ORMONI

Il controllo e la coordinazione dei processi biologici sono ottenuti attraverso messaggeri chimici

Il sistema endocrino è deputato all'invio di "messaggi" ai vari organi e tessuti dell'organismo

Sistema neuroendocrino

GHIANDOLE ENDOCRINE(senza dotto escretore)

GHIANDOLE ESOCRINE (con dotto escretore)

Le funzioni biologiche degli ormoni si svolgono con tre diversi meccanismi:

ENDOCRINO = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina raggiunge il tessuto bersaglio tramite il torrente circolatorio

PARACRINO = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina raggiunge il tessuto bersaglio tramite il liquido extra-cellulare

AUTOCRINO = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina ha effetto sulle stesse cellule che l’hanno prodotto

FUNZIONI DEGLI ORMONI

1. Regolazione processi metabolici2. Controllo crescita, differenziamento

cellulare, processi riproduttivi3. Controllo apprendimento e memoria4. Risposta ai cambiamenti ambientali

Praticamente TUTTI i processi metabolici sono controllati e coordinati da uno o più ormoni

ALCUNI ESEMPI:

Pressione sanguigna e bilancio elettrolitico

Differenziamento sessuale, sviluppo e riproduzione

Regolazione del metabolismo energetico

Meccanismo d’azione degli ormoni

1. Secrezione di ormoni da cellule specializzate

ormone

blood

3. Raggiungimento della cellula bersaglio (cellula che risponde all’azione di un dato ormone)

2. Trasporto in circolo

4. Trasduzione del segnale

Cellula bersaglio

Metabolismo Espressione genica

GHIANDOLA

Trasduzione del segnaleRecettore>>>Trasduttore>>>Effettore

SINTESI DI ORMONI

TIPI DI ORMONI

1. Ormoni steroidei2. Ormoni derivati da amminoacidi3. Ormoni peptidici/polipeptidici

Ormoni steroidei: derivati del colesterolo Colesterolo

GLUCOCORTICOIDI

MINERALCORTICOIDE

LIPOSOLUBILI

ANABOLIZZANTI:

Steroidi anabolizzanti sono usati illegalmente per migliorare le prestazioni atletiche (hanno effetti sulla biosintesi delle proteine)

Un anabolizzante è una sostanza chimica che aumenta l'anabolismo, ossia che stimola la formazione di molecole complesse (proteine, lipidi complessi e polisaccaridi) a partire da molecole semplici (rispettivamente amminoacidi, acidi grassi e monosaccaridi).

Biosintesi ormoni steroidei

DESMOLASI

Presente nei mitocondri di surrenali e gonadi

Ormoni derivati da amminoacidi

Triptofano

Tirosina

IDROSOLUBILI/LIPOSOLUBILI

Ormoni peptidici/polipeptidiciIDROSOLUBILI

Biosintesi ormoni peptidici

1. Sequenza segnale: indirizzamento verso i granuli di secrezione e rilascio extracellulare

2. Sintetizzati come precursori inattivi: pre-pro-ormone (attivati per proteolisi)

3. Un singolo pre-pro-ormone può dar luogo a diversi ormoni

Meccanismo d’azione degli ormoni

1. Secrezione di ormoni da cellule specializzate

ormone

blood

3. Raggiungimento della cellula bersaglio (cellula che risponde all’azione di un dato ormone)

2. Trasporto in circolo

4. Trasduzione del segnale

Cellula bersaglio

Metabolismo Espressione genica

GHIANDOLA

Trasduzione del segnaleRecettore>>>Trasduttore>>>Effettore

TRASPORTO DI ORMONI

Trasporto in circolo degli ormoni

[ormoni nel sangue] ~ 1nM

Cellula bersaglio

Meccanismo d’azione degli ormoni

1. Secrezione di ormoni da cellule specializzate

ormone

blood

3. Raggiungimento della cellula bersaglio (cellula che risponde all’azione di un dato ormone)

2. Trasporto in circolo

4. Trasduzione del segnale

Cellula bersaglio

Metabolismo Espressione genica

GHIANDOLA

Trasduzione del segnaleRecettore>>>Trasduttore>>>Effettore

INTERAZIONE CON LA CELLULA BERSAGLIO

Internalizzazione cellularedegli ormoni

Affinità ormone-recettore10-12 M < KD < 10-6 M

Azione ormoni liposolubili

Azione ormoni idrosolubili

RECETTORI CHE

RICONOSCONO GLI ORMONI

I RECETTORI PER GLI ORMONI STEROIDEI•Si trovano nel compartimento intracellulare

•Il complesso ormone-recettore si lega al DNA attivando uno o più geni

•L’mRNA dirige la sintesi di nuove proteine

I RECETTORI PER GLI ORMONI PEPTIDICI Sono situati sulla membrana cellulare

Determinano la sintesi di secondi messaggeri (cAMP, cGMP, DAG, Ca++)

I secondi messaggeri determinano modificazioni enzimatiche dentro la cellula

TIPI DI RECETTORI Recettori accoppiati a proteine G Recettori catalitici con un singolo

dominio TM (1-TMS) Canali ionici oligomerici

7 domini transmembrana ad a-elica

L’ormone si lega nella tasca idrofobica inducendo un cambiamento conformazionale

Il cambiamento conformazionale del recettore attiva la proteina G

Es. ADRENALINA

Porta alla generazione di secondi messaggeri: cAMP+ fosfolipasi Ca2+

PROTEINA GEterotrimeroGDP: forma inattivaGTP: forma attiva

TRASDUZIONE DEL SEGNALE

SECONDO MESSAGGERO

PRIMO MESSAGGERO

Il guanosintrifosfato o GTP è un ribonucleotide trifosfato formato da:

guanina(una base azotata)ribosio (uno zuccheropentoso)tre gruppi fosfato

GTP/GDP

La sintesi o il rilascio di un secondo messaggero è seguita dalla sua rapida degradazione o rimozione dal citosol

Tutti i secondi messaggeri esercitano i loro effetti sulla cellula legandosi a una o più molecole bersaglio

BERSAGLI PER LE PROTEINE G

adenil ciclasi: l'enzima responsabile della formazione del cAMP

fosfolipasi C: l'enzima responsabile della formazione dell'inositolo trifosfato e del diacilglicerolo

canali ionici: in particolare i canali del calcio e del potassio.

ADENIL CICLASI

ESEMPI DI AZIONI DI ORMONI CHE LEGANO RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINE G

EPINEFRINA(adrenalina)

ACETILCOLINA

FOSFOLIPASI C

CANALI IONICI

TIPI DI RECETTORI Recettori accoppiati a proteine G Recettori catalitici con un singolo

dominio TM (1-TMS) Canali ionici oligomerici

RECETTORI TIROSIN-CHINASICI

TIPI DI RECETTORI Recettori accoppiati a proteine G Recettori catalitici con un singolo

dominio TM (1-TMS) Canali ionici oligomerici

CANALI IONICI LIGANDO-DIPENDENTI

Assenza di ligando: sono presenti in una conformazione strutturale che ostruisce il poro, impedendo il flusso di ioni.

Presenza di ligando: il recettore cambia la conformazione strutturale e aprendosi permettendo agli ioni di attraversare la membrana.

sono recettori le cui subunità costitutive racchiudono un poro attraverso il quale avviene il flusso di ioni

Il legame con il ligando provoca un cambiamento conformazionale dell'N-terminale del recettore che, causando la dimerizzazione dei domini extracellulari, permette la diffusione laterale dei domini citoplasmatici, consentendo quindi il contatto tra i C-terminali e attivando l'attività chinasica.La dimerizzazione innesca quindi un processo di autofosforilazione, in cui l'attività chinasica di ogni recettore monomerico fosforila residui dell'altro. Inizialmente vengono fosforilati i residui di tirosina del labbro di fosforilazione, situato in prossimità del sito attivo. Questo causa lo spostamento di quest'ansa di attivazione dal sito catalitico, favorendo così il legame dell'ATP in alcune proteine, direttamente delle proteine substrato in altre. Successivamente vengono fosforilati altri residui dei domini citoplasmatici, fornendo il sito d'attacco per le proteine substrato.