LICEO SCIENTIFICO STATALE “LEONARDO da VINCI” di FIRENZE

Presentazione sul tema: "LICEO SCIENTIFICO STATALE “LEONARDO da VINCI” di FIRENZE"— Transcript della presentazione:

1 LICEO SCIENTIFICO STATALE “LEONARDO da VINCI” di FIRENZE
CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi SISTEMA ENDOCRINO cap. 31 pag. 435 SISTEMA ENDOCRINO

2 Integrazione e controllo
Omeostasi Mantenimento di un ambiente interno costante entro certi limiti. E’ la funzione di base di ogni organismo; nei pluricellulari coinvolge tutti gli apparati Integrazione e controllo Nei pluricellulari l’omeostasi richiede il coordinamento di tutti i tessuti e gli organi corporei L’integrazione ed il controllo di tutte le attività vitali è svolta dal sistema nervoso. Questo interviene direttamente nelle modificazioni rapide (da millisecondi a minuti) tramite segnali elettrici, mentre nelle modificazioni di più lungo periodo (da minuti a mesi), agisce tramite il sistema endocrino, che utilizza invece segnali di tipo chimico. Feed back Nei sistemi di integrazione e controllo degli organismi compaiono meccanismi caratteristici, detti meccanismi a feed back (a retroazione), che possono essere di tipo negativo o positivo SISTEMA ENDOCRINO

3 Feed back negativo: il sistema risponde ad un cambiamento contrastandone gli effetti
L’esempio più classico è l’interazione tra il termostato e la caldaia dell’impianto di riscaldamento Termostato: dispositivo che misura la temperatura ambientale, confrontandola con un valore stabilito dall’utente, ed invia segnali di accensione e spegnimento alla caldaia. Caldaia: dispositivo per la produzione di calore, che si accende e si spegne in base ai segnali ricevuti dal termostato Quando la temperatura ambiente supera il valore fissato, il termostato dice alla caldaia di spegnersi Quando la temperatura ambiente cala sotto il valore fissato, il termostato dice alla caldaia di accendersi Con questo semplice meccanismo di accensione e spegnimento la temperatura ambientale si mantiene circa uguale al valore fissato SISTEMA ENDOCRINO

4 I meccanismi a feed back negativo tendono quindi a stabilizzare le condizioni del sistema, intervenendo in moltissime attività vitali di base Regolano ad esempio la frequenza cardiaca e respiratoria in base alle variazioni della concentrazione ematica di O2 e CO2 Regolano la sudorazione e la vasodilatazione dei capillari cutanei in base alla temperatura corporea. In chimica il principio di Le Chatelier Braun offre numerosi esempi di reazioni di un sistema chimico all’equilibrio coi quali il sistema stesso tenda a minimizzare un cambiamento indotto su di esso dall’esterno Feed back positivo: il sistema risponde ad un cambiamento aumentandone gli effetti Interviene nei momenti in cui il sistema deve andare incontro ad un cambiamento, magari rapido, che quindi va stimolato SISTEMA ENDOCRINO

5 Il parto è un momento delicato e rischioso per madre e bambino, il quale deve rapidamente uscire dall’utero materno, che lo aiuta contraendosi La pressione della testa del neonato sulle pareti dell’utero stimola la produzione di un ormone, che stimola a sua volta le contrazioni uterine, che ulteriormente incrementano la pressione della testa del neonato sulle pareti dell’utero Si crea così un circolo che si auto alimenta, fino ad una fase parossistica che determina l’uscita del neonato Nelle risposte a feed back sono coinvolti un recettore, un integratore ed un effettore recettore integratore effettore Stimolo (input) Risposta (output) retroazione SISTEMA ENDOCRINO

6 recettore integratore effettore Stimolo (input) Risposta (output) retroazione Il recettore è un organo o un gruppo di cellule che rileva uno stimolo interno o esterno al corpo e lo trasforma in un segnale nervoso L’ integratore è invece una struttura dell’encefalo che elabora l’informazione inviata dal recettore ed attiva l’effettore L’ effettore è un muscolo o una ghiandola che mette in atto la risposta decisa dall’integratore I sistemi a feed back superano lo schema deterministico causa – effetto, in quanto l’effetto (risposta), con l’azione di ritorno, influenza a sua volta la causa (stimolo) SISTEMA ENDOCRINO

7 agiscono in quantità assai piccole;
SISTEMA ENDOCRINO Insieme formato da una serie di ghiandole endocrine, e da una serie di tessuti che secernono particolari sostanze chimiche denominate ormoni. Gli ormoni sono messaggeri chimici, che trasmettono, a organi o a tessuti, informazioni che fanno modificare la loro attività Le ghiandole endocrine sono costituite da tessuto epiteliale e riversano i loro prodotti esclusivamente nel sangue. Gli ormoni appartengono chimicamente a tre gruppi: derivati degli amminoacidi; peptidi e proteine; steroidi Pur diversi tra loro, per struttura chimica e per l’effetto determinato, tutti gli ormoni hanno alcune caratteristiche comuni: agiscono quasi sempre a distanza, quasi mai sull’organo che li produce; agiscono in quantità assai piccole; molti ormoni sono organo-specifici, agiscono cioè solo su un determinato organo, anche se alcuni influenzano più tessuti dell’organismo; sono più o meno gli stessi in un vasto gruppo di organismi. SISTEMA ENDOCRINO

8 Gli ormoni sono liberati nel sangue, tuttavia solo determinate cellule bersaglio di un certo organo o di un certo tessuto rispondono all’azione di uno specifico ormone. Le cellule bersaglio hanno infatti uno specifico recettore, cioè una struttura chimica cui l’ormone si lega selettivamente per svolgere la sua azione. Il recettore è come una serratura, ove l’ormone si inserisce come una chiave di accensione, riconosciuta per la forma chimico, che avvia una serie di trasformazioni che porteranno all’effetto determinato. Non è quindi l’ormone in se a produrre un dato cambiamento nell’attività cellulare, ma esso si limita, come un interruttore, ad avviare un processo che quella data cellula è comunque in grado di svolgere. SISTEMA ENDOCRINO

9 Ipofisi (o ghiandola pituitaria)
Gli ormoni steroide, piccoli ed idrofobi, attraversano facilmente la membrana ed hanno pertanto i recettori nel citoplasma cellulare Gli altri, troppo grossi e idrofili per attraversare liberamente il doppio strato fosfolipidico, hanno i recettori sulla membrana della cellula bersaglio Vediamo adesso quali sono le principali ghiandole endocrine e quali ormoni producono Ipofisi (o ghiandola pituitaria) Ghiandola grande come un pisello, si trova nel cranio alla base del cervello ed è divisa in due lobi Il lobo anteriore (adenoipofisi), costituito da tessuto epiteliale, secerne numerosi ormoni, tra cui: Prolattina, stimola la secrezione del latte materno ed è controllata da un meccanismo a feed back positivo attivato dalla suzione del capezzolo SISTEMA ENDOCRINO

10 Somatotropina, regola l’accrescimento corporeo
Somatotropina, regola l’accrescimento corporeo. Una carenza di questo ormone blocca la crescita, causando una forma di nanismo, mentre una sua eccessiva produzione determina un accrescimento smodato (gigantismo) Il lobo anteriore secerne poi ormoni tropici, che stimolano l’attività di altre ghiandole endocrine L’ormone tireotropico, agisce sulla tiroide, l’ormone adenocorticotropico, agisce invece sulla corteccia delle ghiandole surrenali. Gonadotropine, ormoni agenti sulle gonadi sia maschili (testicoli), che femminili (ovaie). In dettaglio le gonadotropine sono l’ormone follicolo – stimolante (FSH), che nelle femmine stimola la crescita dei follicoli ovarici, la secrezione di estrogeni e l’ovulazione, mentre nei maschi promuove la spermatogenesi; l’ormone lutenizzante (LH), che nelle femmine stimola l’ovulazione e la formazione del corpo luteo, mentre nei maschi promuove la secrezione di testosterone ed il rilascio degli spermatozoi. SISTEMA ENDOCRINO

11 Attraverso gli ormoni tropici l’ipofisi quindi coordina buona parte delle funzioni ormonali dell’organismo Ormoni secreti dall’ipofisi anteriore Il lobo posteriore (neuroipofisi), formato da tessuto nervoso, accumula e libera due ormoni prodotti dall’ipotalamo L’ormone antidiuretico ADH (detto anche vasopressina), interviene nell’equilibrio idrico, riducendo il volume dell’orina prodotta ed aumentandone la concentrazione L’ossitocina, stimola le contrazioni dell’utero al momento del parto. Come già detto, quest’ormone è regolato da un meccanismo a feed back positivo SISTEMA ENDOCRINO

12 Ipotalamo Struttura nervosa posta alla base del cervello, proprio sopra all’ipofisi, di cui controlla l’attività, esercitando il collegamento tra sistema endocrino e nervoso. Nel sistema nervoso centrale l’ipotalamo controlla anche temperatura corporea ed assunzione di cibo ed acqua, attraverso i meccanismi della fame e della sete. E’ in contatto con centri superiori del cervello, che controllano suo tramite l’attività dell’ipofisi e dell’intero sistema endocrino. L’ipotalamo è direttamente collegato al lobo posteriore dell’ipofisi da fibre nervose. Agisce sul lobo anteriore con ormoni, detti fattori di rilascio, che arrivano alle cellule bersaglio attraverso pochi millimetri di capillari, stimolandone o inibendone le secrezioni ormonali SISTEMA ENDOCRINO

13 Posta nel collo, davanti alla laringe, secerne due ormoni
Tiroide Posta nel collo, davanti alla laringe, secerne due ormoni Tiroxina, chimicamente simile alla tirosina, contiene iodio, e stimola tutti i processi metabolici, accelerando la respirazione cellulare. L’individuo ipertiroideo, tende ad essere magro, nervoso ed attivo; viceversa l’ipotiroideo tende ad essere grasso, abulico ed apatico La produzione di tiroxina è controllata da un complesso sistema a feed back negativo, che coinvolge ipotalamo e adenoipofisi SISTEMA ENDOCRINO

14 Nei casi di carenza alimentare di iodio la tiroide non può produrre adeguatamente tiroxina
Attraverso il meccanismo a feed back negativo essa continua però ad essere stimolata, col risultato di ingrossarsi e sporgere in avanti a formare il gozzo Il deficit di tiroxina può comportare inoltre sviluppo mentale ritardato. Esso può tuttavia essere combattuto introducendo una piccola quantità di iodio nel sale da cucina. SISTEMA ENDOCRINO

15 La calcitonina, contribuisce a regolare la presenza di calcio nel sangue, inibendo la liberazione di questo minerale dalle ossa, quando la sua concentrazione ematica aumenta. Paratiroidi Grandi quanto un pisello, si trovano dietro ed all’interno della tiroide; secernono l’ormone paratiroideo o paratormone, che aumenta la concentrazione ematica del calcio, favorendone il rilascio da parte delle ossa ed il riassorbimento da parte dei reni L’equilibrio fisiologico del Ca è controllato da calcitonina e paratormone, ormoni antagonisti Il Ca è coinvolto in numerosi processi, tra cui la contrazione muscolare. Una perdita eccessiva da parte delle ossa ne aumenta la fragilità, conducendo all’osteoporosi SISTEMA ENDOCRINO

16 Omeostasi: normale livello ematico del calcio
Regolazione della concentrazione del calcio nel sangue Calcitonina La tiroide libera calcitonina Stimola il deposito di ioni Ca2+ nelle ossa Riduce l’assorbimento di ioni Ca2+ nei reni Stimolo: l’aumento del livello ematico di ioni Ca2+ Diminuiscono gli ioni Ca2+ nel sangue Omeostasi: normale livello ematico del calcio (circa 10 mg/100ml) Stimolo: la diminuzione del livello ematico di ioni Ca2+ Aumentano gli ioni Ca2+ nel sangue Vitamina D attiva Le ghiandole paratiroidi rilasciano paratormone Aumenta l’assorbimento di ioni Ca2+ nell’intestino Ghiandola paratiroide Stimola il rilascio di ioni Ca2+ dalle ossa Aumenta l’assorbimento di ioni Ca2+nei reni paratormone Figura 21.6 SISTEMA ENDOCRINO

17 Pancreas Ghiandola esocrina dell’apparato digerente, contiene regioni di tessuto endocrino, denominate isole di Langherhans, secernenti due ormoni antagonisti che regolano la concentrazione ematica del glucosio (glicemia) Insulina, abbassa la glicemia, favorendo l’assorbimento del glucosio nel fegato e nei muscolo (ove è convertito in glicogeno) e nel tessuto adiposo (ove è convertito in grassi) Glucagone, ha effetti opposti all’insulina; fa infatti aumentare la glicemia, favorendo la conversione in glucosio del glicogeno e dei grassi. La glicemia è uno dei parametri omeostatici fondamentali, cui sono legati gli scambi di glucosio e di liquidi tra sangue e tessuti SISTEMA ENDOCRINO

18 Diabete mellito: importante malattia metabolica legata a valori anomali della glicemia
Diabete di tipo I o insulinodipendente: patologia legata alla produzione insufficiente o nulla di insulina. Generalmente si manifesta in giovane età, è legata a cause autoimmuni e provoca la necessità di iniettare insulina prima dei pasti. Diabete di tipo II o non insulinodipendente: patologia legata alla risposta insufficiente o nulla delle cellule all’insulina. Generalmente si manifesta in età avanzata, è spesso legata a cause alimentari, si cura con dieta e farmaci, ma senza la necessità di iniettare insulina. In ambo i casi di diabete mellito, l'organismo si comporta come se fosse privo di glucosio, mentre invece la glicemia è elevata e costringe i reni ad espellere glucosio nelle urine (glicosuria) Se non curato il diabete, oltre a comportare rischi diretti (coma diabetico) alla lunga predispone a malattie cardiovascolari e renali ed alle infezioni SISTEMA ENDOCRINO

19 Omeostasi: normale livello ematico di glucosio
Regolazione della concentrazione del glucosio nel sangue Le cellule del corpo assorbono più glucosio Insulina Il pancreas è stimolato a liberare insulina nel sangue La glicemia cala fino a un punto critico: diminuisce lo stimolo per la liberazione di insulina Il fegato preleva dal sangue glucosio e lo immagazzina in forma di glicogeno Stimolo: il livello ematico di glucosio aumenta Omeostasi: normale livello ematico di glucosio (circa 90 mg/100ml) Stimolo: Il livello ematico di glucosio cala Si ristabilisce il corretto livello di glucosio ematico: diminuisce lo stimolo per la liberazione di glucagone Il pancreas è stimolato a liberare glucagone nel sangue Il fegato demolisce il glicogeno e libera glucosio nel sangue Glucagone SISTEMA ENDOCRINO

20 Le ghiandole surrenali, poste alla sommità di ciascun rene, sono formate da due porzioni che differiscono per la struttura e gli ormoni che secernono Midolla surrenale Parte centrale della surrenale, formata da tessuto nervoso; attivata dal sistema nervoso simpatico, rafforza l’azione di questo quando l’organismo si trova in condizioni di stress che necessitano rapide risposte del tipo “combattimento o fuga” Secerne adrenalina e noradrenalina che, tramite meccanismi diversi, aumentano le risorse di cuore, cervello e muscoli scheletrici, gli organi più importanti per fuggire o combattere. Aumentano la pressione sanguigna, rafforzando le contrazioni cardiache e costringendo i capillari della pelle e degli organi interni; inoltre aumentano la glicemia, favorendo la scissione del glicogeno nel fegato e nei muscoli e dei grassi nel tessuto adiposo. SISTEMA ENDOCRINO

21 Aldosterone: regola il riassorbimento renale degli ioni.
Corteccia surrenale Parte periferica della surrenale, formata da tessuto epiteliale; è attivata dall’ormone adenocorticotropico e secerne diversi ormoni steroidei Aldosterone: regola il riassorbimento renale degli ioni. Cortisolo: assieme ad altri ormoni simili, tra cui il cortisone, favorisce la produzione di glucosio, a partire dalle proteine e dai grassi, e ne riduce l’utilizzo da parte delle cellule, tranne quelle di cuore e cervello; favorisce così l’attività di questi due organi a spese di altre parti del corpo. Il cortisolo viene secreto in quantità durante i periodi di stress prolungato (competizioni sportive, situazioni nuove, preparazione di esami ecc.), e collabora con adrenalina e sistema nervoso simpatico nell’aiutare l’organismo a superare queste fasi di difficoltà. In grandi quantità il cortisolo, e gli altri ormoni ad esso associati, agiscono sul sistema immunitario, riducendo talune sue risposte troppo amplificate, come le allergie o gravi processi infiammatori SISTEMA ENDOCRINO

22 Controllo delle risposte allo stress da parte degli ormoni surrenalici
Controllo delle risposte allo stress da parte degli ormoni surrenalici Ghiandola surrenale Midollare Corticale Rene Midollo spinale (sezione trasversale) Impulsi nervosi Cellula nervosa Cellula nervosa Midollare surrenale Adrenalina e noradrenalina Risposta a breve termine allo stress 1. Demolizione del glicogeno; aumento del glucosio ematico 2. Aumento della pressione sanguigna 3. Aumento del ritmo respiratorio 4. Aumento del tasso metabolico 5. Modificazioni del flusso sanguigno, con conseguente aumento dello stato di attenzione e diminuzione dell’attività digestiva e renale Stress Ipotalamo Ormone di rilascio Adenoipofisi Vaso sanguigno ACTH Corticale surrenale Aldosterone Cortisolo Risposta a lungo termine allo stress 1. Ritenzione di ioni sodio e di acqua a livello renale 2. Aumento del volume del sangue e della pressione sanguigna 1. Demolizione di proteine e grassi e loro trasformazione in glucosio con aumento conseguente della glicemia 2. Possibile depressione del sistema immunitario SISTEMA ENDOCRINO

23 Le gonadi sono organi specializzati per la riproduzione (generano i gameti). Secernono inoltre ormoni steroidei, che controllano la maturazione sessuale, favoriscono la produzione dei gameti e, nella donna, provocano i cambiamenti fisiologici connessi col ciclo mestruale e la gravidanza. Testicoli Secernono testosterone, ormone attivo sia sulla spermatogenesi, che sullo sviluppo ed il mantenimento dei caratteri sessuali secondari del maschio. Ovaie Secernono progesterone e estrogeni, che regolano le fasi del ciclo mestruale, favoriscono i cambiamenti del corpo associati alla gravidanza e controllano la maturazione sessuale nella donna. SISTEMA ENDOCRINO

24 Regola accrescimento corporeo Prolattina
Ghiandola Ormone Azione Ipofisi anteriore Somatotropina Regola accrescimento corporeo Prolattina Stimola produzione latte materno Adenocorticotropico Stimola la corteccia surrenale Tireotropico Stimola la tiroide Follicolo stimolante (FSH) Femmine: stimola crescita follicoli ovarici, secrezione estrogeni, ovulazione. Maschi: stimola spermatogenesi Lutenizzante (LH) Femmine: stimola ovulazione e formazione corpo luteo. Maschi: stimola secrezione testosterone e rilascio spermatozoi Ipotalamo (l’ipofisi posteriore accumula e rilascia) Antidiuretico Regola l’equilibrio idrico Ossitocina Stimola contrazioni uterine nel parto Ipotalamo Fattori rilascio ormoni ipofisari Stimolano l’attività dell’ipofisi anteriore Inibitori ormoni ipofisari Inibiscono l’attività dell’ipofisi anteriore Tiroide Tiroxina Stimola processi metabolici Calcitonina Abbassa la calcemia Paratiroidi Paratormone Innalza la calcemia Pancreas Insulina Abbassa la glicemia Glucagone Innalza la glicemia Corteccia surrenale Adrenalina, noradrenalina Aumentano pressione sanguigna e glicemia Midolla surrenale Aldosterone Controlla l’equilibrio salino Cortisolo e altri steroidi Agisce nello stress di lungo periodo Testicoli Testosterone Regola spermatogenesi e sviluppo sessuale Ovaie Estrogeni e progesterone Regolano gametogenesi, sviluppo sessuale, ciclo mestruale e gravidanza SISTEMA ENDOCRINO