APPARATO ENDOCRINO
Un sistema di comunicazione tra cellule deputato al
controllo ed alla regolazione di numerose funzioni
essenziali per la sopravvivenza : omeostasi, crescita,
riproduzione…
Scambio di informazioni :
SISTEMA NERVOSO :
mezzo di comunicazione/selettività:
assoni e dendriti
SISTEMA ENDOCRINO :
mezzo di comunicazione/selettività :
ormoni-recettori
PRINCIPALI GHIANDOLE ENDOCRINE
Variazioni anche minime nel livello di un solo
ormone possono determinare cambiamenti
strabilianti nello sviluppo, nello stato di
salute, nell’ aspetto di una persona, nel suo
comportamento
SISTEMA ENDOCRINO DIFFUSO
APUD ( amine precursor Uptake & decarbossilation)
Cellule endocrine presenti in numerosi organi o
apparati:
s. nervoso, organo adiposo , tubo gastroenterino
Serotonina
Bradichinina
Istamina
VIP GLIP
Prostaglandina
Grelina
Leptina
adiponectina
Concetto tradizionale di sostanza ormonale
Ghiandola
Circolo
Bersaglio
Ampliamento del concetto tradizionale di sostanza
ormonale
ormoni, fattori di crescita, messaggeri
Tipi di azione ormonale
• Endocrina
• Paracrina
• Autocrina
Sistema neuroendocrino
• Identità tra alcuni ormoni peptidici e
neurotrasmettitori
• Comunicazione tra sistema nervoso e
sistema endocrino attraverso l’azione di
neuropeptidi ad azione locale
neurotrasmettitori
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dopamina
Noradrenalina
Adrenalina
Somatostatina
GnRH
TRH
CRH
Ossitocina
Vasopressina
VIP
Colecistochinina
Glucagone
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
ormoni da neuroni
ormoni da cell. endocrine
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
PNEI
?
psico
neuro
endocrino
immunologia
psico-neuro-endocrino-immunologia (PNEI)
Classi di ormoni
• struttura steroidea
–steroidi
–vitamina D
• derivati aminoacidi
–ormoni tiroidei
–Catecolamine
–melatonina
• struttura peptidica
–ormoni peptidici e proteici
–fattori di crescita
Ormoni steroidei
• Sintetizzati a partire dal colesterolo
• Nucleo steroideo:
ciclopentanoperidrofenantrene
• lipofilia
• forte legame con proteine vettrici
• interazione con recettori nucleari e
citoplasmatici
• controllo della sintesi di enzimi che regolano
il metabolismo cellulare
steroidogenesi surrenalica
CH3
C=O
Cholesterol
CH3
C=O
OH
17 a -Hydroxypregnenolone
Pregnenolone
HO
CH3
HO
CH3
C=O
CH2OH
DHEA
HO
O
C=O
OH
17 a -Hydroxyprogesterone
Progesterone
O
O
O
O
CH2OH
C=O
Androstenedione
OH
C=O
OH
DOC
11-Deoxycortisol
O
CH2OH
O
C=O
HO
HO
B
O
HO
O
C
CH2OH
C=O
Aldosterone
O
CH2OH
C=O
OH
Cortisol
O
O
Testosterone
corticosteroidi: relazione struttura funzione
Necessario x
cortisolo
21
20
C
OH
C=O
18
HO
12
11
F
19
9
1
5
3
O
Necessario x
testosterone
8
10
2
4
7
6
CH 3
20-22desmolasi
17
13
16
14
15
OH
CH 3
cortisolo e proteine leganti
CH 2 OH
C=O
HO
legato alla CBG
75 %
O
CH 2 OH
C=O
HO
OH
OH
CH 2 OH
O
C=O
HO
libero 10 %
O
OH
legato all’albumina
15 %
Interazione ormone - proteina legante
H
proteina
legante
H
proteina
legante
Ormoni tiroidei
•
•
•
•
Derivati dalla tirosina (x2)
lipofilia
forte legame con proteine plasmatiche
interazione con recettori nucleari o
citoplasmatici e controllo dell’attività
biosintetica e metabolica
Ormoni peptidici
• Da 3 peptidi a proteine complesse e
glicoproteine
• Idrofilia
• Assente/debole legame con proteine
vettrici
• interazione con recettori di membrana
• mantenimento della differenziazione e
funzione cellulare
• azione sui processi metabolici cellulari
Azioni ormonali in generale
ormoni steroidei
e tiroidei
– eventi nucleari
ormoni peptidici
– modulazione di effetti
citoplasmatici e di
membrana
Interazione ormone - recettore
H
Recettore
Segn.
H
Recettore Segn.
CARATTERISTICHE STRUTTURALI COMUNI DEI
RECETTORI
• SPECIFICITA’: riconosce un solo ormone( o un gruppo di ormoni simili)
• AFFINITA’: legame preferenziale con un solo ormone
• SATURABILITA’: la capacità di legame cessa quando tutti i recettori sono
occupati
• CAPACITA’ DI TRASDUZIONE DEL SEGNALE: il legame ormone-recettore
evoca sempre lo stesso tipo di risposta specifica della cellula bersaglio
• POSSIBILE LEGAME con : Agonisti, Superagonisti, Antagonisti
Sequenza dell’azione ormonale
>secrezione
>circolazione
>interazione recettoriale
>trasmissione del messaggio
>azione ormonale
terminale sinaptico: secrezione di noradrenalina
Tirosina circolante
DOPA
dopamina
NA disponibile
NA di riserva
cellula effettrice
NA
MAO
NA
ATP
NA libera
NA
re-uptake
recettore
organizzazione gerarchica
• releasing hormone
(ipotalamo)
• ormone ipofisario
(ipofisi)
• ormone periferico
(ghiandola bersaglio)
feed-back mechanism
CRH
-
+
ACTH
-
Hypothalamus
Pituitary
+
cortisol
Adrenal cortex
La regolazione degli ormoni
Meccanismi
di regolazione
degli ormoni: i principali
sono meccanismi a feedback negativo (es. circuito
breve o lungo sull’asse
ipotalamo-ipofisi) e feedback positivo (effetto
amplificatorio
dell’estrogeno sull’ipofisi
che causa l’ovulazione)
Innesco della regolazione:
tali meccanismi sono
innescati dalla
concentrazione di ormoni e
di altre molecole (es.
glucosio) o ioni (es. Ca2+)
ipotalamo
CRH
TRH
GnRH
GRH
SRIF
PIF (dopamina)
ipofisi
ACTH
TSH
FSH
LH
GH
PRL
ghiandole bersaglio
modificazioni conformazionali dei recettori
• attivazione
– recettori nucleari e citoplasmatici
• internalizzazione
– recettori di membrana
Meccanismi generali di attivazione della cellula bersaglio
• recettori intracellulari
Citoplasma
Nucleo
mRNA
Risposta
Proteina
Meccanismo d’azione degli ormoni (II) steroidi, amine…
Meccanismo d’azione
degli ormoni tiroidei e
stereoidei :
a) l’ormone attraversa la
membrana fosfolipidica
cellulare e nucleare
b) Stabilisce un complesso
ormone-recettore nel
nucleo cellulare,
c) Attivazione dei processi
di: trascrizione del
DNA-RNAm, migrazione
dello RNAm nel
citoplasma e sintesi
proteica
• recettori intracellulari
Citoplasma
Nucleo
mRNA
Risposta
Proteina
Meccanismi generali di attivazione della cellula bersaglio
• recettori di membrana
Citoplasma
Nucleo
cAMP
fosforilazione
Ca++
Regolazione enzimatica
Meccanismo d’azione degli ormoni (I) ormoni proteici o peptidi
•
a)
b)
c)
Meccanismo d’azione degli ormoni
basato su recettori di membrana e
secondi messaggeri nel citoplasma:
si forma il complesso ormonerecettore sulle cellule bersaglio che è
accoppiato con una proteina G, che
attiva proteine-enzimi (adenilciclasi e
fosfolipasi C)
attivazione secondi messaggeri
citoplasmatici per l’amplificazione del
segnale ormonale (AMPc, IP3/Ca2+).
Attivazione delle proteinchinasi che
fosforilano proteine citoplasmatiche e
nucleari
Citoplasma
Nucleo
cAMP
fosforilazione
Ca++
Regolazione enzimatica
G protein
Anatomia delle proteine G
Detector
Timer
Switch
Generator
Anatomia delle proteine G
g
Ns
Rs
Detector
b
as
GTP
localizzato
nell’estremità carbossi
terminale della subunità
a
Anatomia delle proteine G
g
Rs
b
a
Ns s
GTP
Switch
Anatomia delle proteine G
g
Rs
b
a
Ns s
GTP
Generator
Anatomia delle proteine G
g
Rs
b
a
Ns s
GTP
Timer
GDP
per cortesia, uno di voi può premere il pulsante di
avanzamento manuale delle diapositive ?
Ricezione del messaggio
Detector
Ascolto del mio invito
Arrivo del messaggio
Switch
Racolta del mio invito
Innesco dell’evento
Generator
Pressione del pulsante di avanzamento
Durata dell’evento
numero di diapositive
Timer
EFFETTI FISIOLOGICI DEGLI ORMONI
• Sviluppo e crescita: es GH, IGF1, ormoni tiroidei
• Produzione e immagazzinamento di energia: es insulina,
glucagone, adrenalina…
• Riproduzione: es gonadotropine, steroidi sessuali
• Mantenimento dell’ omeostasi: f. cardiaca, PA, equilibrio acbase, temperatura, equilibrio energetico
Ipofunzione
Distruzione
Blocco
Iperfunzione
Pro-ormone
Blocco
Stimolazione
Ormone
Degradazione
Anticorpi
Antagonisti
Difetto
Danno
Tissutale
Tumori
Iperplasia
Ghiandola
Produzione ectopica
Cause iatrogene
Blocco
Degradazione
Recettore
Meccanismo
Effettore
Risposta
Cellula bersaglio
Anticorpi
Stimolazione
Danno
Tissutale
