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1. Invito alla biologia.blu C – Il corpo umano 2 H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, G. Flores.

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2 Invito alla biologia.blu C – Il corpo umano 2 H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, G. Flores

3 Il sistema endocrino Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore

4 4 Anatomia e fisiologia Le ghiandole sono ammassi di cellule epiteliali o neurosecretici esocrine o endocrine. Le ghiandole esocrine secernono i loro prodotti direttamente allesterno del corpo (mammarie, sudoripare) o di cavità corporee (ghiandole gastriche). Le ghiandole endocrine riversano gli ormoni nel sangue. Il sistema endocrino non ha una continuità anatomica.

5 5 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Anatomia e fisiologia Gli ormoni sono sostanze chimiche prodotte dalle cellule endocrine che regolano lattività delle cellule bersaglio. Sono attive anche in minime quantità, e vengono demoliti rapidamente dopo linterazione con le cellule bersaglio. Feedback negativo: allaumentare della concentrazione del prodotto finale del processo metabolico stimolato dallormone si ha inibizione del rilascio dellormone stesso; Feedback positivo: nel parto la secrezione di ossitocina induce le contrazioni che stimolano unulteriore produzione dellormone.

6 6 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Anatomia e fisiologia Le ghiandole endocrine inviano gli ormoni a grande distanza. I recettori sulle cellule bersaglio hanno strutture specifiche: il legame avviene solo con una certa molecola. I recettori possono essere allinterno della cellula o inseriti sulla membrana: gli ormoni lipidici usano recettori intracellulari; gli ormoni di natura peptidica usano recettori transmembrana.

7 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Anatomia e fisiologia Gli ormoni steroidei sono liposolubili e piccoli, attraversano le membrane con facilità. Il complesso ormone-recettore entra nel nucleo dove si lega a una proteina specifica che avvia la trascrizione dellmRNA e la sintesi proteica nel citosol. 7

8 8 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Anatomia e fisiologia Lormone tiroideo, sebbene non sia liposolubile, attraversa le membrane delle cellule, grazie alla diffusione facilitata attraverso una proteina di membrana. Gli ormoni peptidici, come ladrenalina, non attraversano la membrana cellulare, ma si combinano con i recettori sulla membrana della cellula bersaglio.

9 9 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Anatomia e fisiologia Ormoni peptidici: il complesso ormone-recettore viene inglobato dalla cellula per endocitosi ed entra nel citosol; in alternativa lormone non entra nella cellula, ma legandosi al recettore avvia un secondo messaggero, lAMP ciclico, responsabile di una cascata di eventi a catena.

10 10 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Le ghiandole del sistema endocrino sono: ipotalamo, ipofisi, epifisi o ghiandola pineale, tiroide, paratiroide, ghiandole surrenali, pancreas, gonadi (ovaie e testicoli). Lipofisi è suddivisa in adenoipofisi e neuroipofisi, Le ghiandole surrenali sono suddivise in porzione corticale e midollare. Le ghiandole endocrine

11 11 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Le ghiandole endocrine

12 12 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Ipofisi Lipofisi (o ghiandola pituitaria) è una piccola ghiandola controllata dallipotalamo tramite un sottile peduncolo ricco di vasi e fibre nervose. Ha un volume di 1 cm 3, pesa 1 g e regola altre ghiandole endocrine. È la fonte di ormoni che stimolano gli organi riproduttori, la corticale surrenale e la tiroide. È divisa in lobo anteriore o adenoipofisi e lobo posteriore o neuroipofisi.

13 13 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Ladenoipofisi produce lormone della crescita (GH, Growth Hormone), detto somatotropina. Questo ormone stimola la sintesi proteica, fa aumentare la massa muscolare e promuove la crescita delle ossa.Inibisce lassorbimento del glucosio per mantenere costante la glicemia e stimola la scissione degli acidi grassi. Lo stimolo che induce la produzione di GH è il fattore di rilascio ipotalamico (GHRH), influenzato dalla glicemia. Ipofisi

14 14 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 La prolattina è secreta dalladenoipofisi e stimola dopo il parto la secrezione del latte nei mammiferi. Il suo rilascio è controllato da un ormone inibitorio prodotto dallipotalamo. Gli impulsi nervosi prodotti dalla suzione durante lallattamento inibiscono la produzione dellormone inibitorio della prolattina, viceversa quando la suzione cessa. Ipofisi

15 15 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 La neuroipofisi ha la funzione di deposito per due ormoni prodotti dallipotalamo, lossitocina e lormone antidiuretico o vasopressina (ADH). Qui finiscono i terminali assonici di alcuni neuroni dellipotalamo. Lossitocina favorisce il parto accelerando le contrazioni uterine durante il travaglio. È responsabile della fuoriuscita del latte dalle cellule in cui viene sintetizzato. Il suo aumento è anche conseguenza del pianto del neonato. ADH fa diminuire lescrezione di acqua da parte dei reni. Fa aumentare la pressione sanguigna in risposta a perdite di sangue, come a seguito di una grave emorragia. Ipofisi

16 16 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Gli ormoni tropici agiscono su altre ghiandole endocrine. Tireotropina (TSH), ormone che stimola la tiroide ad aumentare la produzione di ormoni come la tiroxina e la triiodotironina. Circuito a feedback negativo: un aumento della concentrazione di tiroxina inibisce una ulteriore secrezione di TSH da parte dellipofisi. Ormoni tropici

17 17 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Ladrenocorticotropo (ACTH) ha un meccanismo simile al TSH, ma riferito alla produzione di cortisolo, secreto dalla ghiandola surrenale. Le gonadotropine, agiscono sulle gonadi: ormone follicolostimolante (FSH) e luteinizzante (LH) Le endorfine agiscono interferendo con la sensazione del dolore, procurano una sensazione di estremo benessere dopo un orgasmo sessuale, attività sportiva, ascolto di una musica piacevole o assunzione del nostro cibo preferito. Ormoni tropici

18 18 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Ipotalamo Lipotalamo è una struttura anatomica neuroendocrina le cui cellule sono definite neurosecretrici. Lipotalamo sintetizza fattori di rilascio (RH, Releasing Hormones), che agiscono stimolando o inibendo la secrezione degli ormoni. Fattori di rilascio: piccoli peptidi costituiti da almeno 3 amminoacidi, compiono un breve tragitto tramite un sistema di capillari fino allipofisi, non entrano mai nella circolazione sanguigna generale.

19 19 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Lipotalamo controlla la secrezione ipofisaria di ormoni che stimolano le secrezioni di ormoni da parte della tiroide, della corticale del surrene e delle gonadi. Quando nel sangue aumenta la concentrazione degli ormoni prodotti da queste ghiandole, lipotalamo riduce la sua produzione di RH, lipofisi diminuisce la produzione dei suoi ormoni e rallenta anche la produzione nelle cellule bersaglio. Ipotalamo

20 20 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Ipotalamo

21 21 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Epifisi Lepifisi è una piccola struttura al centro del cervello, secerne melatonina. Questo ormone aumenta di notte e diminuisce durante il giorno. Le variazioni di melatonina sono influenzate dalla luce: regola i ritmi sonno-veglia, laumento di questo ormone migliora la qualità del sonno, placa le tensioni, riduce lo stress e induce il rilassamento.

22 22 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 La produzione notturna di melatonina è massima tra i 6 e i 12 anni. Diminuisce durante la pubertà per non contrastare lazione degli ormoni sessuali. Scompare durante la tarda età e sembra sfavorire la maturazione sessuale. Viene utilizzato come farmaco nei disturbi del sonno e in caso di jet lag. Epifisi

23 23 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Ritmi circadiani: modificazioni cicliche che mostrano variazioni giornaliere; ne fanno parte la respirazione, la frequenza cardiaca, lescrezione urinaria di potassio, calcio e sodio, e la secrezione di alcuni ormoni; negli animali la melatonina è legata anche alle attività legate al numero di ore di luce e al cambio di stagione, come il periodo riproduttivo. Epifisi

24 24 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Tiroide Ghiandola endocrina a forma di farfalla, posta alla base del collo davanti alla trachea. È formata da due lobi e una porzione centrale chiamata istmo e dalle cellule follicolari che circondano lacune ricche di secreto, i follicoli e le cellule C (parafollicolari).

25 25 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Tiroide La diminuzione della glicemia e labbassamento della temperatura corporea inducono lipotalamo a secernere TRH che a sua volta stimola il rilascio di TSH da parte delladenoipofisi. Sotto lazione dellormone ipofisario TSH, la tiroide secerne tiroxina (T 4 ), triiodotironina (T 3 ) e calcitonina. Questi ormoni accelerano la respirazione cellulare delle cellule bersaglio con un meccanismo regolato da un feedback negativo.

26 26 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Tiroide Le cellule C producono calcitonina. Le cellule follicolari producono la glicoproteina tireoglobulina. Quando la tiroide viene stimolata, la tireoglobulina viene inglobata nei follicoli per endocitosi e scissa in T 3 e T 4, riversati poi in circolo.

27 27 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Tiroide Gli ormoni tiroidei aumentano la produzione e il consumo di ATP, la produzione di calore e la temperatura corporea, stimolano la sintesi proteica e il consumo di glucosio e infine influenzano lo sviluppo scheletrico e nervoso.

28 28 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Tiroide La calcitonina regola il metabolismo del calcio coinvolto nella coagulazione del sangue, nella contrazione muscolare e nella trasmissione dellimpulso nervoso. Fa diminuire la concentrazione di ioni calcio nel sangue, stimolandone lassorbimento da parte delle ossa e inibendo lassimilazione intestinale e il riassorbimento dai reni. Le cellule parafollicolari della tiroide ed endocrine delle paratiroidi sono attivate da chemiorecettori che registrano variazioni di calcio.

29 29 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Paratiroidi Sono ghiandole endocrine più piccole, nel tessuto della tiroide. Producono lormone paratiroideo (PTH), detto anche paratormone, che agisce in contrapposizione alla calcitonina, aumentando gli ioni calcio nel sangue. Per aumentare lassorbimento intestinale di calcio, il paratormone stimola i reni a trasformare la vitamina C in calcitriolo, che si comporta come un ormone lipidico stimolando la trascrizione di proteine trasportatrici di calcio.

30 30 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Ghiandole surrenali La corticale surrenale è la porzione esterna, libera ormoni steroidei. La midollare surrenale è la porzione centrale della ghiandola, le sue cellule liberano nel sangue le catecolammine.

31 31 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Aldosterone: un suo aumento causa un riassorbimento di sodio dal tubulo distale e dal dotto collettore del nefrone. Carenza di aldosterone: eliminazione ioni sodio, perdita dacqua e calo della pressione sanguigna. Il cortisolo aumenta in caso di stress. Fa parte del gruppo dei glicocorticoidi, promuove la formazione di glucosio a partire da grassi e proteine, ne riduce lutilizzo da parte delle cellule, tranne cervello e cuore. Lormone ipofisario ACTH, che stimola la produzione di cortisolo, viene utilizzato in alcuni casi di doping sportivo, sopprime le risposte immunitarie e infiammatorie, usato nelle malattie autoimmuni. Ghiandole surrenali

32 32 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Catecolammine Ne fanno parte dopamina, adrenalina, noradrenalina. La dopamina è un neurotrasmettitore, mentre adrenalina e noradrenalina agiscono sia come neurotrasmettitori, sia come ormoni. Aumentano la pressione sanguigna, accelerano il battito cardiaco, stimolano la respirazione. Stimolano lenzima che scinde il glicogeno, aumentando la concentrazione ematica di glucosio. Secreti come reazione a situazioni di pericolo.

33 33 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Pancreas Ghiandola esocrina ed endocrina. La parte endocrina è formata da cellule alfa e beta riunite in agglomerati circondati dalla parte esocrina. Le isole di Langerhans producono insulina e glucagone.

34 34 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Pancreas Linsulina viene secreta dalle cellule beta in risposta alla concentrazione di glucosio o di amminoacidi nel sangue;. Abbassa la concentrazione di zucchero ematico favorendo lassorbimento del glucosio e la sua conversione in glicogeno nel fegato e in grassi nelle cellule adipose. È importante nella riparazione dei tessuti perché aumenta la produzione di proteine e acidi grassi.

35 35 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Pancreas Il glucagone è prodotto dalle cellule alfa delle isole di Langerhans. Determina un aumento dello zucchero nel sangue e stimola il fegato a scindere il glicogeno e la scissione di grassi e proteine. Lo stimolo per la produzione di glucagone e insulina dipende dal contenuto di glucosio e dal sistema nervoso. Il sistema parasimpatico si attiva dopo un pasto e favorisce la produzione e il rilascio di insulina, il simpatico agisce durante lattività fisica per stimolare il glucagone.

36 36 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Pancreas Nella regolazione del glucosio ematico (o glicemia) sono coinvolti sei ormoni differenti: ormone della crescita; cortisolo; adrenalina; noradrenalina; insulina; glucagone.

37 37 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Pancreas Regolare la glicemia serve per mantenere una costante presenza di zucchero a livello cerebrale. Le cellule delta del pancreas producono somatostatina, ormone prodotto dallipotalamo che inibisce la secrezione della somatotropina e della prolattina. La somatostatina inibisce anche glucagone, insulina, renina, ormoni tiroidei e cortisolo.

38 38 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Pancreas

39 39 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Cellule con funzione endocrina Alcuni organi hanno una parziale funzione endocrina. In questi tessuti sono presenti degli agglomerati di cellule secretrici o isolate, che svolgono la secrezione ormonale in risposta a stimoli specifici.

40 40 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Ormoni sessuali Gli ormoni sessuali possono essere sia maschili che femminili: ormoni androgeni (maschili), in minor misura ormoni estrogeni (femminili). Vengono secreti in quantità minime, soprattutto dalle gonadi (testicoli e ovaie).

41 41 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Lo stress Stress di breve durata: la risposta allo stress parte dallipotalamo, in caso di uno stress immediato e di breve durata, il sistema limbico invia linformazione allipotalamo che attiva il sistema nervoso simpatico; la midollare produce adrenalina e noradrenalina con tachicardia, sudorazione, e contrazione muscolare; il sangue affluisce maggiormente a cuore e cervello, e meno a visceri e pelle con pallore, sudori freddi e sensazione di nausea - fase di allarme.

42 42 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Lo stress Stress di lunga durata: un lutto, delusione amorosa, lavoro impegnativo aumentano i fattori di rilascio per ladenoipofisi che a sua volta produce ACTH, GH e TRH; demolizione di trigliceridi e glicogeno, per fornire più energia alle cellule, si ha dimagrimento; lACTH aumenta la produzione di cortisolo, il TRH il rilascio di ormoni tiroidei che aumentano la fase catabolica dei grassi, glicogeno e proteine per far alzare la glicemia - fase di resistenza.

43 43 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 Lo stress Perdurare dello stress: aumento di GH, cortisolo e ormoni tiroidei comporta effetti negativi; iperglicemia continua che può portare a un esaurimento delle cellule beta del Pancreas per la continua produzione di insulina; il cortisolo provoca: affaticamento, depressione del sistema immunitario, gastrite, colon irritabile, ipertensione, ansia e depressione - fase di esaurimento dellorganismo.


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