ENDOCRINOLOGIA Organi endocrini

Presentazione sul tema: "ENDOCRINOLOGIA Organi endocrini"— Transcript della presentazione:

1 ENDOCRINOLOGIA Organi endocrini
ormoni

2 Gli organismi multicellulari devono disporre di sistemi di controllo per il mantenimento della propria omeostasi, per adattarsi all’ambiente e per svolgere tutte le loro funzioni. I sistemi di controllo si avvalgono di specifiche molecole che, legandosi a recettori, controllano e modificano il funzionamento delle cellule. Il più evidente sistema di controllo è il sistema nervoso, che coordina l’attività di molte cellule liberando appunto specifiche molecole denominate «mediatori chimici» (es. acetilcolina, noradrenalina) alle terminazioni dei neuroni. Ma molte altre cellule liberano molecole che hanno effetti regolatori sul funzionamento di cellule e tessuti, secondo tre modalità

3 Effetti autocrini: le molecole liberate agiscono sulle stesse cellule che le hanno prodotte
Effetti paracrini: le molecole liberate si propagano nel liquido interstiziale ed agiscono su cellule circostanti Effetti endocrini: le molecole liberate entrano nel torrente circolatorio ed agiscono su cellule (o tessuti) bersaglio in tutto l’organismo, laddove siano presenti recettori specifici. La secrezione endocrina (anche detta secrezione interna) è soprattutto effettuata da cellule raccolte in specifici organi endocrini, classicamente chiamati ghiandole. Esistono però, in alcuni casi, anche cellule secernenti sparse o raggruppate in piccoli agglomerati, che hanno le stesse funzioni. Le molecole liberate in circolo sono chiamate ormoni

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5 Classificazione biochimica degli ormoni
PROTEICI: Ormone della crescita (GH) Prolattina (PRL) Ormone adrenocorticotropo (ACTH) Paratormone (PTH) Calcitonina Insulina Glucagone Somatostatina Polipeptide pancreatico Ormoni ipotalamici (CRH, TRH, GHRH, GnRH) Inibenti VIP Vasopressina (ormone antidiuretico ADH) Ossitocina

6 Classificazione biochimica degli ormoni
GLICOPROTEICI: Ormone tireotropo TSH) Ormone follicolo-stimolante (FSH) Ormone luteinizzante (LH) Gonadotropina corionica (hCG) STEROIDEI: Cortisolo Aldosterone 17 β-estradiolo Progesterone Testosterone DERIVATI DA AMINE: Tetraiodotironina (T4) Triiodotironina (T3) Adrenlina Noradrenalina

7 Gli ormoni sono normalmente prodotti nel reticolo endoplasmatico delle rispettive cellule sotto forma di pro-ormoni e accumulati nell’apparato di Golgi spesso racchiusi in vescicole. Possono essere attivati all’interno o all’esterno delle cellule. Sono in genere trasportati nel sangue legati a specifiche proteine trasportatrici (albumine o globuline), che ne prolungano la vita in circolo. I recettori possono trovarsi sulle membrane cellulari o sui nuclei (quando la struttura dell’ormone permette il suo passaggio attraverso la membrana). La concentrazione ematica di ciascun ormone dipende dall’equilibrio fra velocità di sintesi (o di liberazione) e velocità di eliminazione ed è costantemente regolata in maniera molto precisa.

8 Il principale sistema endocrino è l’asse ipotalamo-ipofisi, che regola la funzione di numerose altre ghiandole endocrine e collega il sistema endocrino con quello nervoso. L’ipotalamo è collegato con l’ipofisi attraverso un peduncolo che contiene vasi e nervi: i primi formano il circolo portale ipotalamo-ipofisario, mentre i secondi realizzano la neurosecrezione nell’ipofisi posteriore. Tutti gli ormoni prodotti dall’ipofisi, e in parte anche i fattori rilascianti prodotti dall’ipotalamo, agiscono principalmente sulle loro cellule bersaglio, ma, essendo ormoni che entrano in circolo, hanno anche effetti diretti su altre cellule (non tutti noti). L’attività dell’asse ipotalamo-ipofisi è prevalentemente controllata a feed-back negativo dagli stessi ormoni che esso controlla

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11 Ormone della crescita - GH

12 Patologie correlate: Durante l’accrescimento: gigantismo (ipersecrezone) nanismo (iposecrezione)

13 Patologie correlate: Nell’adulto: Acromegalia: crescita abnor-me di ossa piatte (fronte, zigomi), ingrossamento delle dita, diabete. Non si conoscono effetti della iposecrezione nell’adulto.

14 L’unico ormone ipofisario che agisce direttamente, non attraverso la regolazione di altri organi endocrini, è l’ormone della crescita (Growth Hormone – GH): Ruolo principale: regolatore della crescita dell’organismo e del metabolismo. Meccanismo d’azione: stimola la sintesi proteica, la gluconeogenesi (da precursori lipidici) e la lipolisi; provoca ritenzione di sodio e di azoto. Azione specifica sulle cartilagini di accrescimento. Effetto indiretto: stimola la produzione di IGF (insuline-like growth factor) nel fegato e in altri tessuti. IGF(1) coadiuva le azioni di GH, ma ha effetti opposti sul metabolismo, riducendo la glicemia e favorendo la deposizione di trigliceridi.

15 La regolazione della secrezione è basata su molteplici anelli a feed-back negativo. L’ipotalamo produce un GHRH (releasing factor) ed un fattore inibente chiamato somatostatina. Stato nutrizionale, sonno e vari fattori ambientali influenzano la produzione di GH. Esiste anche un chiaro ritmo circadiano, con un picco durante il sonno. Uso del GH per produrre ipertrofia muscolare: nonostante l’indubbia azione sulla sintesi proteica, l’effetto terapeutico è modesto e la concomitante iperglicemia induce un diabete da esaurimento delle cellule beta del pancreas resistente alla terapia.

16 LA TIROIDE

17 Posizione Struttura Ipertiroidismo Ipotiroidismo

18 La tiroide presenta follicoli ripieni di una sostanza ialina chiamata colloide e fatta della proteina tireoglobulina: molecole molto grandi su cui sono presenti anelli di tirosina. Una speciale catena enzimatica lega uno o due ioni iodio alla tirosina, formando rispettivamente monoiodotirosina (MIT) e diiodotirosina (DIT). Una molecola di DIT lega un MIT formando triiodotirosina (T3) oppure una altro DIT formando tetraiodotirosina (tiroxina – T4). Le forme secrete sono T3 e T4. T4 è la forma di gran lunga più abbondante, ma si trasforma in T3 nelle cellule bersaglio. T3 pertanto è la forma effettivamente attiva. La colloide, prodotta nel reticolo endoplasmatico e accumulata nello spazio intracellulare viene attaccata da lisosomi, che staccano gli aminoacidi iodati: T3 e T4 sono secreti per pinocitosi ed entrano nel torrente circolatorio, dove sono trasportati prevalentemente in legame con proteine specifiche. MIT e DIT sono deiodinati e tutti i prodotti residui sono riutilizzati per la produzione di nuova colloide, limitando il fabbisogno giornaliero di iodio. Tutte le fasi della produzione e della secrezione di ormoni tiroidei sono controllate dall’asse ipotalamo-ipofisi.

19 L’ipotalamo produce un fattore (TRF) che stimola la liberazione dell’ormone ipofisario TSH, che agisce direttamente sulle cellule follicolari tiroidee: aumenta la captazione dello iodio, stimola la produzione di colloide e il suo riassorbimento, regolando quindi l’immissione in circolo di T3 e T4. La produzione di TRF è controllata a feed-back negativo dalla concentrazione di T3 e T4. La carenza di iodio nella dieta, oppure il consumo prevalente di verdure che inibiscono il riassorbimento dello iodio (cavoli) (problema diffuso ad esempio in alcune vallate alpine, prima dello sviluppo delle conoscenze), provoca, oltre ad altri numerosi sintomi dell’ipotiroidismo, una carat-teristica ipertrofia tiroidea che si manifesta come gozzo (ipotiroideo) perché le tirosine non iodate non possono essere secrete e si accumulano nei follicoli, continuamente stimolate dal TSH. Esistono anche varie forme di gozzo ipertiroideo, accompagnate da iperfunzione.

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21 L’ipotiroidismo durante la vita fetale o dopo la nascita provoca l’aborto precoce o una sindrome chiamata cretinismo, con nanismo (ipotiroideo): Gli ormoni tiroidei sono indispensabili per la differenziazione dei tessuti e la formazione degli organi. Classico esempio: i girini tenuti in un ambiente privo di iodio non subiscono la metamorfosi a rane. Nell’adulto, c’è una classica sindrome da ipertiroidismo, nota come morbo di Basedow, su base autoimmunitaria, oppure ci possono essere vari tipi di neoplasie benigne (cisti) o maligne (carcinoma) caratterizzate da ipersecrezione tiroidea e presenza di gozzo più o meno vistoso. L’aspetto caratteristico del volto basedowiano non è dovuto agli ormoni tiroidei, ma ad un effetto diretto del TSH che provoca accumulo di collagene retro orbitale. La sintomatologia generale comprende: ipertermia (aumento della temperatura), dimagrimento, irritabilità e instabilità dell’umore, insonnia, iperfagia, tachicardia con modesta ipertensione, tremore muscolare fine.

22 L’ipotiroidismo nell’adulto, anch’esso caratterizzato da una facies specifica, presenta sintomi opposti: ipotermia, affaticabilità, torpore e sonnolenza, aumento di peso pur con scarso appetito, ritenzione idrica, edema duro (mixedema), bradicardia e ipotensione. Tutti i sintomi di iper ed ipo secrezione sono riconducibili al principale meccanismo d’azione dei T3-T4: questi ormoni stimolano i nuclei delle cellule inducendoli ad aumentare la sintesi proteica e in particolare la sintesi degli enzimi della catena respiratoria. La principale variabile regolata dalla tiroide è quindi il metabolismo basale, e con esso il consumo di ossigeno e la temperatura corporea. Nell’ipertiroidismo, la frequenza cardiaca aumenta per meccanismo diretto ed indiretto: c’è un’azione diretta sulle cellule del nodo del seno (aumento dell’eccitabilità), ma c’è anche una importante vasodilatazione periferica provocata dall’aumento del metabolismo, che è corretta dal baroriflesso con un aumento della frequenza.

23 Tutti i sintomi neurologici sono dovuti alla regolazione dell’eccitabilità generale dei neuroni da parte degli ormoni tiroidei, e sono abbastanza autoesplicativi. Il cretinismo è una conseguenza della mancata maturazione di varie aree cerebrali, che non sono ancora completamente differenziate alla nascita. L’azione degli ormoni tiroidei è indispensabile per gli effetti del GH e aumenta gli effetti delle catecolamine

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27 LA SURRENALE

28 Secondo la terminologia classica: capsule a forma di « berretto frigio » poste al di sopra dei reni

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30 ORMONI CORTICOSURRENALI

31 Adenoma della corticale del surrene: sindrome di Cushing.
Aspetto tipico con faccia a luna piena, depositi di grasso sul dorso e sull’addome, irsuti-smo, strie cutanee, pelle secca, obesità, ritenzione idro-salina, ipertensione e molti altri segni caratteristici

32 Insufficienza corticosurrenale: morbo di Addison
Insufficienza corticosurrenale: morbo di Addison. Dimagrimento e astenia, grave ipotensione, iperpotassiemia

33 Gli ormoni della coricale derivano tutti dal colesterolo (ormoni steroidei), secondo una serie di passaggi ben descritti in tutti i libri. Piccole variazioni nella formazione degli ormoni ne determinano la funzione. Si distinguono tre categorie: Glucocorticoidi (colesterolo) Mineral corticoidi (aldosterone) Ormoni sessuali (testosterone, progesterone, estrogeni). Ogni ormone ha un’azione specifica, ma ha anche minori effetti simili a quelli degli altri corticosteroidi.

34 GLUCOCORTICOIDI La parte fascicolata, che produce glucocorticoidi, è controllata dall’ormone ipofisario adrenocorticotropo (ACTH), a sua volta controllato da un releasing factor ipotalamico. La sua azione consiste prevalentemente nell’aumentare la glicemia, stimolando la gluconeo-genesi ed inibendo l’utilizzazione del glucosio per interazione con gli effetti dell’insulina (azione anti-insulinica). Fornisce substrati per la gluconeogenesi attraverso l’inibizione della sintesi proteica. Tutti gli effetti, anche quelli sfruttati in terapia, dipendono da questo meccanismo d’azione: il più importante è un effetto anti infiammatorio, dovuto al blocco della produzione di anticorpi; ritarda la guarigione delle ferite (e così ne previene l’eccessiva fibrosi). Il cortisolo è considerato il principale ormone anti stress, proprio perché blocca la risposta infiammatoria, blocca i processi anabolici ed aumenta la disponibilità di substrati per le cellule.

35 MINERALCORTICOIDI La parte glomerulosa, che produce mineralcorticoidi, è controllata in minima parte dall’ormone ipofisario adrenocorticotropo (ACTH), mentre lo stimolo principale per la liberazione in circolo di aldosterone è rappresentato dall’angiotensina II. La sua azione si esplica a livello delle parti tubulari delle ghiandole tubuloacinose, ma è quantitativamente più importante sui tubuli contorti distali del rene dove promuove il riassorbimento del sodio (parte facoltativa del riassorbimento), scambiandolo con K+ e H+. Ha quindi un’importante azione anti ipotensiva e contribuisce alla regolazione dell’equilibrio idro-salino e del pH. Contemporaneamente, promuove l’escrezione del potassio, mantenendone bassa la concentrazione nel liquido interstiziale (e nel plasma): un aumento della potassiemia riduce la negatività delle cellule eccitabili a riposo, aumentandone l’eccitabilità (il livello soglia si raggiunge prima) ma riducendo l’ampiezza dei potenziali d’azione, fino a rendere le cellule completamente ineccitabili. Un aumento eccessivo arresta il cuore in sistole.

36 ORMONI SESSUALI (androgeni)
La parte reticolata produce una serie di ormoni che hanno come bersaglio principale le gonadi, ma sono soprattutto responsabili della manifestazione dei caratteri sessuali secondari, comprese manifestazioni comportamentali (aggressività e libido). La loro importanza è dovuta al fatto che sono le uniche fonti di ormoni del sesso opposto, sia per i maschi sia per le femmine.

37 MIDOLLARE SURRENALE La parte midollare ha una diversa origine embrionale ed è innervata da fibre simpatiche pregangliari (nervi splancnici). Le sue cellule specifiche, chiamate cromaffini, liberano una miscela di catecolamine, con prevalenza di adrenalina. Gli effetti delle catecolamine circolanti si aggiungono a quelli delle stesse sostanze liberate dalle terminazioni postgangliari del simpatico, ma la maggiore concentrazione di adrenalina rende più importanti gli effetti metabolici. Esiste un tipo di tumore, generalmente benigno, chiamato feocromo-citoma, che produce gravi episodi ipertensivi. Al contrario, vi può essere un’assenza ereditaria delle midollari, con sindrome ipotensiva conclamata. Tutte le condizioni che comportano un aumento del tono del simpatico fanno anche aumentare la secrezione della midollare.

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40 PARATIROIDI

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42 Segni di ipoparatiroidismo: rchitismo, deformazioni ossee, mano « da ostetrica »

43 Il calcio gioca un ruolo fondamentale in molteplici funzioni fisiologiche, molte delle quali sono già state viste. Per esempio: attivazione della contrazione dei muscoli scheletrico, cardiaco e liscio, coagulazione, potenziali d’azione, stabilizzazione delle membrane, mineralizzazione delle ossa. Per alcune funzioni, è necessaria solo la sua presenza (effetto catalitico), mentre altre dipendono strettamente dalla sua concentrazione. Il calcio è trasportato nel plasma legato alle albumine: la forma legata è in equilibrio con quella libera, che è la frazione attiva. Le ossa rappresentano un deposito di calcio molto abbondante: esso è continuamente rimosso, ad opera degli osteoclasti e precipitato nella nuova matrice formata dagli osteoblasti. L’equilibrio fra rimozione e precipitazione è regolato dall’ormone paratiroideo (PTH) e dalla calcitonina (prodotta delle cellule parafollicolari (C) della tiroide). Nel liquido interstiziale delle ossa è sempre presente una miscela di calcio e fosfati, e la precipitazione (o la rimozione) dipende dal prodotto calcio*fosforo.

44 Il PTH aumenta la calciemia (concentrazione ematica di CA2+ libero), il cui valore è mantenuto strettamente costante a 10 mg*dl-1. La secrezione di PTH è regolata a feedback negativo direttamente dalla calciemia. Il PTH interviene a tutti i livelli in cui il calcio è trattato nell’organismo, dall’assorbimento intestinale (in cooperazione con la vitamina D3) al riassorbimento renale (favorisce anche l’escrezione dei fosfati) ed alle ossa (vedi figura). In carenza di calcio, dovuta anche all’insufficiente esposizione a raggi UV che favoriscono la trasformazione della vitamina D1 in D2, si ha la sindrome del rachitismo. L’ipercalciemia rende le ossa più dure (meno elastiche) e favorisce le fratture traumatiche, mentre l’ipocalciemia può produrre fratture spontanee. Il metabolismo del calcio è fortemente influenzato dagli estrogeni, la cui carenza è responsabile dell’osteoporosi nelle donne in menopausa.

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46 IL CONTROLLO DELLA GLICEMIA
(pancreas endocrino: insulina, glucagone e IGF)

47 Ogni volta che si assume un pasto, che sicuramente contiene carboidrati in quantità variabili, la glicemia (concentrazione ematica del glucosio) aumenta, per poi diminuire durante il digiuno. Non dimentichiamo che gli animali (uomo compreso) in natura possono essere sottoposti a fasi di digiuno anche molto prolungate. Questo rende l’animale e l’uomo libero di esercitare altre funzioni, diverse dall’alimentazione e dalla ricerca del cibo; nelle società avanzate il tempo dedicato dalla specie umana ai bisogni alimentari si riduce a misura che ognuno svolge le sue particolari mansioni. È pertanto necessario un sistema omeostatico che impedisca eccessive variazioni della glicemia e che garantisca l’accumulo di substrati dopo i pasti, influenzando anche il deposito di grassi e la sintesi proteica. A questo sistema contribuiscono numerosi ormoni ed anche il sistema nervoso autonomo, ma i protagonisti principali sono l’insulina ed il glucagone, ormoni polipeptidici prodotti dalle isole del Langerhans del pancreas.

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50 L’INSULINA L’insulina è un ormone polipeptidico prodotto dalle cellule beta del pancreas. La sua secrezione è regolata direttamente dalla glicemia, di cui abbassa rapidamente i valori, mediante i seguenti meccanismi: Stimola il trasporto del glucosio (attiva GLUT4, la molecola trasportatrice) all’interno delle cellule muscolari, dove viene immediatamente fosforilato e può essere utilizzato direttamente oppure immagazzinato sotto forma di glicogeno; Stimola l’assunzione di glucosio nel fegato che lo deposita come glicogeno; Stimola la produzione di trigliceridi nelle cellule adipose, fornendo il glicerolo e aumentando l’assunzione di acidi grassi (per questa ragione gli zuccheri fanno ingrassare); Stimola in generale la sintesi proteica. L’esercizio fisico aumenta la sensibilità dei muscoli agli effetti dell’insulina.

51 IL GLUCAGONE LA SOMATOSTATINA
Il glucagone è una molecola polipeptidica prodotta delle cellule alfa del pancreas: è un ormone iperglicemizzante, con effetti opposti a quelli dell’insulina: stimola la glicogenolisi e la gluconeogenesi nel fegato; stimola la lipolisi nelle cellule adipose. La sua secrezione è stimolata dall’ipoglicemia, ma anche dagli aminoacidi (utilizzati per formare glucidi). Il sistema nervoso autonomo controlla la secrezione degli ormoni pancreatici in maniera opposta: il vago aumenta la secrezione di insulina e il simpatico la diminuisce; il contrario succede per il glucagone. LA SOMATOSTATINA Prodotta anche dall’ipotalamo (inibisce la secrezione di GH). Ha in genere effetti inibitori

52 IL POLIPEPTIDE PANCREATICO
È prodotto anche nel SNC come neurotrasmettitore. Ha numerose funzioni, prevalentemente inibitorie, in particolare sulle secrezioni intestinali. INTERAZIONI E COMPLEMENTARIETA’ D’AZIONE DEGLI ORMONI PANCREATICI L’insulina riduce la secrezione di somatostatina, mentre questa stimola la secrezione degli altri ormoni. L’insulina è anabolizzante e il glucagone è catabolizzante, pertanto i loro ruoli sono complementari per ottimizzare l’accumulo o il consumo dei substrati energetici.

53 Ormoni sessuali: estrogeni, progesterone, testosterone, androsterone
LE GONADI Ormoni sessuali: estrogeni, progesterone, testosterone, androsterone

54 Le funzioni delle gonadi sono regolate da ormoni ipofisari: follicolo-stimolante (FSH) nei maschi e luteinizzante (LH) nelle femmine. Attivi durante la vita fetale, nella prima infanzia, fin verso la pubertà, tali ormoni sono quiescenti, ma quando cominciano ad essere secreti danno inizio alla pubertà, con sviluppo dei caratteri secondari caratteristici e avvio della gametogenesi (spermatozoi nei maschi e oociti nelle femmine). Gli estrogeni esercitano la propria attività sullo sviluppo delle vie genitali (utero, tube e vagina) e dei caratteri sessuali secondari femminili. Stimolano la proliferazione della mucosa endometriale e vaginale; stimolano anche la ghiandola mammaria, con sviluppo dei dotti galattofori.; sono responsabili dell’estro (calore) negli animali e e sostengono la libido nella donna.

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