
Le Catecolamine si comportano come gli ormoni peptidici
Gli ormoni tiroidei e la melatonina si comportano come gli ormoni
steroidei
INTERAZIONE
SINERGISMO
Due ormoni hanno lo stesso effetto anche se agiscono con meccanismi
diversi. La loro interazione produce un effetto maggiore della somma dei
loro singoli effetti
Es.
Glucagone > livelli di glicemia nel sangue 10mg/ml
Adrenalina > livelli di glicemia nel sangue 5mg/ml
Glucagone + Adrenalina > livelli di glicemia nel sangue 22mg/ml
PERMISSIVISMO
Un ormone non può espletare completamente il suo effetto se non è
presente un secondo ormone
Es. ormoni tiroidei e fattore di crescita insulino-simile IGF-1: l’IGF-1
stimola la crescita scheletrica in presenza degli ormoni tiroidei, mentre
questi, direttamente, stimolano poco la crescita ossea.
ANTAGONISMO
Due ormoni hanno azione fisiologica opposta
Es.
Glucagone > livelli di glicemia nel sangue
Insulina < livelli di glicemia nel sangue
Regolazione della secrezione ormonale
L’attività secretoria dei tessuti endocrini è controllata con un
meccanismo a feedback negativo. Esistono due circuiti di retroazione:
1. Breve
2. Lungo
Nel feedback a circuito breve,
la risposta del tessuto bersaglio
principale viene a ricadere sulla
ghiandola endocrina.
Nel feedback a circuito lungo,
un segnale proveniente da
tessuti
bersaglio
secondari
controlla l’attività secretrice
dei tessuti endocrini.
IPOFISI
È stata definita la ghiandola principale dell’organismo perché i suoi
ormoni controllano la maggior parte delle funzioni vitali
Sezione trasversa del cranio che mostra l’ipofisi.
L’ipofisi è un organo impari e mediano ancorato alla faccia inferiore del
cervello mediante un peduncolo di tessuto nervoso (peduncolo ipofisario
o infundibulum), allocata nella sella turcica. È costituita da due parti:
l’ipofisi anteriore è vero tessuto endocrino di origine epiteliale; l’ipofisi
posteriore è un’estensione del tessuto nervoso cerebrale.
IPOFISI ANTERIORE O ADENOIPOFISI
È una vera ghiandola endocrina in rapporto con l’ipotalamo mediante uno speciale
gruppo di vasi sanguigni che costituisce i SISTEMA PORTALE IPOTALAMOIPOFISARIO
IPOFISI POSTERIORE O NEUROIPOFISI
Sito di accumulo e rilascio di due neuroormoni sintetizzati nell’ipotalamo:
•OSSITOCINA
•ADH (Ormone AntiDiuretico) o VASOPRESSINA
IPOTALAMO
ADENOIPOFISI
CRH o Corticoliberina
(N ParaVentricolare)
 + ACTH o Corticotropina
TRH o Tireoliberina
(N ParaVentricolare)
 + TSH o Tireotropina
SS o Somatostatina
(N ParaVentricolare)
DA o Dopamina
(N Arcuato)
 - TSH
 Glucocorticoidi
Deriva dalla pro-opiomelanocortina.
Secrezione pulsatile 8 o 9 episodi
intensificata dagli stress
 T3 e T4
 - TSH
Gn-RH o Gonadoliberina
(N Arcuato)
 + Gonadotropine (FSH o LH)
 Testicoli e Ovaie
GHRH o Somatoliberina
(N-Aarcuato)
GHIH o SS o Somatostatina
 + GH o STH o Somatotropina
 Fegato (IGF-1 o
Somatomedina C)
PRL-RH o PRH
PRL-IH PIH
 + PRL o Prolattina
 - PRL o Prolattina
 - GH
 Mammelle e Ovaie
ORMONI DELL’IPOFISI ANTERIORE
ORMONE
SIGLA
NATURA CHIMICA
AZIONE PRINCIPALE: STIMOLA ……
Somatotropo
GH
Proteina
La crescita corporea e la sintesi
proteica nelle cellule
Prolattina
PRL
Proteina
Lo sviluppo e la secrezione lattea
della ghiandola mammaria
Adreno-corticotropo
ACTH
Polipeptide
La secrezione di corticosteroidi
dalla corticale del surrene
Tireotropo
TSH
Glicoproteina
La secrezione degli ormoni tiroidei
dalla tiroide
Glicoproteina
Lo sviluppo dei follicoli e la
secrezione degli ormoni estrogeni
nell’ovaio;
la spermatogenesi nel testicolo
Glicoproteina
L’ovulazione e la formazione del
corpo luteo;
la secrezione di androgeni dalle
cellule di Leydig del testicolo
Follicolo-stimolante
Luteinizzante
FSH
LH
TIROIDE
La tiroide è un organo impari e mediano, costituita da due lobi e un istmo
che li unisce, ed è situata anteriormente alla porzione superiore della
trachea.
La tiroide è avvolta da una capsula fibrosa con dei sepimenti interni che
la suddividono in lobuli. Ciascun lobulo è costituito da numerose vescicole
chiuse dette follicoli tiroidei.
Il follicolo è l’unità anatomo-funzionale della
tiroide ed è una vescicola irregolarmente
sferoidale,
chiusa
da
un
epitelio
monostratificato di cellule secernenti dette
“follicolari”
o
tireociti,
che
poggiano
colloide
esternamente alla membrana basale e
delimitano internamente una cavità o lume
follicolare contenente una sostanza vischiosa
detta colloide.
La colloide è una soluzione di una glicoproteina, la tireoglobulina (Tg)
elaborata dalle cellule follicolari, che costituisce la forma di deposito
degli ormoni tiroidei.
Tra i follicoli, a ridosso della membrana basale, sono presenti rare cellule
parafollicolari o cellule C secernenti calcitonina.
Gli ormoni tiroidei vengono secreti dalla tiroide in risposta
all'ormone ipofisario TSH, la cui produzione è regolata dall'ormone
ipotalamico TRH.
Gli ormoni tiroidei:
•sono due e vengono chiamati rispettivamente triiodotironina
(T3) e tiroxina (T4)
•Sono critici per lo sviluppo cerebrale e somatico del bambino e
dell’attività metabolica dell’adulto
•Influenzano la funzione di ogni organo e tessuto
•Devono sempre essere disponibili
Vi sono grandi depositi disponibili (colloide dei follicoli tiroidei e
proteine plasmatiche di trasporto) di ormoni tiroidei, la cui sintesi
e secrezione sono strettamente regolate da meccanismi molto
sensibili.
Schema della sintesi degli ormoni tiroidei
La sintesi degli ormoni tirodei è
possibile in presenza di una
3
sufficiente quantità di iodio, che
deve essere introdotto con la
dieta. A livello gastro-intestinale
si forma ioduro, che viene
assorbito e passa in circolo e, 1)
a livello tiroideo, viene captato
dalle cellule follicolari per dare
origine allo iodio molecolare per
azione della perossidasi tiroidea
1
4
(tireoperossidasi TPO). 2) La
tireoglobulina,
lunga
catena
proteica presente nella colloide,
lega lo iodio a livello dei residui
di tirosina, presenti nella sua
struttura.
La secrezione degli ormoni tirodei avviene quando 3) il tireocita ingloba,
per pinocitosi, la colloide. Sulla vescicola convergono i lisosomi attivati e la
tireoglobulina viene scissa per dare origine 4) agli ormoni T3 e T4, liberati
nel sangue capillare, MIT, DIT e aminoacidi.
2
Il TSH stimola la sintesi di ormoni tiroidei
promuovendo la sintesi di tireoglobulina (Tg)
da parte dei tireociti.
La Tg è una proteina ad alto contenuto di
residui tirosinici, prodotta nell’apparato di
Golgi e riversata sul versante apicale del
tireocita.
Il TSH stimola l’espressione del NIS
(sodium/iodide symporter): pompa che
trasporta lo IODIO all’interno del tireocita
contro gradiente. Sfrutta il gradiente del
sodio, che viene espulso dalla pompa Na/K
ATPasi.
Lo IODIO viene quindi ORGANICATO nei
residui tirosinici della Tg ad opera della
tireoperossidasi (TPO) sulla membrana
apicale del tireocita. TPO catalizza la
formazione di T4 da due molecole di DIT
(dioidiotirosina) e la formazione di T3 da
una molecola di DIT ed una di MIT
(monoiodiotirosina).
Struttura degli ormoni tiroidei e dei composti correlati
Nel processo di sintesi degli ormoni tiroidei si possono formare anche
molecole diverse da T3 e T4, che vengono però metabolizzate all’interno del
tireocita, recuperando lo IODIO ed il residuo tirosinico.
Gli ormoni tiroidei in circolo sono rappresentati soprattutto dal
T4.
Il T3 circolante deriva per l’80% dalla deiodazione di T4 in
periferia.
T4 e T3 circolano legati a proteine plasmatiche:
•TBG = thyroxine-binding globulin, ogni molecola lega una
molecola di T4 o T3. Lega il 70% della T4 circolante e l’80%
della T3 circolante.
•TTR = transthyretin. Lega l’ 11% della T4 circolante e il 9%
della T3 circolante.
•Albumina = Lega il 20% della T4 circolante e l’ 11% della T3
circolante.
La forma attiva a livello cellulare è rappresentata dal T3, che
deriva per metabolizzazione del T4, cui viene tolto un atomo di
iodio sull’anello esterno da parte delle DEIODINASI. Gran parte
del T3 si forma all’interno delle cellule bersaglio.
Il T3 ha affinità per i recettori nucleari specifici per gli ormoni
tiroidei 15 volte superiore rispetto a T4.
AZIONI DEGLI ORMONI TIROIDEI
•Sono necessari per lo sviluppo del sistema nervoso centrale nel
feto e nelle fasi postnatali
•Importanti effetti sui processi di differenziazione cerebrale
nelle prime settimane di vita.
•Sono necessari per lo sviluppo dello scheletro fetale
•Sono indispensabili per il normale accrescimento corporeo nel
bambino, e la maturazione dei vari apparati, soprattutto quello
scheletrico.
•Azione termogenetica
•Effetti sul metabolismo glucidico
•Lipolisi e lipogenesi
•Sintesi proteica
•Effetti sul sistema nervoso centrale
•Effetti sul sistema cardiovascolare
Effetti sul metabolismo glucidico
Gli ormoni tiroidei:
inducono la produzione epatica di glucosio, aumentano la glicogenolisi e la
gluconeogenesi; promuovono l’utilizzazione del glucosio aumentando l'attività
di enzimi coinvolti nell’ossidazione del glucosio
Lipolisi e lipogenesi
• stimolano l’attività della lipasi ormono-sensibile → lipolisi
• stimolano la sintesi e l’ossidazione del colesterolo e la sua conversione in
acidi bilari
• lipogenesi: favorita la sintesi di acidi grassi
effetto prevalente su lipolisi = aumenta la disponibilità di ac. grassi, che possono
essere ossidati e formare ATP, utilizzato per la termogenesi
Sintesi proteica
Aumento delle sintesi proteiche (proteine strutturali, enzimi, ormoni); effetto
trofico sul muscolo
•Stimolano l’ossificazione endocondrale, la crescita lineare e la maturazione
dei centri epifisari.
•Gli effetti sulla crescita lineare sono in buona parte mediati dalla loro azione
sulla secrezione di GH e di IGF-1
•Hanno azione sulla matrice proteica e sulla mineralizzazione dell’osso.
Azione termogenetica
Gli ormoni tiroidei contribuiscono in modo fondamentale alla
spesa energetica ed alla produzione di calore, regolando
direttamente il metabolismo basale.
Tale azione dipende da:
•aumento dell’attività metabolica di tutti i tessuti (aumento del
consumo di O2, della produzione di calore e della velocità di
utilizzazione delle sostanze energetiche)
Normale consumo di O2 = 250 ml/min
Ipotiroidismo » 150 ml/min.
Ipertiroidismo » 400 ml/min
Effetti sul sistema nervoso centrale
Gli ormoni tiroidei regolano lo sviluppo e la differenziazione del
sistema nervoso centrale durante la vita fetale e nelle prime
settimane di vita, quando assicurano una corretta mielinizzazione
delle strutture nervose
Deficit della funzionalità tiroidea in epoca precoce comportano
gravi ripercussioni sul SNC e possono compromettere il quoziente
intellettivo del soggetto.
Effetti sul sistema cardiovascolare
aumento del numero dei recettori β-adrenergici
aumenta la contrattilità cardiaca
aumenta frequenza cardiaca
aumenta l’eccitabilità della miocellula
aumenta il consumo tissutale di O2
GHIANDOLE SURRENALI
Le ghiandole surrenali sono organi pari di forma piramidale che poggiano sul
polo posteriore dei reni. Il parenchima surrenale è costituito da una parte
periferica più compatta detta CORTICALE (80%) e una parte centrale
detta MIDOLLARE (20%).
La parte corticale dei surreni è caratterizzate da tre zone:
- zona glomerulare (ZG) (15%) periferica
- zona fascicolata (ZF) (78%) intermedia
- zona reticolare (ZR) (7%) più interna
la corticale del surrene o corticosurrene secerne gli ormoni corticosteroidi
o corticoidi:
nella ZG i mineralcorticoidi (aldosterone)
nella ZF i glucocorticodi (cortisolo, corticosterone)
nella ZR gli androgeni deidroepiandrosterone (DHEA) e il duo estere
deidroepiandrosterone solfato (DHEAS)
Il colesterolo, proveniente
dalle LDL o sintetizzato ex
novo
dall’acetato,
è
il
precursore
degli
ormoni
corticoidi. Le cellule corticali
contengono
depositi
intracellulari di colesterolo,
prevalentemente sottoforma
di estere, che costituiscono
la forma più immediata di
colesterolo
per
la
steroidogenesi.
I MINERALCORICOIDI
Il principale mineralcorticoide prodotto dalla ZG è
l’ALDOSTERONE.
La secrezione dell’aldosterone è stimolata poco dall’ACTH, ma è
stimolata soprattutto dal sistema renina-angiotensina II e dal
tasso ematico dello ione K+.
L’aldosterone nel rene promuove la ritenzione degli ioni Na+ e la
secrezione degli ioni K+ e H+. I suoi siti d’azione sono la porzione
terminale del tubulo contorto distale e il dotto collettore.
L’effetto sodioritentivo dell’aldosterone è presente anche in
altre sedi, come nelle ghiandole salivari, sudoripare e nella
mucosa gastrointestinale.
L’effetto netto dell’aldosterone è di aumentare il volume del
liquido extracellulare e del sangue e di conseguenza la pressione
sanguigna e la gittata cardiaca.
Il peptide natriuretico atriale, prodotto dal cuore, inibisce il
rilascio di aldosterone determinando riduzione del volume
ematico e, di conseguenza, della pressione arteriosa.
I GLUCOCORTICOIDI
Il principale glucocorticoide prodotto dalla ZF è il CORTISOLO.
La secrezione del cortisolo è stimolata dall’ACTH, indotto dall’ormone
ipotalamico specifico per il suo rilascio il CRH.
I glucocorticoidi stimolano la secrezione acida gastrica, aumentano il
riassorbimento osseo e l’escrezione urinaria di calcio, la responsività
degli adrenorecettori alle catacolamine, la velocità di filtrazione
glomerulare, la percezione e l’integrazione di stimoli sensoriali
(acustici, tattili, olfattivi e gustativi).
Inibiscono i processi immunologici e infiammatori
Le azioni principali riguardano la regolazione del metabolismo glucidico
(da cui deriva il loro nome) e l’adattamento dell’organismo agli stati di
stress di lunga durata, tra i quali anche il digiuno prolungato.
Il cortisolo favorisce in diversi tessuti il catabolismo proteico e a
livello del fegato e, in minior misura, del rene, la gluconeogenesi
Ha effetto diabetogeno, in quanto antagonista dell’insulina, e lipolitico
ANDROGENI
Il DHEA e il DHEAS sono androgeni deboli. Sono destinati ad
essere trasformati perifericamente nel più potente androgeno
che è il TESTOSTERONE. Gli androgeni surrenalici hanno, nel
maschio, un significato biologico marginale, perché il testosterone
ottenuto da essi è secondario a quello prodotto ex novo nelle
gonadi maschili, mentre, nella femmina, sono i soli presenti. Nella
donna, gli androgeni sono una fonte di estrogeni in cui sono
convertiti nel tessuto adiposo dalle aromatasi. Un eccesso di
androgeni surrenalici può causare virilizzazione della donna.
ORMONI DELLA MIDOLLARE DEL SURRENE.
I neurormoni della midollare del surrene sono le catecolamine
adrenalina o epinifrina (80%) e noradrenalina o norepinefrina (20%),
sintetizzate a partire dall’aminoacido tirosina. La sintesi è regolata
dall’innervazione simpatica, dal cortisolo, dall’ACTH.
L’adrenalina e, in minore quantità, la noradrenalina sono veicolate dal
sangue e si legano ai recettori adrenergici presenti sulla membrana
plasmatica delle cellule bersaglio. L’adrenalina interagisce con i
recettori a- e b-adrenergici, mentre la noradrenalina interagisce
soprattutto con i recettori a-adrenergici.
Dal punto di vista metabolico l’adrenalina stimola nelle cellule muscolari
la glicogenolisi e nelle cellule epatiche, oltre alla glicogenolisi, anche la
gluconeogenesi con effetto iperglicemizzante. Negli adipociti stimola la
lipolisi, liberando acidi grassi e glicerolo nel sangue. L’adrenalina
rinforza i suoi effetti sul metabolismo agendo anche sul pancreas
endocrino, stimolando al secrezione di glucagone e inibendo quella
dell’insulina.
PANCREAS ENDOCRINO
Il pancreas è una ghiandola con funzione sia esocrina (97-99%) che
endocrina (1-3%).
Le “isole pancreatiche”, sparse nel tessuto esocrino, secernono nel
sangue ormoni regolatori del metabolismo e sono costituite da quattro
tipi di cellule, ciascuno secernente un ormone distinto: le cellule a
(10-20%) che secernono glucagone, le cellule b (75-80%) che
secernono insulina, le cellule d (3-4%) e le cellule j (1-2%) che
secernono rispettivamente la somatostatina (SS) e il polipeptide
pancreatico (PP).
Gli ormoni pancreatici sono riversati nelle vene pancreatiche e, quindi,
nel circolo portale, pertanto giungono al fegato in concentrazione più
elevata che agli altri tessuti.
Gli ormoni pancreatici più importanti sono il glucagone e l’insulina
coinvolti nell’omeostasi glicemica (valori normali: 75-110) in modo da
contrapporsi.
Glucagone
Il glucagone è un ormone peptidico trasportato in forma libera nel plasma, la cui
secrezione è stimolata dall’ipoglicemia, mentre è inibita dall’iperglicemia.
Le cellule a sono stimolate a secernere glucagone anche dagli amminoacidi ma se è
deficitaria la disponibilità del glucosio.
Il glucagone agisce soprattutto tramite il fegato, dove stimola le cellule epatiche
a rilasciare glucosio attivando gli enzimi preposti alla glicogenolisi e alla
gluconeogenesi. Contemporaneamente impedisce che le cellule epatiche utilizzino
per se stesse il glucosio, attraverso la glicolisi e la glicogenosintesi. L’azione
iperglicemizzante del glucagone si sovrappone a quella dell’adrenalina, del GH,
degli ormoni tiroidei e dei glucocorticoidi.
Nelle cellule epatiche, il glucagone stimola l’ingresso di aminoacidi glucogenetici
dal plasma perché li trasformino in glucosio. Nel fegato il glucagone stimola,
inoltre il metabolismo dei lipidi attivando la lipolisi, da cui sono sono ottenuti
glicerolo per la gluconeogenesi, e NEFA per la b –ossidazione mentre è inibito il
loro utilizzo nella sintesi dei trigliceridi. Per questi effetti lipolitici, il glucagone
ha azione chetogenica.
La funzione del glucagone è importante nel digiuno, nell’attività fisica, nelle
situazioni di stress.
Insulina
L’insulina è una proteina costituita da due catene lineari (catena A e catena B)
unite da due ponti disolfuro. La liberazione in circolo dell’insulina è stimolata
primariamente dalla concentrazione plasmatica del glucosio (iperglicemia) alla
quale le cellule b sono specificatamente sensibili. L’azione dell’insulina è
potenziata dagli aminoacidi, dai NEFA, dai corpi chetonici. L’efficacia di questi
stimolatori, definiti secondari, dipende tuttavia dalla concentrazione ematica di
glucosio, nel senso che la loro azione è bassa se la glicemia è bassa e viceversa.
L’effetto ipoglicemizzante dell’insulina è ottenuto attraverso la la stimolazione
della captazione del glucosio ematico all’interno dei tessuti insulino dipendenti
(tessuto epatico, muscolare scheletrico e adiposo), la sua utilizzazione a scopo
energetico (glicolisi) o nella sintesi e nel deposito del glicogeno nei tessuti epatico
e muscolare , mentre negli stessi è inibita la glicogenolisi. Nel tessuto epatico è
inibita anche la gluconeogenesi.
L’insulina favorisce l’ingresso degli aminoacidi e dei NEFA rispettivamente nel
muscolo scheletrico e nel tessuto adiposo, dove promuove la sintesi delle proteina
e dei lipidi (trigliceridi) e inibisce la proteolisi e la lipolisi.
L’insulina stimola nel fegato la sintesi dei trigliceridi, del colesterolo, delle
proteine e delle lipoproteine a densità molto bassa (VLDL).