ADENOIPOFISI Punto di connessione tra SNC e periferia Sintesi di dieci diversi ormoni Sintesi regolata da: ormoni ipotalamici, neurotrasmettitori, ormoni periferici Essenziale per la regolazione di: crescita, sviluppo, funzione riproduttiva, risposta allo stress, metabolismo intermedio Punto di connessione tra SNC e periferia Esempio di circuito a feedback altamente integrato

GH (growth hormone;somatotropina) Miscela di polipeptidi: 22,000 Da 20,000 Da Forme a basso peso molecolare Fino al 45% legato a GH-binding protein (forma troncata del recettore) Maggiore emivita Diminuzione dell’attività Reservoir

REGOLAZIONE DELLA SECREZIONE DI GH

REGOLAZIONE DEL RILASCIO DI GH somatostatina GHRH Gi Gs Mutation in GHRH rec.: dwarfism (essential role of stimulation) cAMP Ca2+ K+ AC cAMP IPOFISI GH REGOLAZIONE DEL RILASCIO DI GH

GHRELINA Prodotta nel fondo dello stomaco (ed in altri siti) Secrezione indotta da digiuno ed ipoglicemia Effetti: Stimolazione rilascio GHRH e GH Inibizione rilascio somatostatina Stimolazione dell’appetito Ghrelin is an appetite-regulating factor secreted from peripheral organs which is involved in regulation of energy homoeostasis via binding to the receptor resulting in the secretion of growth hormone by the pituitary gland. [3] The pathway activated by binding of Ghrelin to the Growth hormone secretagogue receptor, GHSR1a, regulates the activation of the downstream mitogen-activated protein kinase, Akt, nitric oxide synthase, and AMPK cascades in different cellular systems.[2] One of the important features of GHSR1a displays constitutive activity possessing basal activity in the absence of an agonist, resulting in a high degree of receptor internalization as well as of signaling activity.[2] Inverse agonists for the ghrelin receptor could be particularly interesting for the treatment of obesity.[4] This activity seems to provide a tonic signal required for the development of normal height, probably through an effect on the GH axis.

Profilo della secrezione di GH in un soggetto normale

REGOLAZIONE DEL RILASCIO DI GH AUMENTANO IL RILASCIO: Sonno Stress Esercizio fisico Insulina (ipoglicemia) Arginina Glucagone Clonidina L-DOPA INIBISCONO IL RILASCIO: Acidi grassi IGF-1 Agonisti GH TEST DI SOPPRESSIONE: Carico di glucosio

TRASDUZIONE DEL SEGNALE A VALLE DEL RECETTORE PER IL GH s. Di laron: nanismo GH-resistente Stat: signal transducers and activators of transcription Appartiene alla famiglia dei recettori per le citochine Singolo dominio transmembrana Forme troncate (solubili e di membrana) Inibitori del recettore per il GH (pegvisomant): hanno singolo sito di legame Mutazioni del recettore: - s. di Laron - s. con forme troncate

GH: MECCANISMO D’AZIONE Recettori specifici: Fegato (gluconeogenesi) Adipociti (lipolisi) Fibroblasti Linfociti Cellule muscolari, etc. GH IGF I (somatomedina C) IGF II IGF I Produzione GH-dipendente Fegato, molti altri tessuti Recettore tirosin chinasico EFFETTI: Effetti metabolici insulino-simili Stimolo proliferazione e differenziamento cellulare

STRUTTURA PRIMARIA DELL’IGF-1 /SOMATOMEDINA C I residui nelle “boxes” sono identici ai residui nelle posizioni corrispondenti della molecola della proinsulina. (il dominio C non presenta alcuna omologia)

* *mannose 6-P receptor

EFFETTI METABOLICI DEL GH EFFETTI INDIRETTI (trofici ed anabolici) EFFETTI DIRETTI (anti-insulinici) ( + ormoni tiroidei) (+ cortisolo) Fegato ed altri organi Aumentata lipolisi Effetti iperglicemizzanti somatomedine Aumentata condrogenesi Aumentata sintesi proteica Proliferazione cellulare

ANALOGHI DEL GH PER USO TERAPEUTICO I GH di origine animale non sono efficaci GH umano estrattivo Problemi: ridotta disponibilità S. di Creutzfeldt-Jacob variabilità nella purezza GH ricombinante (somatropina); Metionil-GH (somatrem) Emivita : 20 min; emivita biologica: 9-17 h Somministrazione s.c. una volta al dì Preparati depot (i.m. 1-2 volte al mese) Analogo sintetico del GHRH (sermorelina): Meno costoso, meno efficace. Non efficace se il difetto è ipofisario. IGF-1 ricombinante

ANALOGHI DEL GH PER USO TERAPEUTICO I GH di origine animale non sono efficaci GH umano estrattivo Problemi: ridotta disponibilità S. di Creutzfeldt-Jacob variabilità nella purezza GH ricombinante (somatropina); Metionil-GH (somatrem) Emivita : 20 min; emivita biologica: 9-17 h Somministrazione s.c. una volta al dì Preparati depot (i.m. 1-2 volte al mese) Analogo sintetico del GHRH (sermorelina): Meno costoso, meno efficace. Non efficace se il difetto è ipofisario. IGF-1 ricombinante

Risposta all’iniezione i.m. di GH in 4 bambini ipopituitarici

INDICAZIONI ALLA TERAPIA CON GH Deficit di GH da difetto ipofisario od ipotalamico (anche adulti) Sindrome di Turner Cachessia da AIDS Malassorbimento (s. dell’intestino corto) Insufficienza renale nei bambini Bassa statura idiopatica (<2,25 S.D.) Doping (anabolizzante) Antiaging VALUTAZIONE DELLA RISPOSTA IGF-1 sierica Crescita staturale

EFFETTI COLLATERALI DELLA TERAPIA CON GH Nei bambini: EFFETTI COLLATERALI DELLA TERAPIA CON GH Nei bambini: Sono poco frequenti Ipertensione endocranica Scoliosi Diabete di tipo II Leucemia (???) Negli adulti: Edema periferico S.del tunnel carpale Artralgie, mialgie Intolleranza al glucosio?? Aumentata mortalita’ in pz. con neoplasie

LIGAND-RECEPTOR FUSION PROTEIN OF GH Maggiore potenza, emivita molto lunga

ADENOMI GH-SECERNENTI: REGOLAZIONE DELLA SECREZIONE Regolazione fisiologica Adenomi GH-secernenti (50% dei casi )

TERAPIA DEGLI ADENOMI GH-SECERNENTI D2 agonisti: cabergolina, ecc. Analoghi della Somatostatina*: octreotide lanreotide vapreotide *Rispetto alla somatostatina:  t1/2  selettività per cellule somatotrope non effetto rebound alla sospensione Antagonisti recettore GH: pegvisomant Ablazione chirurgica Radioterapia Analoghi non peptidici in trial

AZIONI BIOLOGICHE DELLA SOMATOSTATINA AL DI FUORI DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE INIBIZIONE DELLA SECREZIONE DI: Ipofisi TSH, GH, PRL Tratto gastrointestinale Gastrina, Secretina Polipeptide gastrointestinale, Motilina Enteroglucagone, VIP Pancreas Insulina Glucagone Somatostatina Rene Renina

AZIONI BIOLOGICHE DELLA SOMATOSTATINA AL DI FUORI DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE ALTRE AZIONI INIBITORIE GASTROINTESTINALI: Secrezione gastrica Svuotamento gastrico Secrezione pancreatica di bicarbonati Secrezione di enzimi pancreatici Assorbimento intestinale Trasporto d’acqua stimolato da VIP Flusso ematico splancnico

UTILIZZO DEGLI ANALOGHI DELLA SOMATOSTATINA Selettività per SSTR2 e SSTR5 Trattamento dell’acromegalia Trattamento dei tumori carcinoidi Trattamento dei tumori secernenti VIP Trattamento dei tumori secernenti TSH Trattamento del sanguinamento da varici esofagee Profilassi perioperatoria nella chirurgia pancreatica

UTILIZZO DEGLI ANALOGHI DELLA SOMATOSTATINA Somministrazione s.c.(o e.v.) 3-4 volte al giorno Preparati depot (ogni 2-4 settimane) EFFETTI COLLATERALI Malassorbimento Diarrea, Nausea Flatulenza Calcolosi biliare Intolleranza al glucosio

SECREZIONE DELLA PROLATTINA Secrezione pulsatile Stimoli: sonno stress, esercizio fisico suzione estrogeni, ipoglicemia Secreta anche dal corpo luteo

REGOLAZIONE DEL RILASCIO DI PRL DOPAMINA TRH Gi Gs cAMP Ca2+ K+ AC cAMP IPOFISI PROLATTINA REGOLAZIONE DEL RILASCIO DI PRL

Distribuzione dei recettori per la prolattina Ghiandole mammarie Ovaie, Testicoli Ipotalamo Prostata Effetti della prolattina Sviluppo ghiandola mammaria Lattazione Azione inibitoria sulla funzione ovarica e testicolare IPERPROLATTINEMIA galattorrea, amenorrea, infertilità ginecomastia, impotenza, infertilità +

CAUSE DI IPERPROLATTINEMIA FARMACI Fenotiazine Domperidone, metoclopramide Reserpina Metil DOPA Contraccettivi orali Estrogeni ADENOMI PRL-SECERNENTI Ipotiroidismo (con elevato TRH) Insufficienza renale

TERAPIA DEGLI ADENOMI PRL-SECERNENTI D2 AGONISTI: bromocriptina diidroergocriptina lisuride pergolide quinagolide cabergolina Riduzione dei livelli di PRLemia Riduzione della massa tumorale Effetti Collaterali Nausea, vomito Congestione nasale Ipotensione ortostatica Vasospasmo digitale Aritmie cardiache Discinesie Disturbi psichiatrici Alterazioni epatiche

AGONISTI D2 Bromocriptina Agonista D2 (e D1) Farmaco di riferimento Derivato semisintetico dell’ergot Agonista D2 (e D1) Effetto primo passaggio (biodisponibilità 7%) Emivita: 2-8 h Pergolide Derivato dell’ergot Economico Una sola somministrazione giornaliera Cabergolina Maggiore selettività D2 Emivita più lunga (65 h) somm. 1-2 volte/sett. Meno nausea Quinagolide Agonista D2 non derivato dall’ergot. Emivita 22 h

GONADOTROPINE FSH LH CG Ormone Ormone Gonadotropina follicolo- luteinizzante corionica stimolante       Recettore Recettore Recettore per FSH per LH per LH Glicosilazione necessaria per attivazione recettoriale

REGOLAZIONE DEL RILASCIO DI GONADOTROPINE GnRH Ca2+ Gq Ca2+ PLC IP3, DAG IPOFISI FSH, LH

Maturazione follicolare LH: Sintesi androgeni Sintesi progesterone FSH, LH Gs AC PLC GONADI cAMP IP3, DAG FSH: Spermatogenesi Sintesi estrogeni Maturazione follicolare LH: Sintesi androgeni Sintesi progesterone Induzione ovulazione

REGOLAZIONE DEL RILASCIO DI GONADOTROPINE

CONTROLLO NEUROENDOCRINO DELLA SECREZIONE DI GONADOTROPINE NELLA FEMMINA

MENSTRUAL CYCLE Feedback loops

USI DELLE GONADOTROPINE Preparazioni [Gonadotropine estrattive] non più utilizzate Gonadotropina corionica: da urine di gravida Menotropine: da urine di donne in post-menopausa (i.m.) Urofollitropina: FSH purificato FSH ricombinante (possibile anche s.c.) hCG ricombinante Indicazioni Infertilità femminile Infertilità maschile Criptorchidismo Usi diagnostici

SINDROME DA IPERSTIMOLAZIONE OVARICA (OHSS) Marcato ingrossamento delle ovaie Cisti luteiniche Effusione peritoneale, pleurica, pericardica Distensione e dolore addominale Nausea, vomito, diarrea Dispnea Oliguria Possibili conseguenze: Ipovolemia Alterazioni elettrolitiche ARDS Tromboembolie

GnRH E SUOI ANALOGHI B

Usi diagnostici: Gonadorelina-Cl (in ipopituitarismo) Terapia dell’infertilità Gonadorelina acetato: e.v. in pompa (somministrazione pulsata). Meno effetti collaterali rispetto a gonadotropine Analoghi del GnRH: Somministrati assieme alle gonadotropine (per inibire la secrezione endogena). Ovulazione indotta con CG. “Castrazione chimica” Indicazioni: Pubertà precoce gonadotropina-dipendente Terapia dei tumori ormono- dipendenti Endometriosi Leiomiomi uterini Analoghi del GnRH depot (s.c.)

OSSITOCINA Nonapeptide ciclico Sintesi in neuroni dei nuclei P.V. e S.O. dell’ipotalamo Secreto dalle terminazioni nella neuroipofisi Recettore: a 7 domini TM accoppiato a Gq e G11 Aumento IP3 Attivazione canali Ca2+

OSSITOCINA Stimolazione del rilascio: distensione della vagina e della cervice suzione del capezzolo Effetti: aumento della frequenza e dell’intensità delle contrazioni uterine eiezione del latte