• 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.
