SISTEMA ENDOCRINO

Al pari del sistema nervoso il sistema endocrino svolge funzioni di regolazione dell’ambiente interno dell’organismo, al fine di mantenere la stabilità di moltissimi parametri, definiti variabili perché oscillano attorno a valori costanti. I due sistemi ( nervoso ed endocrino ) lavorano singolarmente ma spesso in maniera concertata.
Entrambi i sistemi utilizzano messaggeri chimici, ma nel caso del sistema endocrino tali messaggeri sono immessi nel torrente circolatorio invece che liberati a livello di sinapsi.
Da ciò deriva il fatto che la comparsa dell’effetto è più lenta, sebbene più duratura nel tempo.

Il sistema endocrino è costituito da particolari cellule raggruppate in strutture ghiandolari, che come segnale efferente producono ed immettono nel torrente circolatorio determinate sostanze denominate ormoni.
Gli ormoni esplicano la propria azione interagendo con particolari cellule ( cellule bersaglio ) dei tessuti ( tessuti bersaglio ) di organi sottoposti alla regolazione ( organi bersaglio ).
Gli ormoni inoltre, diffondendo nel sangue, possono raggiungere tessuti bersaglio situati in ogni punto del corpo, mentre i messaggeri chimici del sistema nervoso diffondono solo nel breve spazio sinaptico.

Il sistema nervoso governa muscoli e ghiandole, il sistema endocrino può regolare moltissime cellule del corpo.

ORMONI

 

Le molecole di ormoni possono essere classificate secondo la funzione generale ( es. sessuali, anabolizzanti ) o in base alla struttura chimica e, conseguentemente, al meccanismo d’azione.
Generalmente si classificano in base alla struttura chimica in ormoni steroidei e non steroidei.

Ormoni steroidei

 

Gli ormoni steroidei hanno origine dal colesterolo, ed hanno quindi una struttura chimica molto simile. Principali esempi sono: cortisone, aldosterone, estrogeni, progesterone, testosterone.
Tali molecole, essendo solubili nei lipidi sono poco solubili nel plasma, perciò si legano a proteine di trasporto nel torrente circolatorio.

Meccanismo d’azione

 

Una volta raggiunta la cellula bersaglio gli ormoni steroidei si dissociano dal carrier e attraversano facilmente la membrana cellulare essendo liposolubili. All’interno della cellula bersaglio attraversano anche la membrana nucleare e si legano ad un recettore mobile ( ipotesi del recettore mobile ) formando un complesso ormone-recettore. Prima di legarsi ai recettori alcuni ormoni necessitano di attivazione enzimatica.
Il complesso ormone-recettore attiva una sequenza di geni che avvia la trascrizione di RNA messaggero ( mRNA ). Questo mRNA esce del nucleo e, nel citoplasma, si lega ai ribosomi avviando la sintesi di nuovo materiale proteico, che non sarebbe sintetizzato in assenza degli ormoni. La produzione di proteine fondamentali per le funzioni cellulari, es. enzimi o proteine di membrana, è regolata dagli ormoni steroidei.
In ragione del meccanismo d’azione, le risposte degli ormoni steroidei sono lente, da 45 minuti ad alcuni giorni.
Gli ormoni steroidei producono inoltre effetti rapportati alla quantità di ormone in circolo.

Gli ormoni della tiroide:

• tetraiodotironina o tiroxina ( T4 )
• triiodotironina ( T3 )

che non sono chimicamente di natura steroidea, hanno un meccanismo d’azione simile a quello degli ormoni steroidei, con l’eccezione che essi pur entrando nelle cellule bersaglio, sembrano legarsi a recettori fissi, cioè già associati ad una molecola di DNA nel nucleo della stessa cellula bersaglio.

 

Ormoni non steroidei

Gli ormoni non steroidei vengono sintetizzati principalmente a partire da aminoacidi, e possono essere proteine, quindi lunghe catene di aminoacidi ( es. insulina e paratormone ), piccoli peptidi ( es. ossitocina e vasopressina ) o derivati di aminoacidi singoli ( es. adrenalina, tirosina ).

Meccanismo d’azione

Gli ormoni non steroidei agiscono secondo una ipotesi formulata negli anni ’70, definita ipotesi del secondo messaggero.
L’ormone in tale ipotesi avrebbe ruolo di primo messaggero, legandosi a recettori fissi sulla membrana della cellula bersaglio ( ipotesi del recettore fisso ). Attraverso questi recettori il messaggio passa all’interno della cellula dove, per mezzo di una seconda molecola, detta appunto secondo messaggero, attiva una serie di processi che danno origine a diverse modificazioni cellulari.
Le molecole dei secondi messaggeri possono essere di natura chimica diversa, ed avere meccanismo d’azione diverso:

• Adenosin monofosfato ciclico ( AMPc )
• Guanosin monofosfato ciclico ( GMPc )

attivano particolari proteine ( dette proteine G ), le quali, a loro volta, promuovono una serie di processi “ a cascata” che producono la risposta della cellula bersaglio ( AMPc, GMPc ).

• Inositolo trifosfato ( IP3 )

provoca l’apertura di particolari canali per il Ca++ nella membrana della cellula bersaglio; l’entrata di Ca++ attiva una particolare proteina detta calmodulina. Il complesso Ca++- calmodulina
( considerato da molti autori il reale secondo messaggero ) attiva il meccanismo a cascata che origina la risposta della cellula bersaglio.

A differenza di quelli steroidei, gli ormoni non steroidei producono effetti molto amplificati rispetto alla quantità di ormone in circolo, ed operano in tempi più stretti, cioè entro secondi o minuti dal momento in cui si sono legati al recettore di membrana.

 

Regolazione della secrezione ormonale

 

Il controllo della secrezione ormonale rappresenta per eccellenza il meccanismo di feed-back negativo, quello cioè che tende a riportare il sistema entro livelli ottimali di funzionamento, opponendosi ad eventuali deviazioni.
Le operazioni che risultano che attivano tali processi, al pari di quelli che nel sistema nervoso sono definiti “riflessi nervosi”, vengono definite “riflessi endocrini”.

1 ) Uno dei meccanismi più semplici si basa sulla sensibilità della cellula endocrina alle modifiche fisiologiche indotte dall’ormone da lei stessa prodotto:

• es. il paratormone Ý ( PTH, ormone prodotto dalle ghiandole paratiroidi che mobilizza il Ca++ depositato nell’osso ) quando la concentrazione di Ca++ ematica supera il valore del livello ottimale ( tra 9 e 11 mg/100 ml di plasma ), le cellule delle ghiandole paratiroidi avvertono tale variazione e riducono l’immissione in circolo di tale ormone.

 

2 ) Un altro meccanismo, più complesso, è quello secondo cui una ghiandola regola la propria produzione in base ad un ormone secreto da un'altra ghiandola, la qual cosa amplifica la capacità e la precisione del meccanismo di controllo:

- es. Ý la parte anteriore della ghiandola ipofisi ( adenoipofisi ) produce diversi fattori di controllo della secrezione di altre ghiandole ( tiroide, gonadi ), ed è sensibile alle modificazioni dei livelli ematici degli ormoni secreti dalle ghiandole che essa controlla, nonchè ai livelli ematici dei fattori di controllo che essa stessa produce.    
La secrezione della adenoipofisi è a sua volta sotto il controllo di fattori liberatori o inibitori prodotti da particolari cellule ipotalamiche.
Anche la secrezione ipotalamica di tali fattori è sensibile alle modifiche di particolari variabili controllate ( es. livelli ematici di determinati ormoni ).

3 ) Un altro meccanismo di controllo delle secrezioni ghiandolari è l’input del sistema nervoso.

• es. Ý la parte posteriore della ipofisi ( neuroipofisi ) è sotto il controllo di input ne4rvosi diretti che provengono dall’ipotalamo.
• Ý impulsi nervosi del sistema ortosimpatico inducono la secrezione di adrenalina nella midollare delle ghiandole surrenali.

 

Anche se tutti i sistemi di regolazione riducono al minimo le fluttuazioni di produzione degli ormoni, esse sono soggette a incrementi o decrementi nell’arco delle 24 ore ( detti appunto variazioni circadiane )

• es Ý la concentrazione di insulina raggiunge ad es. livelli elevatissimi dopo l’ingestione di un pasto ricco di carboidrati.
• Ý stimoli particolari che inducono paura nel soggetto determinano un improvviso e drammatico aumento della secrezione di adrenalina nella midollare delle surrenali.

 

 

 

GHIANDOLA IPOFISI

 

La ghiandola ipofisi è di dimensioni molto ridotte ( 1.2-1.5 cm di diametro e solo 0.5 g di peso ), ma esplica funzioni fondamentali nella regolazione di tutto il sistema endocrino.
E’ situata nella sella turcica dell’osso sfenoide, coperta da una parte di dura madre definita diaframma della sella, ed è collegata all’ipotalamo da una porzione detta infundibulo.
E’ considerata una ghiandola unica, ma consiste di due ghiandole separate, di origine embriologica diversa, adenoipofisi e neuroipofisi.

 

ADENOIPOFISI

E’ la parte anteriore della ipofisi, e a sua volta può essere suddivisa in alcune parti  a seconda della localizzazione:

• parte distale Ý la parte più consistente;
• parte intermedia Ý parte addossata alla neuroipofisi;
• parte infundibolare Ý piccola parte addossata all’infundibolo;

Il tessuto è riccamente vascolarizzato, costituito da gruppi irregolari di cellule secernenti, suddivise per caratteristiche istologiche in tre tipi:

• cromofobe Ý non affini ai coloranti istochimici;
• acidofile Ý colorabili con coloranti di natura acida;
• basofile Ý colorabili con coloranti di natura basica.

Ormoni prodotti:

• Ormone dell’accrescimento ( Growth Hormone, GH, o Somatotropina, STH ) Ý controlla l’accrescimento di ossa, muscoli e di vari altri tessuti, stimolando l’anabolismo proteico e la mobilizzazione e il catabolismo dei lipidi.

 

• Prolattina ( PRL ) Ý durante la gravidanza promuove lo sviluppo degli adenomeri mammari e al momento della nascita stimola la produzione i latte da parte delle ghiandole mammaria.

• Ormone tireostimolante ( TSH ) Ý promuove e mantiene la crescita, lo sviluppo e la produzione della ghiandola tiroide.

 

• Ormone adrenocorticotropo ( ACTH ) Ý promuove e mantiene la crescita e lo sviluppo della corteccia delle ghiandole surrenali, stimolando anche la secrezione di alcuni tipi di ormoni da essa prodotti.

• Ormone follicolo-stimolante ( FSH ) Ý stimola i follicoli dell’ovaio a crescere e maturare.

 

• Ormone luteinizzante ( LH ) Ý stimola produzione e attività del corpo luteo dell’ovaio. Il corpo luteo ( giallo ) è formato dalle cellule del follicolo che proliferano dopo l’ovulazione, e produce progesterone ed estrogeni dietro stimolazione dell’LH. FSH ed LH sono detti gonadotropine perché stimolano la crescita e mantengono la funzione delle gonadi.

• Ormone melanocitostimolante ( MSH ) Ý è ancora da accertare la funzione di quantità fisiologiche di tale ormone, in quanto è dimostrato solo che l’iniezione di quantità elevate stimola i melanociti cutanei a produrre un maggior quantitativo di melanina, pigmento scuro della cute.

 

Controllo della secrezione adenoipofoisaria:

Attraverso una rete complessa di vasi definita sistema portale ipotalamo-ipofisario, la ipofisi anteriore riceve sostanze chimiche prodotte da neuroni dell’eminenza mediana dell’ipotalamo.
( Sistema portale si definisce una rete di vasi ina cui il sangue che proviene dai capillari di un tessuto non si immette subito nel sistema venoso, ma viene trasportato ai capillari di un altro tessuto prima di immettersi nel circolo venoso ).
Tramite questo sistema portale l’ipotalamo regola l’attività dell’adenoipofisi, attraverso una serie di fattori di rilascio o di inibizione:

• Ormone liberatore del GH ( GRH o Growth Releasing Hormone );
• Ormone inibitore del GH ( GIH o Growth Inibiting Hormone );
• Ormone liberatore dell’ACTH ( CRH );
• Ormone liberatore del TSH ( TRH );
• Ormone liberatore delle gonadotropine ( GnRH );
• Ormone liberatore della prolattina ( PRH );
• Ormone inibitore della prolattina ( PIH ).

 

Data la natura delle connessioni, la posizione e la complessità di funzioni si può attribuire  all’ipotalamo funzione di congiunzione tra sistema nervoso e sistema endocrino.
Es Ý durante forti emozioni o stress, la corteccia cerebrale ( aree limbiche soprattutto ) invia stimoli all’ipotalamo, che a sua volta innesca una quantità di meccanismi secernendo gli ormoni liberatori nel sistema portale.
Il ruolo dell’ipotalamo è quindi strettamente correlato al legame corpo-mente Ý il cervello riceve input sensitivi ed invia a sua volta impulsi ai muscoli e alle ghiandole, ed ha canali di contatto con tutti i tessuti del corpo.
Tra i sistemi del corpo umano ed il cervello esistono quindi correlazioni.

• psicosomatiche Ý quando la mente influenza il corpo;
• somatopsichiche Ý quando è il corpo ad influenzare la mente.

 NEUROIPOFISI

L’altra parte dell’ipofisi è la sede di immagazzinamento e rilascio in circolo di due ormoni:

• ormone antidiuretico ( ADH ) Ý regola il riassorbimento di acqua a livello del tubulo distale e del dotto collettore renale;
• ossitocina Ý stimola le contrazioni della mucosa uterina e causa l’eiezione del latte nei dotti mammari nella fase di allattamento; la sua produzione è regolata dal fenomeno della suzione tramite feed-back positivo ( il bambino succhia il latte e tale meccanismo eleva i livelli di ossitocina che aumentano l’eiezione del latte nei dotti ).

 

GHIANDOLA TIROIDE

La tiroide è una ghiandola collocata nel collo antero-lateralmente alla trachea, in prossimità della laringe.
Nell’adulto raggiunge il peso di 30 g circa, ed ò formata da due grandi lobi laterali connessi da un istmo.
Il tessuto è costituito strutturalmente da unità dette follicoli.

Ormone tiroideo

 

L’ormone tiroideo ( TH ) ò in realtà rappresentato da due diversi ormoni,:

• tetraiodotiroxina o tiroxina ( T4 )
• triiodotironina ( T3 ).

Dopo avere sintetizzato gli ormoni la tiroide ne accumula grandi quantità prima di immetterli nel torrente circolatorio, dove viaggiano complessati a proteine globulari.
L’ormone T3, pur essendo presente in quantità minori, è considerato l’ormone principale della tiroide.
L’ormone tiroideo regola l’entità del metabolismo di tutte le cellule, unitamente ai processi di crescita e alla differenziazione dei tessuti. In potenza può interagire con ogni cellula del corpo, possiede quindi un “bersaglio generale”.

Calcitonina

 

La tiroide produce anche l’ormone calcitonina ( CT ), che non è definita ormone tiroideo solo perchè di scoperta molto più recente.
La calcitonina regola il contenuto di Ca++ nel sangue favorendo la neoformazione di osso, con l’effetto quindi di rimozione di calcio dal torrente circolatorio ed immagazzinamento dello stesso nell’osso. Tende cioè ad abbassare il livello di calcemia.

 

GHIANDOLE PARATIROIDI

Sono aggregati cellulari rotondeggianti, solitamente in numero di 4 o 5, presenti nella parte posteriore di lobi tiroidei

Ormone delle paratiroidi

 

Le paratiroidi secernono il paratormone ( PTH ), che in antagonismo con l’azione della calcitonina concorre a mantenere l’omeostasi del calcio, fattore importantissimo per il mantenimento di uno stato di salute.
Il PTH aumenta la calcemia inducendo la rimozione di calcio dall’osso, favorendo l’assorbimento di calcio e livello intestinale e il riassorbimento di calcio a livello renale.

ISOLE DEL PANCREAS

 

Il pancreas è una ghiandola lunga 12-15 cm del peso di circa 100 g, con una “testa” accolta nell’ansa duodenale, un “corpo” che si estende trasversalmente dietro lo stomaco, ed una “coda”, l’estremità sinistra, che arriva sino alla milza.
E’ una ghiandola duplice, esocrina ed endocrina al tempo stesso.

La componente esocrina comprende le secrezioni riversate nel lume intestinale.

La componente endocrina è inclusa nel parenchima della componente esocrina, raggruppata nelle isole pancreatiche o isole del Langherans, che costituiscono solo l’1 o il 2% della massa parenchimale dell’organo.

 

Le isole pancreatiche ( 1 o 2 milioni circa ) contengono 4 tipi primari di cellule endocrine, unite tra loro da gap junctions, che consentono una certa coordinazione di funzioni come in un’unica ghiandola secretoria:

• cellule alfa ( o cellule A ) Ý secernono l’ormone glucagone;
• cellule beta ( o cellule B ) Ý secernono l’ormone insulina, sono i ¾ circa di tutte le cellule delle isole;
• cellule delta ( o cellule D ) Ý secernono l’ormone somatostatina;
• cellule dei polipeptidi pancreatici ( cellule F o PP ) Ý secernono il polipeptide del pancreas.

 

Ormoni del pancreas

Glucagone

 

Prodotto nelle cellule alfa, stimola la conversione a glucosio del glicogeno epatico, nonchè la gluconeogenesi, sempre a livello epatico; il glucosio così ottenuto lascia gli epatociti e si immette in circolo, con conseguente innalzamento della glicemia.

Insulina

 

Prodotta nelle cellule beta, promuove il passaggio di glucosio, aminoacidi e acidi grassi dal sangue alle cellule dei tessuti, dove ne promuove il metabolismo. Principale conseguenza è un abbassamento della glicemia.

Somatostatina

 

E’ prodotta nelle cellule delta ed il suo ruolo principale sembra la regolazione dell’attività secretoria delle altre cellule endocrine pancreatiche. Inibisce infatti la secrezione di insulina, glucagone e polipeptide pancreatico. Inibisce anche la secrezione del GH nell’adenoipofisi.

Polipeptide pancreatico

 

E’ prodotto dalle cellule F ( o PP ) situate nella parte periferica delle isole pancreatiche. Non è noto un ruolo definito e provato di tale ormone, che si pensa coinvolto nel processo digestivo, nonché nella distribuzione delle sostanze da esso derivanti.

 

Gli ormoni pancreatici cooperano quindi in azione concertata al mantenimento dell’omeostasi delle molecole nutritive ( glucosio, aminoacidi acidi grassi ).

 

 

 

 

MIX   DOMANDE

 

1 ) Descrivere i processi attivi di diffusione transmembrana.

2 ) Descrivere i processi passivi di diffusione transmembrana.

3 ) Descrivere la struttura della giunzione neuromuscolare e le modalità attraverso le quali l’impulso nervoso viene trasmesso dal neurone motorio alla cellula muscolare striata scheletrica.
ne

4 ) Descrivere il potenziale di membrana di una cellula che non conduce impulsi, definito potenziale di membrana a riposo ( PRM ).

5 ) Meccanismi alla base dell’insorgenza di un potenziale d’azione.
Periodo refrattario assoluto e relativo.

6 ) Descrivere il meccanismo della contrazione muscolare e le sue basi molecolari: gli eventi che portano alla contrazione della fibra muscolare dopo che nella medesima è insorto un potenziale d’azione

7 ) Descrivere gli aspetti funzionali dell’organizzazione nervosa: neuroni sensitivi, interneuroni, motoneuroni . Elementi che costituiscono un arco riflesso. Esempio di arco riflesso.

8 )  Descrivere le differenze morfo-funzionali tra sinapsi elettriche e sinapsi chimiche

9 ) Dove e come insorge l’impulso cardiaco e come viene condotto a tutto il miocardio? Quali sono gli effetti dell’attivazione del sistema parasimpatico e di quello ortosimpatico sulla funzione cardiaca?

10 ) Eventi elettrici e meccanici del ciclo cardiaco.

 

 

11 ) Quali sono i valori della pressione arteriosa nel circolo sistemico e in quello polmonare in condizioni normali? Dove sono collocati i principali rilevatori della pressione arteriosa (barocettori), e come intervengono i riflessi barocettivi nel correggere un aumento o un calo della pressione medesima?

12 ) Come avvengono gli scambi di acqua e soluti tra il sangue e i tessuti a livello dei capillari del circolo sistemico? In che modo le variazioni della pressione osmotica e di quella idrostatica del sangue lungo il capillare possono determinare il verso di questi scambi?

13 ) Descrivere le funzioni del sistema arterioso, arteriolare e capillare.

14 ) Descrivere le funzioni del sistema capillare e venoso.

15 ) Funzione e principali valori pressori del circolo polmonare.
Modalità di scambio dei gas respiratori.

16 ) Le vie aeree sono distinte in due parti anatomo-funzionali . Descrivere  quali sono le loro funzioni e i fenomeni respiratori.

17 ) Descrivere la funzione dei  principali muscoli inspiratori ed espiratori, e i valori medi dei volumi e delle capacità respiratorie.

18 ) Come viene trasportato l’ossigeno nel sangue. Descrivere la curva di dissociazione dell’emoglobina e discutere i fattori che modificano l’affinità dell’emoglobina per l’ossigeno.

19 ) Come viene trasportata l’anidride carbonica (CO2) nel sangue? Quali sono i valori di pressione parziale di questo gas nel sangue venoso e in quello arterioso?

20 ) Funzioni dell’apparato renale e suddivisione funzionale del nefrone.

 

21 ) Descrivere il processo di ultrafiltrazione glomerulare: quali pressioni  intervengono nel determinare la pressione di filtrazione,  che valore raggiungono in condizioni normali, e quanto plasma viene filtrato dai reni in un minuto e in un giorno.

22 ) Funzioni della porzione tubulare del nefrone: meccanismi di riassorbimento e secrezione attivi e passivi.

23 ) Descrivere il meccanismo di riassorbimento dell’acqua lungo le varie porzioni tubuli del nefrone.

24 ) Descrivere il meccanismo di riassorbimento dello ione bicarbonato a livello del tubulo prossimale del nefrone.

25 ) Descrivere il meccanismo di riassorbimento del glucosio a livello della porzione tubulare del nefrone.

26 ) Descrivere i principali fattori che tendono a modificare il pH ematico e i principali tamponi attraverso i quali l’omeostasi del pH viene ristabilita.

27 ) Motilità del sistema gastro-enterico.

28 ) Attività secretiva lungo le diverse porzioni del sistema gastro-enterico.

29 ) Funzione endocrina del pancreas: come intervengono insulina e glucagone nel controllo dei livelli del glucosio plasmatico.

30 ) Funzione esocrina del pancreas: composizione e funzioni del succo pancreatico.

31 ) Meccanismo d’azione e principali ormoni steroidei.

32 ) Meccanismo d’azione e principali ormoni non steroidei.