LEZIONE 5GLI ORMONI, FUNZIONE ED ORGANIZZAZIONE

Breve introduzione all'endocrinologia

Cosa sono gli ormoni?

Sostanza chimica, secreta dalle ghiandole

endocrine dell'organismo, a natura

generalmente proteica, glicoproteica o

steroidea, in grado di influenzare

anche a distanza l'attività di particolari

tipi cellulari. Gli ormoni provvedono

alla regolazione della crescita, della

maturazione e della riproduzione di

determinate cellule o tessuti ed inoltre

collaborano al mantenimento del

normale equilibrio metabolico

dell'organismo.

Struttura chimica degli ormoni

Gli ormoni sono classificati, in base alla struttura,

in tre gruppi:

ormoni peptidici

ormoni steroidei

ormoni derivati da amminoacidi

Ormoni peptidiciSono degli ormoni costituiti da piccole proteine. Vengono sintetizzati sotto forma di preormoni e solo dopo una successiva modificazioneAltri ormoni di natura protidica sono l'insulina, prodotta dalle cellule β del pancreas, e il TRH, prodotto dall'ipotalamo, che è un importanteGli ormoni protidici viaggiano nel circolo sanguigno fino ad arrivare alle cellule bersaglio. Qui, essendo polari, non riescono ad oltrepassare

Sono ormoni di natura lipidica e derivano da un precursore comune che è il colesterolo. La trasformazione del colesterolo in

Ormoni steroidei interessa una quantità di materiale irrilevante, ma di estrema importanza fisiologica. I corticosteroidi derivano

dal colesterolo per rimozione della catena laterale dell'anello D del colesterolo e aggiunta di atomi di ossigeno nella molecola

per formare gruppi chetonici e ossidrilici.

Gli ormoni steroidei si possono suddividere in due classi:

glucocorticoidi (es. cortisenolo), che regolano il metabolismo dei carboidrati

mineralcorticoidi (es. peterserone), che regolano la concentrazione degli elettroliti nel sangue.

Gli ormoni steroidei formano un gruppo di ormoni lipofili che agiscono sul metabolismo, sulla crescita e la riproduzione. Anche

essi viaggiano nel flusso circolatorio, trasportati da particolari proteine che prendono il nome di carrier: le SBP

(Steroid Binding Protein). Questo fa in modo che l'ormone possa raggiungere le cellule bersaglio. Qui, essendo di natura

lipidica, entra nella cellula e trova i suoi recettori a livello citoplasmatico o a livello nucleare. Il legame tra i due attiva come

per gli ormoni protidici l'adenilato ciclasi (il meccanismo è identico a quello riportato precedentemente). Alcuni di questi

ormoni però hanno il loro recettore posto sulla membrana esterna: qui il legame attiva la proteina G formata da tre subunità

(alfa, beta e gamma). La subunità alfa dopo l'attacco si fosforila e si dissocia e va in circolo nel citoplasma dove viaggia e va ad

attivare l'adenilato cilasi (meccanismo identico agli ormoni progestinici).

Tra gli ormoni steroidei abbiamo:

Androgeni: tra i più noti il testosterone, a 19 atomi di carbonio, prodotto in maggior parte dal testicolo e dalle ghiandole

surrenali nell'uomo.Nella donna è prodotto in piccole quantità dalle cellule della teca e dalle ghiandole surrenali. L'androsterone

prodotto dall'ovario. Entrambi sono importanti per la determinazione dei caratteri sessuali e del comportamento conseguente.

Estrogeni: a 18 atomi di carbonio. Tra i più importanti c'è l'estradiolo, prodotto dalle ovaie, importante per l'accumulo di acidi

grassi e per il processo di vitellogenesi.

Progestinici: a 21 atomi di carbonio. Tra i più importanti c'è il progesterone prodotto dalle ovaie e dalla placenta.

Gli ormoni steroidei

Signore e signori...

il colesterolo!

Ormoni derivati da amminoacidiSono composti chimici derivati dalla modificazione di amminoacidi. Alcuni esempi sono le catecolamine e gli ormoni tiroidei

(tiroxina e triiodotironina) derivanti dall'aminoacido tirosina, la serotonina derivante dal triptofano e l'istamina derivante

dall'aminoacido istidina.

Le ghiandoleLe ghiandole sono organi secretori, ossia deputati alla sintesi e alla liberazione di

sostanze utili all'organismo. L'unità funzionale, o parenchima, della ghiandola è

rappresentato da un epitelio ghiandolare in associazione a una porzione

connettivale (stroma) di sostegno e trofica, tale da ospitare e rendere possibile il

transito di una rete sanguigna di nutrizione e delle terminazioni nervose.

In base al destino del secreto si distinguono due tipi di ghiandole:

··ghiandole endocrine, che riversano i secreti nei liquidi interni del corpo;

··ghiandole esocrine, che riversano il secreto all'esterno del corpo o in

cavità comunicanti con l'esterno.

Tutte e due queste tipologie di ghiandole sono accomunate dall'origine: ambedue

derivano da un epitelio di rivestimento che, invaginandosi, si approfonda nel

connettivo sottostante. La porzione basale di questo prolungamento cellulare si

differenzia e specializza in cellule secernenti che vanno a costituire l'unità

secernente della ghiandola, detta adenomero. Tale porzione, o comunque la

ghiandola stessa, rimane collegata all'epitelio da cui ha avuto origine mediante il

dotto escretore, all'interno del quale viene riversato il secreto. Questa costituisce

l'organizzazione di una ghiandola esocrina. Per quanto invece concerne la

ghiandola endocrina, la modalità di origine è la medesima, fatto salvo che si perde

il collegamento con l'epitelio di origine (non si distingue né un dotto escretore né

un adenomero) e che il parenchima ghiandolare si organizza attorno a una fitta

rete capillare sinusoidale all'interno della quale immettono il loro secreto, ossia

l'ormone. WIKIPEDIA 2013

L'apparato endocrinoL'apparato endocrino o sistema ormonale è

rappresentato da un insieme di ghiandole e

cellule (dette ghiandole endocrine e cellule

endocrine) le quali secernono delle sostanze

proteiche o lipidiche chiamate ormoni

Fanno parte del sistema endocrino l'ipofisi, la

tiroide, le paratiroidi, le ghiandole surrenali, il

pancreas, l'epifisi. Hanno inoltre funzione

endocrina anche altri organi: le ovaie e i

testicoli, il miocardio, il rene, il timo, la

placenta, il fegato, la pelle. Un esempio di

cellule endocrine non appartenenti a un

sistema ghiandolare è il sistema APUD,

costituito da innumerevoli cellule localizzate

in tutto il sistema digerente (è stato calcolato

che se fossero localizzate in un organo esso

avrebbe all'incirca le dimensioni di un'arancia)

i cui ormoni mediano funzioni quali l'acidità

gastrica, la motilità, lo svuotamento della

colecisti. Altre cellule endocrine si trovano nei

polmoni dove regolano le secrezioni; se ne

trovano anche nella prostata e in altri organi

che non sono endocrini.

Le cellule β del pancreas

l'insulina ed il glucagoneLe cellule β (cellule beta) sono le più numerose tra quelle

presenti nel pancreas (circa il 60%) ed occupano le

zone più interne delle isole di Langerhans, dette anche

isole pancreatiche. L'insulina è un ormone proteico

dalle proprietà anaboliche, prodotto dalle cellule beta

delle isole di Langerhans all'interno del pancreas; è

formata da due catene unite da due ponti solfuro:

catena A di 21 aminoacidi e catena B di 30 aminoacidi.

La sua funzione più nota è quella di regolatore dei

livelli di glucosio ematico riducendo la glicemia

mediante l'attivazione di diversi processi metabolici e

cellulari. L'insulina stimola l´ingresso di glucosio nel

citosol delle cellule di organi insulino-dipendenti

legandosi ad un recettore esterno della membrana

cellulare. Tale funzione è possibile grazie

all'interazione dell'insulina col suo recettore presente

sulla membrana cellulare. L'insulina è il principale

ormone responsabile del fenomeno di ingrassamento

(lipogenesi), cioè lo stoccaggio di lipidi all'interno del

tessuto adiposo.Il glucagone è un ormone peptidico

secreto dal pancreas, esattamente dalle cellule α delle

isole di Langerhans, che ha come bersaglio principale

alcune cellule del fegato; esso permette il controllo dei

livelli di glucosio nel sangue, affinché rimangano entro

certi limiti: se il livello ematico di glucosio scende

sotto una soglia di circa 80 - 100 mg/dl (= 0,8 - 1 g/l),

le cellule α cominciano a secernere glucagone.

La tiroide e

gli ormoni tiroideiLa tiroide è una ghiandola endocrina a forma di farfalla, posizionata nel collo

e costituita da due lobi, destro e sinistro, uniti da uno stretto ponte che

prende il nome di istmo.

Gli ormoni tiroidei sono prodotti dai tireociti della tiroide. Gli ormoni prodotti

sono:

la tetra-iodotironina o ··tiroxina (T4), circa il 90% del totale e forma

inattiva;

la ··tri-iodotironina (T3), circa il 10%. Nelle loro molecole sono contenuti

rispettivamente 4 e 3 atomi di iodio.

La tiroide produce T4 in concentrazioni molto maggiori rispetto a T3.

Quest’ultima è però molto più attiva e può essere a sua volta ottenuta

dall’ormone T4 per una trasformazione enzimatica che avviene nel

circolo sanguigno, a seconda delle necessità dell’organismo. In

condizioni fisiologiche gli ormoni tiroidei stimolano i processi cosiddetti

anabolici, vale a dire di crescita, sviluppo e movimento dell’organismo.

Inoltre, aumentano il processo di ossidazione delle cellule controllando

gli enzimi che presiedono al metabolismo energetico. Essi agiscono

così sui processi di accrescimento e di diversificazione delle

cellule.Questi ormoni promuovono lo sviluppo dell'encefalo nel feto, in

presenza di una scarsa produzione, i neonati sono fortemente ritardati

(cretinismo infantile). In dosi elevate, come nel caso di malattie della

tiroide, inducono un aumento dei processi catabolici, cioè di distruzione,

consumo ed eccessiva attività metabolica, con perdita energetica

dell’organismo.

Paratiroidi, surrene ed epifisi

Si definisce paratiroide ogni ghiandola endocrina posta nel collo, in prossimità della tiroide. Ve ne sono

quattro, due superiori (o interne), situate dietro alla tiroide, e due inferiori (o esterne).

La loro funzione è di secernere l'ormone paratiroideo, o paratormone (PTH), importante regolatore del

livello del calcio nel sangue, interferendo in molti processi biochimici del nostro organismo. Il paratormone,

assieme alla calcitonina prodotta dalla tiroide ed alla vitamina D, concorre al conseguimento dell'omeostasi

del calcio nel sangue.

Il surrene è un organo dei vertebrati composto da due ghiandole ad attività endocrina, esse sono più o

meno distinte a seconda del gruppo tassonomico animale a cui si fa riferimento. Tale organo è responsabile

principalmente della regolazione della risposta allo stress mediante la sintesi di corticosteroidi e

catecolamine, tra cui il cortisolo e l'adrenalina.

La ghiandola pineale o epifisi è una ghiandola endocrina delle dimensioni di una nocciola, sporge

all'estremità posteriore del terzo ventricolo. Appartiene all'epitalamo ed è collegata mediante alcuni fasci

nervosi pari e simmetrici (peduncoli epifisari), alle circostanti parti nervose. Le sue cellule, i "pinealociti"

producono l'ormone melatonina che regola il ritmo circadiano sonno-veglia, reagendo al buio o

alla poca luce.

L'ipofisiL'ipofisi o ghiandola pituitaria è una piccolissima struttura anatomica con un'enorme importanza

biologica. Nonostante dimensioni simili ad un fagiolo ed un peso praticamente irrisorio (poco più di

mezzo grammo), l'ipofisi controlla in prima persona la funzionalità di numerosi organi, tra cui tiroide,

porzione corticale dei surreni e gonadi (ovaie e testicoli).

L'ipofisi, inoltre, partecipa alla regolazione del metabolismo idrico, alla secrezione lattea e alla crescita

corporea; in tutto, produce nove ormoni, di cui sette nella sua porzione anteriore e due in quella

posteriore. La ghiandola pituitaria consta infatti di due parti: una parte anteriore, detta adenoipofisi,

E di una parte posteriore, detta neuroipofisi (tra le quali si colloca una porzione intermedia).

Questa distinzione non è soltanto anatomica o didattica, poiché diverse sono anche le funzioni e

le origini embrionali.

L'asse ipotalamo-ipofisario

L'ipofisi si trova all'interno della scatola cranica, più

precisamente alla base del diencefalo, dietro al chiasma ottico.

Protetta da una depressione dell'osso sfenoide, la sella

turcica, si ancora alla regione inferiore dell'ipotalamo mediante

l'infundibolo, altrimenti noto come peduncolo ipofisario;

l'attività della ghiandola pituitaria, infatti, è controllata dallo

stesso ipotalamo, che tramite neuroni specializzati produce

e rilascia peptidi in grado di favorire (RH Releasing Hormone)

od inibire (IH Inhibiting Hormone) il rilascio dei relativi ormoni

ipofisari. Ciascun fattore ipotalamico è specifico per un ormone

ipofisario; ad esempio il GHRH (fattore di rilascio per

l'ormone della crescita), stimola l'ipofisi la a produrre GH,

mentre l'ormone ipotalamico TRH aumenta il rilascio pituitario

di TSH, che a sua volta stimola la tiroide a produrre ormoni

tiroidei.

Grazie ai fattori ipotalamici, quindi, il sistema nervoso controlla

direttamente l'apparato endocrino; questa regolazione è

permessa dal cosiddetto sistema portale ipofisario, una

struttura vascolare che trasferisce all'adenoipofisi i fattori

ipotalamici di rilascio ed inibizione.

Ipofisi anteriore o adenoipofisiL'ipofisi anteriore o adenoipofisi costituisce l'80% in peso della ghiandola pituitaria; secerne, dietro comando

diretto dell'ipotalamo, una serie di ormoni detti tropine ipofisarie:

· ··Ormone tiroideo-stimolante o TSH: prodotto dalle cellule tireotrope, ha come organo

bersaglio la tiroide, nella quale stimola la produzione di ormoni tiroidei (··T3 e ··T4, meglio noti come ··

triiodotironina e tiroxina).

· ··Ormone adrenocorticotropo o ACTH: prodotto dalle cellule corticotrope, stimola il rilascio

di ormoni che agiscono nella porzione corticale del surrene, stimolando la secrezione di glicocorticoidi,

come il ··cortisolo, che partecipano alla regolazione del metabolismo glucidico.

· ··Ormone follicolo stimolante o FSH: prodotto dalle cellule gonadotrope, stimola le cellule

follicolari ovariche a produrre ··estrogeni (··estradiolo), mentre nel maschio controlla la spermatogenesi

a livello testicolare.

· ··Ormone luteo stimolante (luteotropo) o LH: prodotto dalle cellule gonadotrope, induce

l'··ovulazione e la trasformazione del follicolo che ha espulso l'··ovulo in corpo luteo; le cellule di quest'ultimo

producono ··progesterone in vista dell'eventuale gravidanza. Nell'uomo, l'ormone luteotropo stimola le

cellule interstiziali (del Leydig) a produrre ··androgeni (··testosterone).

· ··Prolattina o PRL: prodotta dalle cellule lattotrope, partecipa - in sinergia con altri ormoni

(estrogeni, progesterone, ··glicocorticoidi e ··ormoni placentari - allo sviluppo della ghiandola mammaria

e alla produzione di ··latte. Nel maschio stimola l'attività della ··prostata.

· ··Ormone somatotropo o GH: prodotto dalle cellule somatotrope dell'ipofisi anteriore è

noto anche come ormone della crescita o somatotropina (STH); espleta un effetto anabolizzante

influenzando il metabolismo proteico e stimolando l'accrescimento corporeo (soprattutto a livello

muscolare e scheletrico). Aumenta inoltre il catabolismo dei lipidi e risparmia glucosio

L'ipofisi posteriore o neuroipofisi

L'ipofisi posteriore o neuroipofisi funziona da "deposito" per gli ormoni

ipotalamici ADH ed ossitocina, prodotti da neuroni ipotalamici con il relativo

soma localizzato nell'ipotalamo (Nuclei Sopraottico → ADH e

Paraventricolare → Ossitocina).

L'··ADH od ormone antidiuretico aumenta la permeabilità

del ··tubulo renale distale del nefrone, rendendolo permeabile all'acqua per

ridurre la perdita idrica; inoltre, vasocostringe i vasi periferici alzando

la ··pressione sanguigna. Viene perciò secreto in risposta a molti stimoli,

specialmente all'aumentare degli elettroliti nel sangue o a una caduta del

volume ematico o della pressione sanguigna. Un deficit di ADH è

responsabile del cosiddetto ··diabete insipido.

L'··ossitocina è responsabile della stimolazione del miometrio

uterino durante il ··travaglio (non del collo che invece si rilascia...).

Al di fuori della gravidanza, nell'uomo stimola le cellule muscolari lisce della

prostata e del seguente dotto eiaculatore, mentre nella donna favorisce

le ··mestruazioni ed il coito.

- il SNC ed il sistema endocrino

sono connessi ed il cervello

controlla le ghiandole

- l'ipofisi è l'interfaccia reale tra

SNC ed apparati endocrini

Il ciclo ovarico

L' estradiolo è un estrogeno prodotto dalle ovaie.

In ambito farmacologico viene utilizzato contro i

sintomi della menopausa.

Il progesterone è un ormone sintetizzato dalle

ovaie e dal surrene. Viene secreto nella donna in

quantità modesta dall'ovaio nella prima metà del

ciclo mestruale; dopo l'ovulazione, durante la

seconda fase del ciclo, detta appunto fase

luteale o progestinica, il corpo luteo ne produce

quantità elevate. Da quel momento il progesterone

esercita la sua azione principale, permettendo la

creazione delle condizioni adatte alla fecondazione

della cellula uovo e al suo annidamento nella

mucosa uterina (endometrio), eventi che

segnano l'inizio della gravidanza.

Il testosteroneNell’uomo adulto, i livelli di testosterone hanno un ruolo

fondamentale per quanto riguarda la fertilità, la vitalità

e la buona salute (intesa soprattutto come protezione da

malattie metaboliche come ipertensione e diabete mellito);

contribuisce a garantire la fertilità, in quanto agisce

sulla maturazione degli spermatozoi nei testicoli. Inoltre

influenza qualità e quantità dello sperma prodotto, poiché

opera sulle vie seminali e sulla prostata, deputate alla

produzione di sperma. La produzione giornaliera di

testosterone nell'uomo varia dai 5 ai 7 milligrammi ma,

superati i 30 anni, tende a diminuire annualmente dell'1%.

Il testosterone regola anche il desiderio, l'erezione e

la soddisfazione sessuale: ha, infatti, la funzione di

"mettere in sincronia" il desiderio sessuale con l’atto

sessuale vero e proprio, regolando l'inizio e la fine

dell’erezione del pene. Un deficit di libido (desiderio

sessuale) è spesso associato a una disfunzione del

testosterone. Ciò è stato evidenziato anche per il

desiderio sessuale femminile a seguito della sua

diminuzione nel periodo post-menopausale. Il testosterone

è utilizzato farmacologicamente sia in uomini che in donne,

qualora vi siano alterazioni nei suoi livelli.

Key wordsOrmoni peptidici, ormoni steroidei

le ghiandole endocrine

tiroide e ormoni tiroidei

il pancreas, insulina e glucagone

l'ipofisi e l'asse ipotalamo ipofisario

adenoipofisi e neuroipofisi

il cliclo ovarico

il testosterone