Sistema endocrino e riproduttivo

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Struttura e funzioni del sistema endocrino

Il sistema endocrino:

collabora con quello nervoso per regolare le funzioni dell’organismo e produrre una risposta adatta alle modificazioni dell’ambiente esterno o interno

è costituito da ghiandole sparse nell’organismo che secernono ormoni, molecole che vengono riversate nel sangue e trasportate nel corpo fino agli organi bersaglio


Gli ormoni sono attivi anche in minime concentrazioni.

La loro quantità nel sangue è regolata da sistemi a feedback negativo:

all’aumentare della concentrazione dell’ormone, viene inibito il rilascio dell’ormone stesso

Ghiandole endocrine


Feedback

I sistemi di integrazione e controllo del corpo agiscono attraverso sistemi a feedback che regolano l’omeostasi (capacità di mantenere l’organismo in equilibrio)

Il feedback può essere: negativo se il risultato di un’azione produce una inversione dell’effetto iniziale (per esempio la regolazione della pressione sanguigna, della glicemia, della temperatura corporea); positivo se il risultato di un’azione rafforza l’effetto iniziale (per esempio eventi che generano il parto o la coagulazione)


Feedback negativo


Reazioni endoergoniche ed esoergoniche

In base alla natura dell’ormonepossiamo distinguere:

Ormoni steroidei Ormoni non steroidei

Composti di natura lipidica, sintetizzati a partire dal

colesterolo.Tra essi ricordiamo gli ormoni

sessuali (estrogeni, progesterone, testosterone), i

corticosteroidi, il cortisolo

Comprendono ormoni peptidici (ossitocina), amminici

(adrenalina), proteici (insulina, glucagone, prolattina)


Gli ormoni steroidei penetrano nella cellula attraverso la membrana cellulare

Si legano ad uno specifico recettore presente nel citoplasma

Entrano nel nucleo, si legano a specifici siti del DNA e inducono la trascrizione di mRNA e la sintesi di nuove proteine

Meccanismo d’azionedegli ormoni steroidei

DNA

Ribosoma

mRNA

Polipeptide

Legame ormone-recettore attivo

Recettore intracellulare inattivo (TF)

Ormone steroideo


Gli ormoni non steroidei non entrano nella cellula bersaglio, ma si legano a un recettore proteico situato sulla membrana

Il legame ormone–recettore attiva la formazione di un secondo messaggero (AMP ciclico o cAMP) che stimola una serie di eventi a cascata che terminano con la risposta “da parte della cellula” alla stimolazione ormonale

Meccanismo d’azionedegli ormoni non steroidei


AMP ciclico

L’ AMP ciclico è detto “secondo messaggero” in quanto è utilizzato da molti ormoni per attivare enzimi endocellulari. E’ sintetizzato a partire dall’ATP per opera dell’enzima adenilato ciclasi


Attività delle ghiandole endocrine in dettaglio


Tabella delle principali ghiandole endocrine


La ghiandola pineale

La ghiandola pineale o epifisi secerne l’ormone melatonina che regola i cicli di veglia e di sonno: la sua produzione è massima durante la notte, diminuisce durante il giorno


Pancreas

Il pancreas produce:

enzimi digestivi che vengono utilizzati dal duodeno per la digestione

ormoni che regolano il metabolismo del glucosio, prodotti dalle isole di Langherans:

l’insulina, secreta dalle cellule beta,

il glucagone, prodotto dalle cellule alfa


Regolazione della glicemia

Il pancreas provvede al controllo del livello glicemico grazie all’azione antagonista di due ormoni:

insulina (ormone ipoglicemizzante)

glucagone (ormone iperglicemizzante)


L’ipotalamo è un’area dell’encefalo che, controllando l’ipofisi, permette l’interazione tra sistema nervoso ed endocrino

Asse ipotalamo-ipofisaria

Produce ormoni (ossitocina e vasopressina) che vengono accumulati e poi rilasciati dal lobo posteriore dell’ipofisi (neuroipofisi)

Produce fattori (RH) che stimolano o inibiscono il rilascio di ormoni ipofisari da parte del lobo anteriore (adenoipofisi)

È controllata da un sistema di feedback


Ormoni ipofisari

La neuroipofisi secerne gli ormoni

ossitocina (favorisce il parto e stimola la liberazione di latte)

ADH (aumenta il riassorbimento di acqua da parte del rene

L’adenoipofisi produce ormoni (somatotropina, prolattina, TSH, ACTH, LH, FSH) che possono agire direttamente su organi bersaglio o indurre la secrezione da parte di altre ghiandole


Ormone della crescita (GH o somatotropina): stimola la sintesi proteica e la crescita delle ossa

Gonadotropine (FSH e LH): ormoni che agiscono stimolando le gonadi

Tireotropina (TSH): stimola le cellule della tiroide a secernere ormoni tiroidei

Endorfine: agiscono a livello del sistema nervoso interferendo con la sensazione di dolore; sono responsabili di sensazioni di benessere

Ormone adrenocorticotropo (ACTH): stimola la corticale del surrene a produrre adrenalina e cortisolo

Prolattina: stimola la secrezione di latte nei mammiferi dopo il parto

Ormoni della adenoipofisi


Tiroide: regolazione del metabolismo e del calcio

Agisce sotto il controllo dell’ormone ipofisario TSH

Secerne:

tiroxina (T4) e triiodiotironina (T3), ormoni contenenti iodio, che agiscono accelerando il metabolismo

calcitonina che interviene nella regolazione del calcio ematico, determinando la diminuzione della sua concentrazione nel sangue


Paratiroidi: regolazione del calcio

Le paratiroidi (localizzate sulla tiroide) producono l’ormone paratiroideo (PTH) che contribuisce a regolare la concentrazione di calcio nel sangue, determinandone l’aumento, e svolge quindi un’azione antagonista alla calcitonina


Surrene

Le ghiandole surrenali sono poste sopra i due reni. La loro zona più esterna è detta corticale, quella più interna midollare

La corticale produce cortisolo (che induce la sintesi e la liberazione di glucosio) e aldosterone (coinvolto nella regolazione delle concentrazioni di ioni)

La midollare produce catecolamine, tra cui: adrenalina, noradrenalina e dopamina, che agiscono sia da ormoni che da neurotrasmettitori. Le catecolamine accelerano il battito cardiaco e aumentano la forza delle contrazioni, aiutando l’organismo a resistere agli stress


Ormoni surrenali

il surrene è costituito da una parte corticale e una midollare.

La corticale del surrene, soprattutto in caso di stress, stimola la liberazione di glucosio nel sangue attraverso la produzione di cortisolo (glucosio da grassi e proteine). Inoltre, produce aldosterone che determina un riassorbimento del sodio a livello renale e quindi fa aumentare la ritenzione idrica e la pressione sanguigna. Produce ormoni sessuali.

La midollare del surrene produce catecolamine come dopamina, adrenalina e noradrenalina che aumentano glucosio ematico (da glicogeno), battito cardiaco, pressione sanguigna, intensità respiratoria in risposta allo stress. “Meccanismo di reazione attacca o scappa”


Un esempio complesso d’integrazionetra sistema endocrino e nervoso

La regolazione della temperatura corporea è un esempio di integrazione tra l’azione del sistema nervoso e quella del sistema endocrino

L’ipotalamo tiene continuamente sotto controllo la temperatura del sangue che scorre nei vasi che lo attraversano.

Quando la temperatura aumenta, l’ipotalamo invia impulsi a diverse parti dell’organismo che si attivano per contrastare questo innalzamento


Apparato Riproduttore Maschile e Femminile e Sistema Endocrino


Apparato riproduttore maschile

I gameti maschili (spermatozoi) sono prodotti nelle gonadi maschili (testicoli) ogni giorno durante il periodo di maturità sessuale.

Le gonadi maschili si sviluppano nella cavità addominale del feto, ma prima della nascita discendono in una sacca cutanea esterna (scroto) in modo da avere una temperatura ottimale per la produzione dei gameti.

I testicoli sono riempiti da tubuli seminiferi, strettamente raggomitolati (in totale circa 500 m di tubuli), nei quali avviene la spermatogenesi.

Alla periferia del tubulo si trovano le cellule germinali spermatogeniche che inizialmente si duplicano per mitosi e poi, grazie alla meiosi, subiscono una maturazione che porta alla produzione e al rilascio di spermatozoi nel lume del tubulo seminifero.

L’intero processo di spermatogenesi dura 8-9 settimane e ovviamente non è sincronizzato in tutte i tubuli seminiferi.

L’escrezione di urina e la fuoriuscita degli spermatozoi avviene attraverso lo stesso canale (uretra), ma mai contemporaneamente.


Testa contiene il nucleo con il patrimonio genetico aploide ed è sormontata dall’acrosoma, un lisosoma (vescicola contenente enzimi litici) specializzato per forare la membrana dell’oocita.

Regione intermedia presenza di una guaina contenente molti mitocondri per la produzione di ATP, ossia di energia per il movimento del flagello.

Coda è un flagello che consente il movimento dello spermatozoo nelle vie riproduttive maschili e femminili.

Spermatozoo


Numerose strutture partecipano a completare il liquido seminale e portarlo fino a destinazione.

Le cellule del Sertoli, che sono contenute nei tubuli seminiferi, nutrono le cellule spermatogeniche durante la loro maturazione.

Epididimo, lungo tubolo spiralizzato collegato al testicolo in cui entrano gli spermatozoi e in cui, dopo 2 settimane circa, completano un processo di maturazione che li porta alla capacità di movimento.

Vaso deferente, tubolo rivestito da muscolatura liscia collegato all’epididimo, che spinge avanti gli spermatozoi.

Vescicole seminali, secernono un liquido ricco di fruttosio, per nutrire gli spermatozoi, e di prostaglandine per favorire le contrazioni uterine e il percorso degli spermatozoi nelle vie riproduttive femminili

Vaso deferente e vescicola seminale confluiscono nella prostata, una ghiandola che secerne un liquido viscoso, lattiginoso e alcalino che serve a proteggere gli spermatozoi nell’ambiente acido della vagina

Uretra, canale collegato alla prostata, che si estende per tutta la lunghezza del pene (organo genitale esterno) e attraverso cui viene eiaculato lo sperma.

Lo sperma e il suo percorso.


Ormoni maschili o Androgeni: Testosterone

I testicoli producono anche androgeni (ormoni maschili) a livello delle cellule interstiziali, poste intorno ai tubuli seminiferi in cui si sviluppano gli spermatozoi.

Il testosterone è il principale ormone sessuale maschile:

è di natura steroidea

stimola la maturazione dei testicoli e del pene (caratteri sessuali primari)

stimola la produzione di sperma,

stimola la comparsa dei caratteri sessuali secondari (timbro della voce, sviluppo di scheletro e ossa, distribuzione dei peli sul corpo)


Regolazione della produzionedi testosterone

La produzione di testosterone è stimolata da

• ormoni ipotalamici (GnRH, fattore di rilascio delle gonadotropine)

• ormoni ipofisari (LH, ormone luteinizzante; FSH ormone follicolo stimolante) ed è regolata da un sistema a feedback negativo.

•Il testosterone stesso inibisce la produzione di GnRH e LH, mentre un ormone proteico chiamato inibina e rilasciato dalle cellule del Sertoli inibisce la produzione di FSH.


I gameti femminili (ovuli) sono prodotti nelle gonadi femminili (ovaie), uno ogni 28 giorni circa, durante il periodo di maturità sessuale fino alla menopausa.

Le gonadi femminili rimangono sempre nella cavità addominale, sospese per mezzo di strisce di tessuto connettivo.

Nello strato esterno delle ovaie si trovano le cellule germinali che tramite meiosi danno luogo agli ovuli.

Gli ovuli rilasciati dalle ovaie percorrono gli ovidutti (o tube di Falloppio). In caso di accoppiamento, negli ovidutti avvengono sia la fecondazione da parte degli spermatozoi sia le prime mitosi che dallo zigote portano all’embrione.

L’ovulo non fecondato o l’embrione raggiungono l’utero, un organo muscolare cavo a forma di pera disposto quasi orizzontalmente sopra alla vescica, in cui si avrà o la mestruazione per eliminare l’ovulo non fecondato oppure l’impianto dell’embrione e la successiva gestazione.

L’utero è collegato tramite la cervice uterina e poi la vagina all’organo genitale esterno (vulva). Si tratta di zone muscolari elastiche dalle quali penetrano gli spermatozoi e fuoriesce il nascituro.

L’uretra, il canale proveniente dalla vescica si apre all’esterno indipendentemente dalle vie genitali femminili.

Apparato riproduttore femminile


Al momento della nascita, nelle ovaie sono già presenti tutti gli oociti primari disponibili nel corso della vita. Gli oociti primari sono cellule germinali bloccate nella profase I della prima divisione meiotica (DNA duplicato, cromosomi in tetrade e crossing over). Questo spiega perché, con l’avanzare dell’età della madre, aumenta il rischio di errori nella meiosi e di neonati con problemi genetici (sindrome di Down, etc).

Nel periodo della maturità sessuale, in genere, un solo oocita primario alla volta terminerà la meiosi dando luogo ad un ovulo e a tre corpuscoli polari (nuclei abortivi) e questo processo di ovulazione si verifica una sola volta ogni 28 giorni.

L’ovulo è relativamente grande (100 m) ed è ricco di citoplasma e mitocondri (ereditati in modo uniparentale, solo per via materna) per sostenere le prime divisioni mitotiche dello zigote.

L’ovocita primario è circondato dalle cellule del follicolo (analoghe alle cellule del Sertoli) che forniscono nutrimento e producono estrogeni per la sua maturazione.

L’oocita secondario viene espulso dalla superficie dell’ovaia e convogliato mediante ciglia vibratili nelle tube di Falloppio e le cellule del follicolo rimaste nell’ovaia si trasformano nel corpo luteo una struttura endocrina che secerne estrogeni e progesterone.

OVULAZIONE


Ovulazione

L’ovulazione è un processo che avviene periodicamente a partire dal menarca (prima mestruazione) fino alla menopausa all’interno di un ciclo denominato ciclo mestruale.Il ciclo mestruale ha la durata di circa 28 giorni e può essere suddiviso in due momenti:

il ciclo ovarico che avviene nelle ovaie e porta alla maturazione dell’oocita e alla sua espulsione (ovulazione)

il ciclo uterino che comprende eventi, stimolati dal progesterone, che preparano l’utero a ricevere l’embrione


Percorso e “tempi di percorrenza”

L’oocita secondario può essere fecondato entro 2 giorni dall’ovulazione

Impiega circa 3 giorni per raggiungere l’utero e, se non è stato fecondato, muore e degenera oppure, se è stato fecondato, si impianta nell’endometrio dopo i successivi 3-4 giorni.

Pericolose gravidanze extrauterine si Pericolose gravidanze extrauterine si possono verificare se l’embrione possono verificare se l’embrione rimane bloccato nell’ovidutto.rimane bloccato nell’ovidutto.

Dopo circa 14 giorni dall’ovulazione, se non c’è stata fecondazione, si verifica il distacco dell’endometrio e la mestruazione che dura 3-7 giorni.


Ormoni ovarici: estrogeni e progesterone

Ormoni steroidei prodotti dalle ovaie

La maturazione dell’oocita e il suo impianto nell’utero sono resi possibili grazie all’intervento combinato di estrogeni e progesterone

Gli estrogeni sono responsabili della maturazione del follicolo e dell’oocita, della formazione dell’endometrio uterino, dello sviluppo delle strutture riproduttive e dei caratteri sessuali secondari femminili

Il progesterone agisce prevalentemente sulla parete uterina per preparare l’endometrio all’impianto dell’ovulo fecondato e mantenerlo durante la gravidanza.

Gli estrogeni e il progesterone esercitano un controllo a feedback negativo sull’ipotalamo e quindi sull’ipofisi


Regolazione della secrezionedegli ormoni ovarici

Analogamente a quanto visto per l’apparato riproduttore maschile:

L’ipotalamo rilascia il GnRH (fattore di rilascio delle gonadotropine)

Questo stimola l’ipofisi a produrre e rilasciare le gonadotropine (LH e FSH)

FSH ed LH stimolano il follicolo a produrre estrogeni e a far maturare il suo oocita primario fino all’ovulazione.

Il corpo luteo continua ad essere stimolato e produce estrogeni e progesterone.

L’endometrio uterino subisce l’effetto degli ormoni ovarici iniziando e mantenendo l’accrescimento durante i picchi ormonali.

Senza fecondazione anche il corpo luteo degenera e ilo calo ormonale determina la mestruazione

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