SISTEMA ENDOCRINOa cura di Sara Zoffoli

Un ormone è una molecola che presenta le seguenti caratteristiche:• Viene secreto nei fluidi interstiziali o nel sangue• Agisce solo su specifiche cellule che posseggono recettori

adatti per «catturarlo»• Opera all’interno di queste cellule, regolandone il

metabolismoPossiamo dividere gli ormoni in tre categorie chimiche:• Gli ormoni peptidici, sono proteine oppure brevi catene

polipeptidiche• Gli ormoni steroidei, che derivano dalla molecola del

colesterolo• Gli ormoni derivanti da amminoacidi, sono molecole

formate da singoli amminoacidi, spesso modificati e uniti ad altri gruppi

L’ORGANIZZAZIONE E LA FUNZIONE DEL SISTEMA ENDOCRINO

Gli ormoni vengono secreti nel liquidi extracellulari e poi si diffondono nel circolo sanguigno che li distribuisce in tutti i distretti dell’organismo.

Le cellule che secernono gli ormoni sono dette cellule endocrine, mentre le cellule che possiedono i recettori per tali ormoni sono dette cellule bersaglio.

Altri tipi di ormoni, chiamati ormoni paracrini e autocrini, hanno azione locale.

Quando uno di questi ormoni raggiunge una cellula che possiede un recettore specifico, dal legame prende origine una risposta che comporta sempre una variazione dell’attività cellulare. Gli effetti possono essere diversi:• Aumento del ritmo della divisione cellulare• Variazione della permeabilità cellulare• Attivazione o disattivazione di specifici geni,

con variazione della sintesi proteica• Modifica della velocità di alcune reazioni

metaboliche

Anche se la risposta dipende dalla natura della cellula bersaglio, il meccanismo di azione dell’ormone dipende dalla sua natura chimica: gli ormoni liposolubili agiscono diversamente rispetto agli ormoni idrosolubili. Infatti la struttura chimica degli ormoni è correlata alla posizione che i loro specifici recettori occupano nella cellula.

Gli ormoni liposolubili diffondono attraverso la membrana plasmatica e raggiungono i propri recettori che si trovano nel citoplasma o nel nucleo della cellula.

Gli ormoni idrosolubili non possono attraversare con facilità la membrana plasmatica; i loro recettori si localizzano pertanto sulla superficie cellulare.

Il sistema endocrino non è formato da organi in continuità tra loro, alcune cellule endocrine sono presenti come entità autonome in altri tessuti. Quasi tutti gli ormoni, comunque, sono secreti da aggregati di cellule endocrine che formano organi secernenti definiti ghiandole endocrine.

Le principali ghiandole endocrine presenti nel corpo umano sono: ipofisi, ipotalamo, pancreas, tiroide e paratiroidi, surreni,gonadi (ovaie e testicoli), timo e ghiandolapineale.

Quasi tutte le ghiandole endocrine sono formate da tessuto epiteliale, come le ghiandole esocrine. Le uniche ghiandole endocrine a non essere formate da tessuto epiteliale sono: • L’epifisi (o ghiandola pineale) è una piccola ghiandola localizzata alla base del cervello, che produce l’ormone melatonina. Questo ormone viene rilasciato con il buio, mentre l’esposizione alla luce ne inibisce il rilascio; di conseguenza, si può considerare un indicatore della durata della notte.

• L’ipotalamo, che fa parte del sistema nervoso centrale, ed è costituito da neuroni, le cellule specializzate nella trasmissione di segnali elettrici. Alcuni neuroni, chiamati cellule neurosecretrici, hanno anche la capacità di produrre ormoni.

• L’ipofisi è una piccola ghiandola accolta in una cavità del cranio proprio al di sopra della porzione posteriore del palato. E’ costituita da una parte anteriore (adenoipofisi) origina dall’epitelio del cavo orale e produce ormoni sotto lo stimolo dell’ipotalamo, e una parte posteriore (neuroipofisi) che deriva dal tessuto nervoso e rilascia nel sangue ormoni prodotti nell’ipotalamo.

L’adenoipofisi è una vera e propria ghiandola che produce ben nove categorie di ormoni peptidici e proteici:• Quattro ormoni, detti tropine, controllano l’attività di altre

ghiandole endocrine; • Cinque ormoni svolgono un’azione diretta su specifiche

funzioni: l’ormone della crescita, la prolattina, l’ormone melanocito-stimolante, le encefaline e le endorfine.

L’ipotalamo controlla l’attività endocrina dell’adenoipofisi producendo alcuni neurormoni chiamati fattori di rilascio e fattori di inibizione.

Di solito le ghiandole sono influenzate dalle molecole prodotte dalle loro cellule bersaglio tramite un meccanismo di feedback negativo.

• La maggior parte delle ghiandole viene attivata da ormoni prodotti da altre ghiandole;• Altre ghiandole endocrine vengono invece stimolate da

sostanze disciolte nel sangue: quando la concentrazione si modifica, la ghiandola risponde producendo l’ormone;• In alcuni casi, infine, le ghiandole si attivano in risposta a un

impulso elettrico prodotto da cellule nervose

Talvolta si verifica anche un feedback positivo, come nel caso degli ormoni prodotti dalle gonadi femminili che in certe fasi del ciclo mestruale esercitano una retroazione positiva incrementando l’attività di ipotalamo e ipofisi.

Le relazioni tra i due sistemi avvengono in due modi:

1) Esistono sostanze chiamate neurotrasmettitori che servono da segnale in entrambi i sistemi: trasmettono l’impulso nervoso e vengono prodotti come ormoni da alcune ghiandole endocrine. Un esempio di neurotrasmettitore è l’adrenalina;2) Un secondo livello di integrazione riguarda l’ipotalamo e l’ipofisi, che agiscono come un sistema unico controllando l’attività della maggior parte delle ghiandole endocrine.

TIROIDE E PARATIROIDI

La ghiandola tiroide è posta davanti alla trachea ed è costituita da due lobi collegati da una regione detta istmo. La tiroide produce due tipi di ormoni: l’ormone tiroideo, che controlla il metabolismo cellulare, e la calcitonina che regola la calcemia, cioè il tasso di calcio presente nel sangue. Nel controllo della calcemia interviene anche l’ormone paratiroideo prodotto dalle cellule paratiroidi, quattro piccole formazioni ghiandolari addossate simmetricamente alla superficie dorsale della tiroide.

La tiroide è formata da strutture sferoidali cave dette follicoli entro i quali è contenuta una sostanza chiamata colloide. Nelle pareti dei follicoli sono presenti due tipi di cellule che producono due tipi di ormoni:

1)I tireociti, disposti attorno al lume follicolare, producono il cosiddetto ormone follicolare, che è in realtà una miscela di due molecole chiamate tiroxina e triiodotironina;

2)Le cellule C, che si trovano tra i tireociti e non si affacciano verso il lume, secernono la calcitonina.

colloide

tireociti

L’ormone tiroideo incrementa il metabolismo cellulare nella maggior parte dei tessuti, inoltre ha un ruolo cruciale durante lo sviluppo e la crescita, in quanto promuove l’assorbimento di amminoacidi e la sintesi proteica. L’attività della ghiandola tiroide è controllata dall’ipotalamo e dall’ipofisi:

1)l’ipotalamo produce il fattore di rilascio (TRH) che raggiunge l’ipofisi anteriore;

2)Le cellule ipofisarie, stimolate dal fattore di rilascio, si attivano e producono l’ormone tireotropina (TSH);

3)Il TSH stimola la tiroide a produrre l’ormone tiroideo.La catena di eventi è inoltre sottoposta a un controllo a feedback negativo.

Vitamina D

La vitamina D viene sintetizzata nella pelle a partire dal colesterolo per effetto della radiazione ultravioletta; una volta sintetizzata, la vitamina D può venire rilasciata nel circolo sanguigno e raggiungere cellule bersaglio distanti dalla pelle dove agisce di fatto come un ormone. Tuttavia, siccome appena rilasciata non possiede un’alta attività biologica, nel suo passaggio attraverso il fegato viene modificata e si trasforma in calcidiolo che verrà idrossilato di nuovo nei reni nella forma attiva, il calcitriolo, che svolge diverse funzioni:

• Aumenta l’assorbimento di calcio da parte delle cellule dell’intestino;• Nei reni, riduce

l’eliminazione del calcio con le urine;• Aumenta la mobilizzazione

degli ioni di calcio dalla matrice ossea;• Esercita un feedback

negativo sulle cellule delle paratiroidi riducendo la produzione di PTH

PANCREAS ENDOCRINO

Il pancreas è una ghiandola localizzata dietro lo stomaco, all’interno della cavità addominale, che svolge sia funzioni esocrine sia funzioni endrocrine. Il pancreas endrocrino produce tre ormoni: l’insulina, il glucagone e la somatostatina. Questi ormoni svolgono un ruolo chiave nel controllo della glicemia, cioè la concentrazione di glucosio nel sangue. Le cellule pancreatiche sono raggruppate in piccole formazioni dette isole di Langerhans. Nel contesto delle isole si possono distinguere tre tipi di cellule: alfa (α), beta (β) e delta (δ)

L’insulina e il glucagone sono i principali prodotti del pancreas endocrino; questi due ormoni hanno azione antagonista e contribuiscono a mantenere costante la concentrazione di glucosio nel sangue.

Quando il livello ematico di glucosio è troppo alto, le cellule beta del pancreas secernono insulina che facilita l’assorbimento del glucosio presente nel sangue. L’insulina è l’unico ormone che abbassa la glicemia. Quando invece la concentrazione nel sangue si abbassa oltre certi limiti, le cellule alfa del pancreas si attivano e secernono glucagone.

SURRENENel nostro corpo ci sono due ghiandole surrenali, posizionate al di sopra di ciascun rene, immediatamente sotto al diaframma dove questo si inserisce sulla parete del tronco. All’interno delle ghiandole surrenali si riconoscono due regioni distinte: un nucleo profondo, chiamato regione midollare o midolla surrenale, e una componente più esterna che l’avvolge, ovvero la regione corticale o corteccia surrenale.

Le cellule della corteccia surrenale utilizzano il colesterolo come molecola di partenza per produrre tre diverse classi di ormoni steroidei:

1) I glucocorticoidi influenzano la concentrazione ematica del glucosio e intervengono in alcuni aspetti del metabolismo dei lipidi, delle proteine e dei carboidrati;2) I mineralcorticoidi regolano l’equilibrio idro-elettrolitico dei liquidi extracellulari;3) Gli steroidi sessuali entrano in gioco durante la pubertà e sono coinvolti nello sviluppo sessuale e nei processi anabolici

Il principale ormone mineralcorticoide, l’aldosterone, stimola il rene a riassorbire il sodio e ad eliminare il potassio.

Nella nostra specie, il più rappresentativo tra i glucocortisoidi è il cortisolo, che svolge un ruolo chiave nella risposta allo stress. Questo ormone stimola le cellule a ridurre il consumo di glucosio e ad utilizzare come fonti chimiche di energia altre molecole, come i lipidi e le proteine. Inoltre uno degli effetti del cortisolo è quello di bloccare le reazioni del sistema immunitario. Il rilascio del cortisolo avviene sotto

il controllo dell’ormone adrenocorticotropo (o corticotropina, ACTH) prodotto dall’ipofisi anteriore, la cui secrezione è stimolata a sua volta dal fattore di rilascio della corticotropina prodotto dall’ipotalamo.

GONADI

Le gonadi (i testicoli nel maschio e le ovaie nella femmina) non sono solo gli organi in cui avviene la maturazione degli spermatozoi e degli ovociti, ma sono anche la sede in cui vengono sintetizzati gli ormoni sessuali. Gli steroidi maschili vengono complessivamente chiamati androgeni e sono prodotti dalle cellule dei testicoli chiamate cellule interstiziali; tra gli androgeni il più

importante è il testosterone. Gli steroidi femminili sono il progesterone e gli estrogeni, il più rappresentativo dei quali è l’estradiolo,

un derivato del testosterone. Negli esseri umani tali steroidi sono responsabili della comparsa dei caratteri sessuali primari e secondari.

Gli ormoni sessuali svolgono un ruolo fondamentale durante la vita intrauterina: da essi infatti dipende se nel feto si svilupperanno gonadi maschili o femminili. Gli steroidi sessuali iniziano a esercitare il loro ruolo intorno alla settima settimana di gestazione; nel periodo precedente, l’embrione ha pari potenzialità di orientarsi verso un sesso o verso l’altro.

Feto

Embrione

Le informazioni contenute nei geni si traducono in fenotipo tramite la sintesi e l’azione degli steroidi sessuali. Nella nostra specie, la presenza del cromosoma Y nel genoma induce le gonadi dell’embrione, che fino a quel momento sono indifferenziate a intraprendere la sintesi di androgeni. In risposta allo stimolo androgenico, il sistema riproduttivo ( compresi gli organi genitali esterni) cessa di essere indifferenziato e si sviluppa in senso maschile. Se in questa fase delicata non si verifica la sintesi di ormoni androgeni, il prodotto del concepimento assumerà un sesso fenotipico di tipo femminile.