LezioneFisiologia speciale ISF
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• Gli organismi multicellulari si devono adattare ad un ambiente esterno che cambia continuamente. A tale scopo operano due sistemi, il sistema nervoso ed il sistema endocrino. • Il sistema nervoso gestisce i segnali sotto forma di impulsi elettrici, è rapido ed è organizzato tramite nervi che portano i messaggi verso il centro o verso la periferia. • Il sistema endocrino gestisce i segnali tramite prodotti chimici (ormoni), è più lento e la sua selettività consiste nella capacità di cellule bersaglio di riconoscere segnali molecolari a concentrazioni molto basse. SISTEMA ENDOCRINO Insieme di ghiandole diverse tra loro per origine e struttura Non hanno dotti escretori, sono molto vascolarizzate e producono ORMONI, cioè messaggeri chimici che agiscono su altri organi. GHIANDOLE ENDOCRINE GHIANDOLE PARATIROIDI:calcitonina IPOFISI: ormone della crescita, prolattina,o. tireotropo,o.adrenocorticotropo,o. follicolo stimolante TIROIDE GHIANDOLE SURRENALI:adrenalina,noradrenalina, cortisolo, aldosterone OVAIE: 17-β estradiolo, progesterone TESTICOLI: testosterone, o. antimulleriano PANCREAS ENDOCRINO: insulina glucagone,somatostatina NATURA CHIMICA SUDDIVIDE GLI ORMONI ENDOCRINI IN: •ORMONI PEPTIDICI: insulina glucagone •ORMONI STEROIDEI: glucocorticoidi, progestinici,androgeni, estrogeni, mineralcorticoidi •ORMONI DERIVATI DA aa: catacolamine, tiroidei SINTESI DI UN ORMONE PEPTIDICO: PREPROORMONE, PROORMONE, ORMONE+PEPTIDI, SECREZIONE MECCANISMO D’AZIONE DI UN ORMONE PEPTIDICO PANCREAS ENDOCRINO Ghiandola mista La componente endocrina è composta da vari tipi di cellule: Cellule α: producono GLUCAGONE Cellule β: producono INSULINA cellule δ: producono SOMATOSTATINA INSULINA E IL GLUCAGONE CONTROLLANO L’OMOESTASI DEL GLUCOSIO SINTESI DELL’INSULINA: ORMONE PEPTIDICO • I° Fase: immediata (secondi) insulina già presente nella cellula • II° Fase: tardiva dopo “de novo” sintesi dell’ormone La secrezione di insulina è regolata mediante un meccanismo a feedback dai livelli di principi nutritivi apportati con la dieta. La molecola centrale nei meccanismi di regolazione è il glucosio. Infatti la secrezione di insulina è praticamente nulla quando il glucosio plasmatico è uguale o inferiore a 50 mg/dl, mentre è massima quando la glicemia è uguale o superiore a 250 mg/dl. L’ insulina stimola la captazione di glucosio e di aminoacidi da parte dei tessuti, mentre inibisce la liberazione di glucosio, acidi grassi e aminoacidi e la chetogenesi. L’ effetto netto è rappresentato dalla diminuzione dei livelli plasmaticidi questi substrati. MECCANISMO DI SECREZIONE DELL’INSULINA GLUCOSIO GLUCOSIO-P [ATP]/[ADP] _ K+ SECREZIONE DEL’INSULINA [Ca2+] DV MECCANISMO D’AZIONE DELL’INSULINA IL RECETTORE PER L’INSULINA E’ UN TETRAMERO IN CUI LE SUBUNITA’ a INIBISCONO L’ATTIVITA’ CATALITICA INTRINSECA DELLE SUBUNITA’ b. IL LEGAME DELL’INSULINA CON LE SUBUNITA’ a RIMUOVE QUESTA INIBIZIONE PRINCIPALI AZIONI DELL’INSULINA L’AZIONE PIU’ EVIDENTE DELL’INSULINA E’ QUELLA IPOGLICEMIZZANTE. QUESTO EFFETTO E’ IL RISULTATO DELL’AZIONE DELL’INSULINA SU MUSCOLO, FEGATO E TESSUTO ADIPOSO: 1) NELLE CELLULE ADIPOSE E MUSCOLARI AUMENTA LA CAPTAZIONE DEL GLUCOSIO MEDIANTE UN’AZIONE PERMISSIVA SUL PROCESSO DI TRASPORTO. QUESTA AZIONE RIFLETTE L’AUMENTO DEL NUMERO DI TRASPORTATORI DEL TIPO GLUT-4 NELLA MEMBRANA PLASMATICA, IN SEGUITO SIA ALLA TRASLOCAZIONE DALLE MEMBRANE INTERNE A QUELLE DI SUPERFICIE CHA ALL’AUMENTO DEI PROCESSI DI TRASCRIZIONE DEL GENE DEL GLUT-4 2) NEL FEGATO STIMOLA LA CAPTAZIONE DEL GLUCOSIO AUMENTANDO LA FOSFORILAZIONE DEL GLUCOSIO (AUMENTO SINTESI GLUCOCHINASI) E L’UTILIZZO DEL GLUCOSIO PER LA SINTESI DI GLICOGENO E PER IL METABOLISMO ENERGETICO 3) NEL MUSCOLO AUMENTA LA SINTESI DI PROTEINE E DI GLICOGENO 4) NEL TESSUTO ADIPOSO RIDUCE LA DEGRADAZIONE DEI TRIGLICERIDI E NE FAVORISCHE LA SINTESI glucagone ormone iperglicemizzante polipeptide di 29 amminoacidi (PM 3.485) unica catena lineare che, una volta passata in circolo, si avvolge su se stessa in modo casuale la biosintesi avviene in modo analogo all’insulina con formazione di pre-proglucagone (PM 18.000) da cui deriva, per distacco di catene polipeptidiche, di proglucagone (PM 12.000) di 100 aa già parzialmente attivo, da cui deriva l’ormone attivo il proglucagone viene sintetizzato anche in certe cellule dell’intestino tenue e dell’encefalo, ma non viene trasformato in glucagone si trova accumulato nelle cellule α in granuli secretori dai quali viene liberato per esocitosi produzione giornaliera di 100-160 g che determina un livello ematico di 100-150 pg/ml ha un emivita nel sangue circolante di ~ 6 min fattori che influenzano la secrezione di glucagone glucosio ematico: una diminuzione della concentrazione ematica di glucosio stimola la secrezione di glucagone. Le concentrazioni di glucagone ematico sono più alte a digiuno e tendono a diminuire dopo un pasto amminoacidi: stimolano la secrezione di glucagone, in particolare l’arginina. L’aumento sia di glucagone che di insulina dopo un pasto proteico, funziona come meccanismo protettivo per garantire che i livelli ematici di glucosio sia mantenuti acidi grassi: un aumento di acidi grassi circolanti inibisce la secrezione di glucagone insulina: la glicemia elevata inibisce la secrezione di glucagone in presenza di insulina. Se l’insulina è mancante, le cellule α non sono in grado di rilevare l’aumento di glucosio ematico e i livelli di glucagone rimangono alti. ormoni gastroenterici: gastrina e colecistochinina stimolano la produzione di glucagone, mentre la secretina e la somatostatina la inibiscono sistema nervoso autonomo: l’innervazione ortosimpatica del pancreas e un’aumentata concentrazione di catecolamine surrenali stimola la produzione di glucagone meccanismo d’azione del glucagone glucagone recettore adenilato ciclasi β γ GDP α proteina G citosol GTP α GDP GTP ATP AMPc subunità regolatrice PKA inattiva cAMP PKA attiva ATP ADP fosforilasi chinasi inattiva fosforilasi chinasi –PO4 attiva Ca2+ ATP glucosio sangue glucosio -6-PO4 glicolisi e ciclo di Krebs ADP fosforilasi b inattiva fosforilasi a –PO4 attiva glucosio -1-PO4 PO43- glicogeno diabete mellito infezione virale reazioni immunitarie anticorpi contro le cellule β cellula β anticorpo contro il recettore anticorpi contro l’insulina difetti nella sintesi difetto recettoriale II messaggero difetto nella secrezione insulina sangue trasporto di glucosio insulino-dipendente difetto a livello del recettore difetto postrecettoriale risposta cellula bersaglio rappresenta una malattia cronica del metabolismo dovuta alla carenza di insulina oppure ad una ridotta efficacia di quest’ormone. I difetti possono verificare a vari livelli. Sintomi: • iperglicemia che non si osserva soltanto in situazione postprandiale, ma anche in caso di digiuno • aumento della diuresi (poliuria) • aumento della sete (polidipsia) e della fame (polifagia) • associati ad una diminuzione del peso corporeo.
