Endocrinologia PROF. ALESSANDRO MALFATTI. Corso di Fisiologia e Benessere. degli animali in produzione ORMONI

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1 ORMONI Endocrinologia L'ENDOCRINOLOGIA è lo studio delle ghiandole a 'secrezione inter- na' ghiandole cioè che rilasciano i loro prodotti nel sangue potendo così influenzare organi e tessuti di tutto l'organismo (attività endocri- na p.d.) o nel liquido interstiziale influenzando cellule vicine (attività paracrina). Questi 'prodotti' sono gli ORMONI,, sostanze di varia natura e vario meccanismo d'azione, accomunate dal fatto di agire su altre cellule dell'organismo inducendo cambiamenti specifici. Quasi tutti gli ormoni agiscono dopo essersi legati a recettori chimici specifici (sulla membrana cellulare o nella cellula) e spesso attivando 'secondi messaggeri', cioè sistemi della cellula che poi inducono i cam- biamenti metabolici. Ecco perché lo stesso ormone può avere effetti molto diversi su cellule diverse, o addirittura sulle stesse cellule quan- do si trovino in un diverso stato fisiologico (per esempio nell'animale giovane o adulto, gravido o meno, ecc.).

2 GHIANDOLE ENDOCRINE EPIFISI o PINEALE: piccolo organo cerebrale che produce la melatonina IPOTALAMO: è un'organo del cervello che produce piccoli ormoni, alcuni che agi- scono direttamente, altri che servono a regolare il funzionamento dell'ipofisi IPOFISI: è situata alla base del cranio e produce ormoni che agiscono direttamen- te (ormone della crescita, prolattina, peptidi oppioidi) o regolano altre ghiandole en- docrine (corticale del surrene, tiroide, gonadi) TIROIDE: regolazione del metabolismo (ormoni tiroitei, T4-tiroxina e T3-triiodoti- ronina) e della calcemia (calcitonina) PARATIROIDI: regolazione della calcemia (paratormone) PANCREAS endocrino: regolazione della glicemia (insulina e glucagone) CORTICALE del SURRENE: regolazione dell'equilibrio idrico-salino (aldosterone) e reazione di stress (cortisolo-corticosterone) MIDOLLARE del SURRENE: reazione di allarme-emergenza (adrenalina e noradre- nalina) GONADI (ovaie e testicoli): ormoni sessuali: estrogeni, androgeni (testosterone), progesterone

3 ALTRI TESSUTI ENDOCRINI CUORE: produce il fattore natriuretico atriale (NAF( NAF) ) in risposta all'ipertensione ematica RENE: produce eritropoietina (in risposta all'ipossia ipossia) ) e renina (in risposta all'ipotensione ematica). Inoltre attiva la vitamina D (che agisce come un ormone) Vari tessuti producono le prostaglandine (ormoni 'locali') Vari tessuti producono i fattori di crescita (ormoni 'locali') FEGATO: produce particolari fattori di crescita, le somatomedine (IGF) STOMACO e INTESTINO: producono ormoni proteici che hanno azione principalmente su altre sezioni dell'app. digerente, regolandone la funzione PLACENTA: è un importantissimo organo endocrino 'temporaneo', che produce molti ormoni, sia proteici sia steroidi. Principalmente gli ormoni placentari sono deputati a sostenere la gravidanza, anche permettendo all'organismo materno di riconoscere che una gravidanza è in atto, e a preparare la madre all'allattamento

4 NATURA CHIMICA degli ormoni Derivati da AMINOACIDI: Ormoni della TIROIDE (dalla tirosina) Ormoni della midollare del SURRENE (dalla tirosina) MELATONINA (dal triptofano) Di natura PROTEICA: Ormoni dell'ipotalamo e dell'ipofisi PARATORMONE INSULINA e GLUCAGONE (del pancreas) Di natura STEROIDEA (derivati del colesterolo): Ormoni SESSUALI (estrogeni, progesterone, androgeni) Ormoni della corticale del SURRENE (glucocorticoidi e mineralcorti- coidi)

5 IPOTALAMO e ipofisi L'ipotalamo è un organo dell'encefalo che sovrintende a molte funzioni con carattere di controllo dell'omeostasi. Una delle modalità con cui agisce nell'organismo è il CONTROLLO DELLA SECREZIONE DI ORMONI IPOFISARI che avviene tramite fattori di stimolo o inibizione al loro rilascio. Inoltre l'ipotalamo produce e trasporta all'ipofisi (da dove vengono rilasciati nel sangue) due ormoni importanti: OSSITOCINA: induce il comportamento materno agisce su cellule muscolari lisce utero, durante il parto tube uterine, al momento della fecondazione cellule a canestro della mammella, durante l'allattamento VASOPRESSINA ORMONE ANTIDIURETICO (ADH): nel RENE favorisce il riassorbimento di acqua, concentrando le urine Induce la sensazione di SETE

6 IPOTALAMO e ipofisi

7 IPOFISI Endocrinologia L'ipofisi è una ghiandola posta alla base del cranio. Viene distinta in NEUROIPOFISI: più che una vera ghiandola è il terminale degli assoni dei neuroni dell'ipotalamo che producono OSSITOCINA e VASOPRESSINA ADENOIPOFISI: : una vera ghiandola. Produce ormoni proteici che in- fluenzano molte funzioni dell'organismo, direttamente o regolando la fun- zione di altre ghiandole endocrine. SOMATOTROPINA o ormone dell'accrescimento (GH): se manca o è carente nel giovane si assiste al NANISMO, in caso contrario a GIGANTISMO. Agisce sia direttamente, sia tramite le SOMATOMEDINE (IGF), ormoni prodotti dal FEGATO. PROLATTINA (PRL): è importantissima per la produzione del LATTE, ma anche per lo stimolo al COMPORTAMENTO MATERNO. Negli uccelli stimola gli istinti della NIDIFICAZIONE e della COVA. CORTICOTROPINA o ormone adrenocorticotropo (ACTH): stimola la corticale surrenale a produrre e secernere GLICOCORTICOIDI, pro- tagonisti della reazione di STRESS.

8 IPOFISI Endocrinologia TIROTROPINA (TSH): stimola la funzionalità dei follicoli della tiroi- de, quindi è importantissima nella regolazione del metabolismo basale. GONADOTROPINE: : agiscono su TESTICOLI e OVAIE regolandone la funzionalità. FSH (ormone FollicoloStimolante): FEMMINA: induce la crescita dei FOLLICOLI, la produzione di ESTROGENI e la maturazione dell'ovulo. MASCHIO: coinvolto nella maturazione degli SPERMATOZOI LH (ormone Luteinizzante-femmina) o ICSH (maschio): FEMMINA: induce l'ovulazione e la trasformazione del follicolo in CORPO LUTEO, capace di produrre PROGESTERO- NE, l'ormone della gravidanza. MASCHIO: stimola la secrezione degli ANDROGENI

9 TIROIDE Endocrinologia La tiroide è posta nel collo e produce due generi di ormoni: I cosiddetti 'ormoni tiroidei' (TIROXINA e TRIIODOTIRONINA) La CALCITONINA. TIROXINA (T4)) e TRIIODOTIRONINA (T3): SINTESI: T3 e T4 hanno una particolarità che li rende unici: con- tengono IODIO (sono le uniche molecole che utilizzano questo elemento chimico). La tiroide è una ghiandola follicolare, capta Io- dio dal sangue e lo sintetizza con la Tirosina producendo soprat- tutto T4 (tirosina + 4 I), abbondante nel sangue, che poi quando e dove serve nell'organismo viene deiodata in T3 (tirosina + 3 I) che è l'ormone attivo. REGOLAZIONE: la funzione tiroidea viene stimolata dal TSH (or- mone ipofisario), a sua volta stimolato dal TRH (fattore ipotalami- co. L'abbondanza di T3 nel sangue inibisce TRH e TSH (feedback negativo).

10 TIROIDE: regolazione a feedback (retroazione) IPOTALAMO TRH stimola (incrementa) IPOFISI TSH inibisce Un esempio di feedback negativo TIROIDE T3-T4 SANGUE T3-T4

11 TIROIDE Endocrinologia AZIONI: Metabolismo basale: : lo incrementa in tutte le cellule dell'organismo, determinando anche aumento del consumo di O2 e un importante effetto calorigeno.. Nel grasso bruno l'effetto calorigeno è indotto anche per disaccoppiamento della fosforilazione dall'ossidazione (es. animali ibernanti). Catabolismo glucidi e lipidi con anabolismo proteico. Sviluppo e maturazione del sistema nervoso nel giovane. Nell'adulto la loro carenza determina turbe del comportamento e dell'umore. IN GENERALE: una equilibrata funzionalità della tiroide permette di adattare il metabolismo alle variazioni ambientali (freddo/caldo, disponibilità/carenza alimentare) e dello stato fisiologico (crescita, invecchiamento, attività sessuale, cova/gravidanza, lattazione)

12 METABOLISMO del CALCIO La CALCEMIA è uno dei parametri più strettamente regolati dell'organismo (condiziona la funzionalità nervosa, muscolare e la coagulazione del sangue). Coinvolge diversi ormoni: PARATORMONE (PTH), ghiandola PARATIROIDE: AUMENTA LA CALCEMIA: favorisce il riassorbimento dell'osso e il recupero di Ca dal rene, attiva la vit. D CALCITONINA (CT), ghiandola TIROIDE (cellule C 'chiare'): DIMINUISCE LA CALCEMIA: favorisce la deposizione di Ca nelle ossa e l'escrezione renale di cationi VITAMINA D: dall'alimento, con l'irradiazione solare: AUMENTA L'ASSORBIMENTO DEL CALCIO: deve essere introdotta con l'alimento, poi attivata in tre tappe: nella cute (ultravioletti) nel fegato nel rene (PTH)

13 METABOLISMO del GLUCOSIO La GLICEMIA è anche regolata in buona parte per via endocrina Molti ormoni sono IPERGLICEMIZZANTI, con diversi meccanismi: GLUCAGONE, ghiandola PANCREAS ENDOCRINO (isole di Langerhans, cellule A): Glicogenolisi epatica (e lipolisi nel tessuto adiposo) CATECOLAMINE, ghiandola MIDOLLARE SURRENALE: Glicogenolisi epatica e muscolare (e lipolisi) GLUCOCORTICOIDI, ghiandola CORTICOSURRENALE : Gluconeogenesi da proteine e lipidi Altri ormoni, con diversi meccanismi: Tiroxina: aumento appetito, sinergia con catecolamine Somatotropina: antiinsulinico, lipolitico

14 METABOLISMO del GLUCOSIO Invece l'unico ormone IPOGLICEMIZZANTE è: L'INSULINA, prodotta nel PANCREAS ENDOCRINO (isole di Langerhans, cellule B) Induce e permette a tutte le cellule dell'organismo -escluse quelle nervose- l'assunzione di glucosio dal sangue (quindi riduce la glicemia). La carenza di insulina determina una grave sindrome, il diabete mellito (nome dovuto al sapore dolce del sangue e delle urine), che comporta: Perdita di glucosio con le urine con disidratazione, sete, fame, debolezza neuromuscolare Utilizzazione dei lipidi come fonte di energia con conseguente acetonemia e acidosi (fino al coma e morte) Microangiopatie, specie in retina (cecità), reni (insufficienza), sistema nervoso. È anche causa di ulcere e piaghe.

15 SURRENE Endocrinologia La CORTICALE SURRENALE produce ormoni steroidi: GLICOCORTICOIDI: cortisolo/corticosterone implicati nella regolazione giornaliera dei cicli metabolici (es. anabolismo nel sonno, catabolismo nella veglia) e nella reazione di stress MINERALCORTICOIDI: aldosterone regolazione dell'equilibrio idrico e salino (recupero di sodio e acqua) e conseguente regolazione della volemia STEROIDI SESSUALI: androgeni ed estrogeni in piccole quantità non se ne conosce la funzione La MIDOLLARE SURRENALE produce le: CATECOLAMINE: Noradrenalina (norepinefrina) e Adrenalina (epinefrina) Che sono le protagoniste, insieme al SNV, della reazione di ALLARME/EMERGENZA (lotta/fuggi)

16 ASSE IPOTALAMO-IPOFISI-SURRENE STRESSORE IPOTALAMO CRH RITMI CIRCADIANI IPOFISI ACTH β-endorfine stimola (incrementa) CORT. SURRENE GLICOCORTICOIDI inibisce SANGUE GLICOCORT.

17 L'EPIFISI (ghiandola PINEALE) È una piccola ghiandola cerebrale che produce MELATONINA, un ormone legato alla regolazione dei bioritmi, i più importanti dei quali sono i ritmi CIRCADIANI e quelli ANNUALI (STAGIONALI) Sono DETERMINATI da un orologio biologico interno [segnatempo-zeitgebers] sito nel NU- CLEO SOPRACHIASMATICO (nell'ipotalamo anteriore) Sono REGOLATI principalmente dall'alternanza luce-buio (giornonotte) di cui l'organismo viene informato dalla melatonina, che viene secreta solo di notte

18 REGOLAZIONE IDRICO-SALINA Concerne sia il volume di acqua dell'organismo (di cui l'espressione più 'comprensibile' è la volemia) sia la quantità di sali (concentrazione di Na in particolare), ossia la cosiddetta pressione osmotica del LEC (liquido extra cellulare), ma anche la relazione tra essi. Gli ormoni più implicati: VASOPRESSINA: induce rapidamente riassorbimento di H2O a livello renale secrezione scarsa determina più urinazione determina sensazione di sete Sistema RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE, il rene in risposta a ipotensione ematica libera renina, che attiva angiotensina, che induce liberazione di aldosterone. Così si determina aumento della pressione idrostatica: sia rapidamente per vasocostrizione (angiotensina) sia più durevolmente: angiotensina (sete) aldosterone (riassorbimento renale di Na e H2O)