Il sistema endocrino 0

0 I messaggeri chimici I messaggeri chimici coordinano le diverse funzioni dellorganismo Gli animali regolano le proprie attività per mezzo di messaggeri chimici. Un ormone è una molecola segnale che viene secreta nel sistema circolatorio (di solito nel sangue) e trasmette messaggi di regolazione al corpo. Le molecole viaggiano nel sangue fino a raggiungere le cellule bersaglio.

Cellula neurosecretrice Molecole ormonali Vaso sanguigno Cellula bersaglio 0 Vescicole secretrici Cellula endocrina Molecole ormonali Cellula bersaglio Vaso sanguigno Gli ormoni sono secreti dalle ghiandole endocrine e dalle cellule neurosecretrici.

Linsieme delle cellule che secernono gli ormoni costituisce il sistema endocrino, il principale sistema di regolazione chimica dellorganismo. Il sistema endocrino spesso collabora con laltro principale sistema di coordinazione del corpo, il sistema nervoso.

Cellula nervosa Impulsi nervosi Neurotrasmettitori Cellula nervosa Un numero ridotto di composti chimici si comporta da ormone nel sistema endocrino e da messaggero chimico nel sistema nervoso.

Gli ormoni agiscono sulle cellule bersaglio mediante due principali meccanismi di trasmissione del segnale Ormone idrosolubile (insulina) Recettore proteico Cellule bersaglio Molecole relè Membrana plasmatica Sequenza di trasduzione del segnale Glicogeno Glucosio Risposta cellulare: in questo esempio, la demolizione del glicogeno Gli ormoni idrosolubili si legano a recettori proteici di membrana della cellula bersaglio.

0 Ormone liposolubile (testosterone) Cellula bersaglio Recettore proteico Complesso ormone- recettore Nucleo DNA mRNA Trascrizione Nuova proteina Risposta cellulare: attivazione di un gene e nuove proteine Gli ormoni liposolubili si legano ai recettori che si trovano allinterno della cellula. Gli ormoni steroidei, per esempio gli ormoni sessuali testosterone ed estrogeni, sono molecole piccole e apolari che possono diffondere attraverso la membrana fosfolipidica delle cellule

Il sistema endocrino umano Una visione dinsieme sul sistema endocrino dei vertebrati Il sistema endocrino dei vertebrati comprende più di una dozzina di ghiandole che secernono più di 50 ormoni. Ipotalamo Ghiandola pineale Ipofisi Tiroide Paratiroidi Timo Ghiandole surrenali Pancreas Ovaia (nella femmina) Testicolo (nel maschio)

Alcune sono solo ghiandole endocrine, poiché hanno come unica e principale funzione quella di secernere ormoni nel sangue. Diverse altre ghiandole, invece, hanno funzioni sia endocrine, sia esocrine, cioè secernono sia sostanze che riversano allesterno del corpo, sia sostanze che riversano in cavità comunicanti con lesterno. 0

Molti ormoni hanno unampia gamma di cellule bersaglio. Altri ormoni, invece, esercitano la loro azione solo su pochi tipi di cellule bersaglio. 0

0 Encefalo Neuroipofisi Adenoipofisi Tessuto osseo Ipotalamo Lipotalamo è strettamente connesso allipofisi e collega tra loro i sistemi nervoso ed endocrino Lipotalamo è il principale centro di controllo del sistema endocrino e utilizza lipofisi per comunicare con altre ghiandole.

Lipotalamo controlla il lobo anteriore dellipofisi (adenoipofisi) secernendo due tipi di ormoni nei brevi vasi sanguigni che collegano i due organi: – gli ormoni di rilascio stimolano la secrezione di ormoni da parte delladenoipofisi; – gli ormoni di inibizione la bloccano. 0

0 Ipotalamo Cellula neurosecretrice Ormone Neuroipofisi Vaso sanguigno OssitocinaADH Muscolatura uterina ghiandole mammarie Tubuli renali Adenoipofisi Le cellule neurosecretrici del lobo posteriore dellipofisi (neuroipofisi) sintetizzano lossitocina e lormone antidiuretico (ADH). Ossitocina ADH

0 Cellula neurosecretrice Vaso sanguigno Ormoni di rilascio dellipotalamo Ormoni TSH ACTH FSH e LH Somato- tropina (GH) Prolattina (PRL) Endorfine Tiroide Corticale surrenale Testicoli e ovaie Lintero corpo Ghiandole mammarie (nei mammiferi) Recettori encefalici del dolore Cellule endocrine delladenoipofisi Il lobo anteriore dellipofisi (adenoipofisi) secerne lormone tireotropo (TSH), lormone adrenocorticotropo (ACTH), lormone follicolostimolante (FSH), lormone luteinizzante (LH), lormone della crescita (GH), la prolattina (PRL) e le endorfine.

0 Ipotalamo Inibizione TRH Adenoipofisi Tiroide TSH Tiroxina La secrezione della tiroxina da parte della tiroide è controllata da meccanismi a feedback negativo.

Ormoni e omeostasi La tiroide regola lo sviluppo e il metabolismo La tiroide produce due ormoni amminici molto simili tra loro, entrambi contenenti iodio: – la tiroxina, spesso chiamata T 4 perché la sua molecole contiene quattro atomi di iodio. – la tiiodotironina, detta anche T 3 perché contiene tre atomi di iodio.

– Una forma di ipertiroidismo La presenza nel sangue di quantità eccessive o ridotte di degli ormoni tiroidei può determinare gravi malattie metaboliche.

0 Ipotalamo Adenoipofisi Tiroide Nessuna inibizione Assenza di iodio Insufficiente produzione di T 4 e T 3 La tiroide si ingrossa e forma il gozzo TRH TSH La mancanza degli ormoni T 3 e T 4 provoca linterruzione di uno dei meccanismi a feedback che controllano lattività tiroidea.

Gli ormoni prodotti dalla tiroide e dalle paratiroidi regolano lomeostasi del calcio La concentrazione ematica del calcio è regolata da due ormoni peptidici: la calciotonina, prodotta dalla tiroide, e lormone paratiroideo (PTH), sintetizzato dalle paratiroidi. Questi due ormoni sono detti ormoni antagonisti perché producono effetti opposti tra loro: la calciotonina fa abbassare la calcemia, mentre il PTH la fa aumentare. 0

0 Calcitonina Stimola il deposito di ioni Ca 2+ nelle ossa Riduce lassorbimento di ioni Ca 2+ nei reni Stimolo: la diminuzione del livello ematico di ioni Ca 2+ Le ghiandole paratiroidi rilasciano lormone paratiroideo (PTH) Ghiandola paratiroide PTH Aumenta lassorbimento di ioni Ca 2+ da parte dellintestino Aumenta lassorbimento di ioni Ca 2+ nei reni Stimola il rilascio di ioni Ca 2+ dalle ossa Vitamina D attiva Aumentano gli ioni Ca 2+ nel sangue Omeostasi: normale livello ematico del calcio (circa 10 mg/100ml) Stimolo: laumento del livello ematico di ioni Ca 2+ La ghiandola tiroide libera calcitonina Diminuiscono gli ioni Ca 2+ nel sangue Regolazione della concentrazione del calcio nel sangue

Il pancreas regola il livello di glucosio nel sangue Il pancreas è formato da gruppi di cellule endocrine che formano le cosiddette isole di Langerhans, le quali producono due ormoni che giocano un ruolo primario nella regolazione del rifornimento energetico diretto alle cellule: linsulina, sintetizzata dalle cellule beta; Il glucagone, prodotto dalle cellule alfa. 0

Linsulina fa sì che le cellule prelevino più glucosio dal sangue e stimola il metabolismo cellulare del glucosio. Il glucagone rende disponibili le molecole energetiche, inducendo le cellule del fegato a demolire il glicogeno in glucosio, che viene poi rilasciato nel sangue. 0

0 Figura 21.7 Le cellule del corpo assorbono più glucosio Insulina Il livello ematico del glucosio cala fino a un punto critico: diminuisce lo stimolo per la liberazione di insulina Stimolo: Il livello ematico di glucosio cala (per esempio, saltando un pasto) Le cellule alfa del pancreas sono stimolate a liberare glucagone nel sangue Glucagone Il fegato demolisce il glicogeno e libera glucosio nel sangue Si ristabilisce il corretto livello di glucosio ematico: diminuisce lo stimolo per la liberazione di glucagone Stimolo: il livello ematico di glucosio aumenta (per esempio, dopo aver mangiato un pasto ricco di carboidrati) Omeostasi: normale livello ematico di glucosio (circa 90 mg/100ml) Le cellule beta del pancreas sono stimolate a liberare insulina nel sangue Il fegato preleva glucosio dal sangue e lo immagazzina sotto forma di glicogeno Alto livello ematico di glucosio Regolazione della concentrazione del glucosio nel sangue

COLLEGAMENTI Il diabete è una malattia endocrina piuttosto comune Il diabete mellito è una grave malattia ormonale che colpisce circa il 5% della popolazione occidentale. Si manifesta – quando non vi è sufficiente quantità di insulina nel sangue (diabete di tipo I o insulino-dipendente); – oppure quando le cellule non sono in grado di rispondere allinsulina (diabete di tipo II o insulino- indipendente).

Le gonadi secernono gli ormoni sessuali Gli ormoni sessuali sono ormoni steroidei che regolano la crescita e lo sviluppo dellindividuo nonché i cicli riproduttivi e il comportamento sessuale. Gli estrogeni, i progestinici e gli androgeni sono prodotti dalle gonadi e la loro sintesi è regolata dallipotalamo e dal lobo anteriore dellipofisi.

Gli estrogeni regolano il funzionamento del sistema riproduttore femminile e lo sviluppo di determinati caratteri femminili. I progestinici sono coinvolti soprattutto nella preparazione dellutero per garantire allembrione condizioni di sviluppo adeguate. 0

0 Gli androgeni stimolano lo sviluppo e il mantenimento del sistema riproduttore maschile.

0 Le ghiandole surrenali attivano la risposta corporea allo stress Le ghiandole surrenali sono composte da due regioni: la midollare, più interna, e la corticale, più esterna. La midollare surrenale produce ormoni che assicurano una risposta rapida e immediata a situazioni di stress.

0 Le cellule dellipotalamo attivate da situazioni di stress, mandano a loro volta impulsi a cellule nervose del midollo spinale che si estendono fino alla midollare surrenale, la quale di conseguenza rilascia nel sangue adrenalina e noradrenalina. Questi due ormoni inducono le cellule del fegato a liberare glucosio, aumentandone così la disponibilità per il lavoro cellulare.

LACTH, prodotta dalladenoipofisi, induce la produzione di una famiglia di ormoni steroidei, detti corticosteroidi, da parte della corticale surrenale. Nellorganismo umano, i due tipi principali di corticosteroidi sono i mineralcorticoidi e i glicocorticoidi. I mineralcorticoidi agiscono principalmente sullequilibrio idro-salino. I glicocorticoidi agiscono soprattutto rendendo disponibile il glucosio per le cellule.

0 Ghiandola surrenale Midollare surrenale Corticale surrenale 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 dellattività digestiva e renale Stress Ipotalamo Ormone di rilascio Adenoipofisi Vaso sanguigno ACTH Corticale surrenale MineralcorticoidiGlicocorticoidi Risposta a lungo termine allo stress Mineralcorticoidi 1. Ritenzione di ioni sodio e di acqua a livello renale 2. Aumento del volume del sangue e della pressione sanguigna Glicocorticoidi 1. Demolizione delle proteine e dei grassi e loro trasformazione in glucosio con conseguente aumento del glucosio ematico 2. Possibile depressione del sistema immunitario Figura Controllo delle risposte allo stress da parte degli ormoni prodotti dalle ghiandole surrenali.