Il sistema endocrino Ipotalamo e ipofisi

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Fisiologia Umana C. Capelli

Autunno 2019

Obiettivi1.0 Ipotalamo ed ipofisi1.1 Ipotalamo – Ipofisi: il sistema portale2.0 Ormoni dell’ipofisi posteriore3.0 Controllo ipotalamico dell’ipofisi

anteriore3.1 Ormoni tropici dell’ipofisi4.0 Struttura cellulare dell’adenoipofisi5.0 Regolazione dell’ipofisi anteriore5.1 Bursts e ritmo della secrezione6.0 Ormoni dell’ipofisi anteriore6.1 Tropine specifiche6.2 GH – L’ormone della crescita6.3 Azioni del GH6.4 Crescita e GH6.5 GH ed esercizio muscolare7.0 Ormoni ipofisotropici e dell’ipofisi

anteriore – veduta d’insieme

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1.0 Ipotalamo ed ipofisi

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1.  Adenoipofisi (ipofisi anteriore) - Tessuto endocrino: le neurosecrezioni ipotlamiche interagiscono con le cellule dell’adenoipofici e controlalno produzione/rilascio degli ormoni

2.  Neuroipofisi (ipofisi posteriore) – Tessuto Nervoso: è un estensione del sistema nervoso e consiste di assoni amielenici di neuroni ipotalamici is an extension of the nervous system and consists of the amyeliniic axons of hypothalamic neurons che rilasciano ormoni nel sangue

3.  Ipotalamo: •  Assoni dai n. sovraottico e paraventricolare

raggiungono, attraverso l’infundibulo, i capillari dell’ipofisi post.e •  Veri e propri ormoni (ADH, ossitocina)

•  Assoni all’eminenza mediana •  Statine o fattori di attivazione che

regolano la produzione degli ormoni dell’iposifi ant.e

1.1 Ipotalamo – Ipofisi: il sistema portale

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1.  Sistema vasale portale con la rete mirabilis dei capillari sinusoidali

•  Plesso capillare primario che

riceve fattori stimolanti/inibenti dall’ipotalamo

•  Vasi portali ai capillari sinusoidali

•  In questo modo, i neuro-secreti ipotalamici possono giungere rapidamenet alle cellule ipofisarie

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2.0 Ormoni dell’ipofisi posteriore

•  L’ipofisi posteriore non sintetizza I suoi due ormoni; li secerne.

1.  Ossitocina

1.  Stimola la contrazione delle cellule mioepiteliali della ghiandola mammaria

2.  Stimola la contrazione del muscolo uterino (viene utilizzato per indurre il parto)

3. Ossitocina e ADH condividono una struttura chimica molto simile e possono competere sullo stesso recettore. Pertanto, l'ossitocina può causare ritenzione idrica (gravidanza, terapia)

4.  Uomini e donne hanno la stessa concentrazione di ossitocina, ma gli estrogeni promuovono il legame tra ossitocina e recettore

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2.0 Ormoni dell’ipofisi posteriore

2.  ADH (Vasopressina)

•  E’ secreta in risposta a variazioni dell’osmolarità plasmatica (aumento) e del volume plasmatico (diminuzione) (vedi Fisiologia renale)

1. Ritenzione di acqua (promuove il riassorbimento idrico a livello renale)

2. Vasocostrizione e aumento della PAM (agisce sul muscolo liscio delle arteriole sistemiche; è uno dei fattori estrinseci che controllano il tono del muscolo liscio arteriolare)

3.0 Controllo ipotalamico dell’ipofisi anteriore

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•  L’ipotalamo invia “messaggi” all’ipoifisi mediante degli ormoni fisiotropici (e. g. TRH ! attiva il rilascio di TSH; GnRH ! attiva il rilascio di gonadotropine; GIH ! attiva il rilascio di GH)

•  Essi sono il primo stadio di una sequenza di tre ormoni (un’eccezione, dopamina)

•  Controllo a feedback negativo del rilascio •  Circuito breve distanza: ipotalamo - ipotalamo •  Circuito media distanza: ipofisi - ipotalamo •  Circuito lunga distanza: ghiandola -ipotalamo

3.0 Controllo ipotalamico dell’ipofisi anteriore

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•  Controllo a feedback negativo •  Circuiti lunghi: la concentrazione

dell'ormone prodotto dall'organo bersaglio inibisce il rilascio di tropine ipofisarie e / o di ormoni ipotalamici ipofisiotropici

•  Cicuiti corti: la concentrazione di tropina influenza la produzione di ormoni ipotalamici

•  Prolattina: l'ormone in sé agisce sull'ipotalamo per stimolare la secrezione di dopamina che inibisce la secrezione di prolattina

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3.1 Ormoni tropici dell’ipofisi

•  Hanno origine in nuclei specifici dell'ipotalamo in risposta alla generazioni di potenziali d'azione

•  Sono trasportati dal sistema portale all'ipofisi anteriore

•  Il sistema portale assicura che questi ormoni possano raggiungere l'ipofisi anteriore rapidamente

•  Una quantità molto piccola di ormone ipotalamico rilasciato da pochi neuroni è in grado di controllare la secrezione ipofisaria

•  Legandosi a specifici recettori, stimolano o inibiscono la secrezione di diversi ormoni ipofisari anteriori

3.1 Ormoni tropici dell’ipofisi

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•  GH (ormone della crescita) è sotto il controllo di un ormone inibitore e di un ormone che ne stimola la produzione

•  Il GnRH controlla FSH e LH

•  La dopamina inibisce la prolattina

4.0 Struttura cellulare dell’adenoipofisi

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Ormoni glicoproteici

Ormoni proteici

• La funzione dell’ipofisi anteriore è anche controllata da meccanismi che influenzano i nuclei ipotalamici:

•  Il ritmo sonno-veglia (ritmi circadiani)

• Dolore • Richieste energetiche • Emozioni (e. g. lo stress

influenza il ciclo mestruale)

• Funzioni vegetative • Temperatura

5.0 Regolazione dell’ipofisi anteriore

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1. Pulsatilità (Burts) 2. Ritmicità

1.  Il ritmo circadiano influenza il rilascio di adenoipofisi (e.g. GH)

2.  Implicazioni per il controllo antidoping

5.1 Bursts e ritmo della secrezione

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6.0 Ormoni dell’ipofisi anteriore

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•  Otto ormoni, ma solo sei – ormoni proteici – hanno chiare funzioni nell’uomo

•  Gli ormoni gonadotropi sono spesso secreti dalle stesse cellule •  Beta-lipotropina e beta endorfina: derivano da ACTH, ma hanno un ruolo

fisiologico non ancora del tutto chiaro

6.1 Tropine specifiche

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• ACTH: Ormone adrenocorticotropo •  Organo bersaglio: surrene •  Ormoni controllati: cortisolo e aldosterone

• TSH: Tireotropina •  Organo bersaglio: tiroide •  Ormoni controllati: ormoni tiroidei

• FSH: Ormone stimolante il follicolo •  Donna

•  Organo bersaglio: ovaio •  Ormoni controllati: estrogeni •  Produzione di ovociti

•  Uomo •  Organo bersaglio: testicolo •  Spermatogenesi

6.1 Tropine specifiche

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•  LH: Ormone luteinizzante •  Donna

•  Organo bersaglio: ovaio •  Ormoni controllati: estrogeni, progesterone

•  Uomo •  Organo bersaglio: : testicolo •  Ormoni controllati: testosterone

•  Abbiamo un solo fattore di rilascio ipotalamico per questi due ormoni (FSH, LH), il GnRH, ormone di rilascio della gonadotropina

•  Nelle donne GnRH è secreto ciclicamente

6.1 Tropine specifiche

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•  PRL – Prolattina

•  L’organo bersaglio non è un tessuto endocrino ! ghiandole mammarie •  Il rilascio di PRL è regulato da fattori ipotalamici che hanno azioni

opposte •  Di solito, la produzione e il rilascio sono inibiti •  Durante la gravidanza e l’allattamento la secrezione è stimolata e

l’ipofisi può raddoppiare le dimensioni •  Effetti: PRL stimla l’ipetrofia degli alveoli mammari, la produzione di

latte, inibisce l’ovulazione •  Il rilascio di PRL è stimolato da:

•  Suzione •  Alti livelli di estrogeni •  É influenzato dal sonno, dallo stress…

6.2 GH – L’ormone della crescita

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• Ormone della crescita Growth hormone (GH) /somatotropina (STH)

•  I suoi organi bersaglio non sono ghiandole endocrine •  Il suo rilascio è regolato da due fattori ipotalamici con

azioni opposte •  somatostatina: IH •  GNRH

•  Somatomedina IGF1, fattore di crescita insulino-simili

1 prodotto nel fegato in risposta alla produzione ipofisaria di GH

•  Controllo produzione GH mediante un sistema di controllo a feedback negativo

•  Il rilascio di GH è stimolato da: stress, attività fisica, ipoglicemia, traumi, infezioni, sonno profondo ...

•  È piuttosto difficile stabilire valori di riferimento per GH; invece, valutiamo l'IGF1 più stabile

6.3 Azioni del GH

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•  GH è un ormone ANABOLICO •  La secrezione diminuisce con l’età

(modificazioni della composizione corporea e della massa muscolare)

•  Basso GH nel bambino: Nanismo ipofisario

•  Alto GH nel bambino: Gigantismo ipofisario

•  Alto GH nell’adurlo: Acromegalia

•  Soggetti con deficits in IGF1-IGF2 hanno deficit di crescita anche se il livelli di GH sono normali

6.4 Crescita e GH

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• Curve di crescita di ratti con somministrazione e in ratti di controllo

6.5 GH ed esercizio muscolare

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7.0 Ormoni ipofisotropici e dell’ipofisi anteriore – veduta d’insieme