Sistema endocrino. Timo

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1 Sistema endocrino È composto di diversi organi con una stessa funzione comune: regolare, mediante messaggi a distanza di tipo ormonale, diverse funzioni corporee. Gli ormoni arrivano nella loro sede d'azione tramite il torrente circolatorio: caratteristica comune a tutti gli organi endocrini è infatti di essere provvisti di una ricca rete vascolare in cui riversare i propri secreti. I componenti del sistema endocrino possono avere organizzazione differente: vi sono organi caratteristici (per esempio, ipofisi, tiroide, surrene, ovaio, testicolo), ma anche singole cellule o masserelle cellulari disperse, ospitate in seno ad altri organi (per esempio, cellule di Langerhans). Si può in sostanza parlare di organi endocrini, di tessuti endocrini, di cellule endocrine. Molti parlano di sistema neuroendocrino, in riferimento alla possibilità del tessuto nervoso di produrre sia mediatori chimici, sia sostanze che agiscono a distanza maggiore (per esempio, ormoni della neuroipofisi), come pure alla capacità di tessuti endocrini di produrre sostanze identiche a quelle prodotte da cellule nervose (è il caso dell'adrenalina e della noradrenalina). Nel sistema endocrino non si può parlare di continuità anatomica, però esiste una continuità funzionale; infatti spesso gli ormoni interagiscono con quelli prodotti da un altro organo, tessuto o cellule endocrini (come nel caso dell'insulina e del glucagone, la prima ipoglicemizzante, il secondo iperglicemizzante, prodotti rispettivamente dalle cellule beta e alfa delle isole di Langerhans del pancreas). I principali organi endocrini sono: l'ipofisi, la tiroide, il timo, le paratiroidi, il pancreas endocrino (cellule alfa e beta, cellule delta), i surreni, le gonadi (ovaio e testicolo). Ipofisi Piccolo organo situato nella sella turcica dell'osso sfenoide, è collegato all'ipotalamo mediante un peduncolo e si divide in due parti, adenoipofisi e neuroipofisi. Quest'ultima non è che la sede in cui gli ormoni (ADH, o ormone antidiuretico, e ossitocina), prodotti da nuclei dell'ipotalamo, vengono immessi in circolo. L'adenoipofisi invece è composta di cordoni epiteliali e di reti capillari sinusoidali. Le varie cellule producono ormoni differenti. La produzione degli ormoni ipofisari è regolata dall'ipotalamo, che secerne fattori stimolanti la loro produzione e quella di ormoni prodotti dagli organi bersaglio. La secrezione di ormoni è regolata in genere da processi di retroazione (feed-back), i quali fanno sì che la secrezione di un ormone ipofisario venga inibita da determinate concentrazioni di ormone prodotto dall'organo bersaglio. A sua volta, una diminuita produzione di ormone da parte dell'organo bersaglio porterà a un nuovo incremento del rilascio di ormone stimolante da parte dell'ipofisi. Timo Organo situato nel mediastino anteriore, regola nella vita fetale e nell'infanzia l'attività immunitaria, secondo processi di tipo endocrino. È costituito da cellule epiteliali grossolanamente organizzate intorno a un nucleo di sostanza granulosa, a formare i cosiddetti corpuscoli di Hassal, e da numerosissimi linfociti. Alla pubertà il timo inizia a regredire, finché nell'età adulta non ne restano che residui. Tiroide Composta da due lobi situati a cavallo del canale formato da laringe e trachea e uniti da un istmo, la tiroide può presentare anche un prolungamento centrale: la piramide di Morgagni. Mostra un'organizzazione a follicoli in cui si trovano cellule tiroidee destinate a produrre gli ormoni tiroidei (T3, T4, rt3), stimolate dall'ormone ipofisario TSH; cellule 'C' che invece producono calcitonina in rapporto alla concentrazione del calcio nel sangue, senza dipendere dall'ipofisi, caso mai in opposizione all'attività dell'ormone paratiroideo.

2 Gli ormoni tiroidei sono sostanze contenenti iodio, capaci di stimolare il metabolismo corporeo. Essi vengono prodotti in forma di preormone, il quale si accumula nella cavità follicolare e poi viene modificato prima di entrare in circolo. A seconda dello stato di accumulo (ripienezza) o del consumo di ormoni varia l'aspetto della tiroide sezionata. Paratiroidi Sono quattro piccole formazioni costituite da cellule epiteliali secernenti e capillari sinusoidi, affondate in seno ai lobi tiroidei (faccia posteriore). Producono il paratormone, che favorisce la liberazione di calcio dalle ossa, innalzandone il livello ematico, e l'escrezione urinaria di fosforo. L'azione è quindi diretta a controllare l'ossificazione scheletrica e l'eccitabilità muscolare (influenzata dallo ione calcio). Pancreas endocrino Le parti del pancreas che hanno funzione endocrina sono le cellule alfa e beta delle isole di Langerhans, e le cellule delta. Le cellule alfa producono l'insulina e le cellule beta il glucagone, importanti fattori di regolazione della concentrazione ematica di glucosio. Le cellule delta invece esercitano un ruolo di controllo degli equilibri tra insulina e glucagone. Surrene Le due ghiandole surrenali (o surreni), a forma di berretto frigio, sono appoggiate sul polo superiore di ciascun rene. Comprendono una capsula, una zona corticale e una zona midollare. Gli ormoni glicoattivi intervengono nel metabolismo dei glicidi e delle proteine, hanno intensa attività antinfiammatoria e antiallergica e quindi una certa attività immunodepressiva; sono secreti secondo un ritmo circadiano. I mineraloattivi intervengono sul bilancio idrosalino dell'organismo. Gli ormoni sessuali prodotti dai surreni sono responsabili della quota di ormoni tipici dell'altro sesso che ogni organismo possiede. Gli ormoni adrenergici svolgono le seguenti azioni: vasocostrizione periferica; aumento della gittata cardiaca; demolizione del glicogeno, con conseguente iperglicemia; aumento della produzione di calore; dilatazione dei bronchi; eccitazione (scariche di adrenalina si determinano in ogni situazione di allarme per l'organismo). Formazioni distribuite lungo i nervi periferici o i grossi vasi, costituite anch'esse di tessuto cromaffine, producono le stesse sostanze della midollare del surrene e sono dette paragangli o ammassi di cellule cromaffini. Nella surrenale sono anche presenti numerosi capillari sinusoidali, nei quali si riversano gli ormoni secreti. Gonadi Sono costituite dall'ovaio nella femmina, e dal testicolo nel maschio. La teca dei follicoli ovarici secerne estrogeni, i quali stimolano la proliferazione dell'endometrio uterino e dei dotti galattofori nella prima parte del ciclo mestruale, oltre a sensibilizzare il miometrio all'azione dell'ossitocina verso la fine della gravidanza. L'ovaio partecipa alla determinazione dei caratteri sessuali femminili. Dopo l'ovulazione (seconda metà del ciclo mestruale) le cellule del corpo luteo secernono progesterone, che predispone l'endometrio all'annidamento dell'uovo fecondato; se la fecondazione non è avvenuta il corpo luteo si atrofizza (corpus albicans) e l'endometrio si sfalda, determinando l'inizio di un nuovo ciclo mestruale. Se invece l'annidamento è avvenuto, il corpo luteo prosegue la secrezione di progesterone per quasi tutta la gravidanza. Le cellule interstiziali del testicolo sono invece deputate alla produzione di testosterone, responsabile dei caratteri sessuali maschili, la cui attività anabolizzante si attua soprattutto favorendo la sintesi proteica. Nel testicolo vengono prodotti e maturano gli spermatozoi. Ormoni endocrini e ormoni tessutali Accanto alle ghiandole endocrine (ipofisi, tiroide, paratiroidi, ghiandole surrenali, pancreas, gonadi, epifisi e timo), esistono sistemi cellulari preposti alla sintesi di sostanze ormonali dette ormoni tessutali o istio-ormoni.

3 Come esempi di istio-ormoni si possono ricordare la colecistochinina, elaborata a livello della mucosa intestinale. In base alla struttura chimica si distinguono tre categorie di ormoni: ormoni di tipo fenolico, come gli ormoni della tiroide e quelli prodotti dalla midollare del surrene (adrenalina e noradrenalina); ormoni di struttura proteica, comprendenti l'insulina, il glucagone, gli ormoni dell'ipofisi, la somatostatina, il paratormone, la calcitonina, la gastrina; ormoni steroidei, che comprendono i prodotti della corteccia surrenale (corticosteroidi) e gli ormoni sessuali elaborati dal testicolo, dall'ovaio, nonché dalla placenta durante la gravidanza. adrenalina ormone secreto dalla porzione midollare della ghiandola surrenale, mediatore chimico della trasmissione nervosa del sistema simpatico. Aumenta il tasso di glucosio nel sangue. Vasocostrittore cutaneo, causa il pallore visibile nei momenti di grave stress; vasodilatatore delle arterie muscolari e coronariche, aumenta la pressione sistolica e diastolica, aumenta la frequenza cardiaca, rilassa la muscolatura bronchiale e addominale. Efficace soprattutto nei casi di crisi ipoglicemica da insulina, di arresto cardiaco, di shock anafilattico e di attacco acuto di asma. Viene somministrata dal medico in iniezione endovenosa o sottocutanea. È usata in anestesia locale per mantenere nel luogo di iniezione la massima quantità di anestetico. noradrenalina (o norepinefrina) ormone prodotto dalla sostanza midollare del surrene in quantità minore rispetto all'adrenalina (in proporzione di 1 a 4 circa). Chimicamente deriva dall'aminoacido fenilalanina; viene metabolizzata da sistemi enzimatici in prodotti finali, poi escreti - in forma, per esempio, di acido vanilmandelico - con le urine; la misurazione di queste sostanze è indice della quantità di catecolamine (adrenalina e noradrenalina) prodotte dall'organismo. La noradrenalina agisce sui recettori adrenergici: stimola intensamente i recettori alfa-adrenergici, presenti soprattutto a livello dei vasi, provocando vasocostrizione; stimola, ma in misura minore, anche i recettori beta1- adrenergici, prevalenti a livello del miocardio e del tessuto di conduzione, aumentando di poco la contrattilità e la frequenza cardiaca; non ha effetti significativi sui recettori beta2- adrenergici, presenti a livello arteriolare e bronchiale. La noradrenalina ha inoltre anche funzione di neurotrasmettitore del sistema nervoso simpatico. Rispetto all'adrenalina, la noradrenalina è meno attiva, oltre che a livello dei bronchi, anche a livello della muscolatura scheletrica, dove provoca un aumento del flusso del sangue, e dell'intestino, dove causa contrazione degli sfinteri e rilasciamento della parete muscolare. Ha inoltre effetti metabolici, aumentando i livelli di glucosio e di lipidi nel sangue. La noradrenalina trova indicazioni, come farmaco, negli stati di shock da cause cardiache (somministrata per via endovenosa o direttamente per iniezione intracardiaca) e nei gravi stati di ipotensione (per via endovenosa). insulina ormone proteico secreto dalle cellule beta delle isole di Langerhans del pancreas, che ha funzione anabolica nel metabolismo dei carboidrati, delle proteine e dei lipidi. È costituita da 51 aminoacidi formanti due catene polipeptidiche (A e B) unite tra loro da due ponti disolfurici. Le cellule beta producono una molecola primaria, la pre-proinsulina, composta da un'unica catena aminoacidica: questa viene successivamente scissa in insulina e peptide C: l'insulina viene così accumulata nei granuli, pronta per essere secreta. La secrezione insulinica è regolata primariamente dalle variazioni di concentrazione di glucosio nel sangue, ma anche altri fattori possono influenzare la sua secrezione. Questa, infatti, può essere stimolata da alcuni aminoacidi, dal glucagone, dal GIP (ormone gastrointestinale), dall'orofaringe per via vagale, da impulsi adrenergici alfa-bloccanti e beta-stimolanti e dalle sulfaniluree. Inibiscono, invece, la secrezione insulinica stimoli alfa-adrenergici (adrenalina) e la via simpatica. Farmacologicamente, la secrezione insulinica viene inibita da agenti beta-bloccanti adrenergici. Per tutti i mammiferi, compreso

4 l'uomo, l'insulina è il principale ormone anabolizzante, senza il quale la vita, la crescita e i processi di guarigione non sarebbero possibili. Tutti i processi deputati all'accumulo energetico sono sottoposti alla regolazione insulinica. L'insulina è un peptide che circola nel torrente sanguigno in forma libera e giunge alla superficie cellulare attraverso l'interstizio. Ogni cellula dispone di recettori specifici per l'insulina nella membrana plasmatica. Il legame insulina-recettore dà il via a una serie di reazioni a cascata, che partono dalla membrana cellulare e coinvolgono l'intera cellula. Tali reazioni investono il metabolismo di tutti i principali costituenti alimentari (carboidrati, lipidi e proteine), elettrolitici (sodio e potassio) ed enzimatici dell'organismo, con l'effetto finale di ridurne le concentrazioni nel compartimento sanguigno a favore di quello intracellulare. La carenza di insulina può determinare l'insorgenza del diabete mellito. Prodotta dall'industria farmaceutica con varie preparazioni, a seconda del tipo e della durata d'azione (rapida, lenta, semilenta e ultralenta), viene somministrata per via parenterale, sottocutanea o endovenosa, nella terapia del diabete mellito di tipo 1, o IDDM (insulino-dipendente), e in alcuni casi di diabete mellito di tipo 2, o NIDDM (non insulino-dipendente), quando gli ipoglicemizzanti orali siano insufficienti o controindicati. glucagone ormone polipeptidico prodotto dalle cellule alfa delle isole di Langerhans del pancreas. Regola il metabolismo glicidico con azione iperglicemizzante, in antagonismo con l'insulina. Il principale stimolo alla sua secrezione in circolo è costituito dall'ipo-glicemia: in tale situazione il glucagone agisce attivando vie metaboliche che fanno aumentare la concentrazione di glucosio nel sangue: la glicogenolisi, che libera glucosio dalle riserve epatiche (glicogeno) e la gliconeogenesi, ovvero la costruzione di glucosio direttamente operata dal fegato. Altre situazioni che stimolano la secrezione di glucagone sono: la fatica, il digiuno e la carenza insulinica. La risposta allo stimolo è pronta, ma di breve durata, con un transitorio stato di iperglicemia. A livello dell'apparato digerente il glucagone diminuisce la motilità gastrica e intestinale, e le secrezioni gastrica e pancreatica; aumenta invece il volume delle secrezioni dell'intestino tenue. Interferisce anche sul ricambio idrosalino e stimola la secrezione di catecolamine, aumentando così indirettamente la forza di contrazione del cuore. Questo effetto sul sistema adrenergico viene usato nella pratica medica come test per la diagnosi di feocromocitoma, un raro tumore della midollare renale. In terapia, il glucagone viene somministrato negli stati di ipoglicemia. somatostatina ormone polipeptidico prodotto dall'ipotalamo. La somatostatina inibisce la liberazione dell'ormone somatotropo prodotto dall'ipofisi. Questa inibizione si realizza sia nei soggetti normali sia nei soggetti affetti da acromegalia. L'effetto della somatostatina sulla secrezione di ormone somatotropo si manifesta con grande rapidità ma è di breve durata, in quanto la molecola è inattivata dopo 4 minuti. Questo condiziona l'utilizzo terapeutico della somatostatina che può essere somministrata esclusivamente in infusione continua per ridurre i livelli di ormone somatotropo in pazienti acromegalici. Dopo la prima dimostrazione della somatostatina a livello ipotalamico, numerosi ricercatori, mediante tecniche di immunofluorescenza, ne hanno segnalato la presenza in numerose altre sedi: in altre zone del sistema nervoso, a livello dello stomaco, del pancreas, dell'intestino tenue e della tiroide. A questa ampia diffusione corrisponde una molteplicità di azioni, sempre di tipo inibitorio, per esempio, sulla liberazione di ACTH, TSH, insulina, gastrina, renina, glucagone e motilina. La somatostatina viene attualmente somministrata in infusione continua, per via endovenosa, per il trattamento dell'acromegalia e nelle sindromi caratterizzate da sanguinamento digestivo. paratormone

5 ormone polipeptidico prodotto dalle ghiandole paratiroidi. La sua principale funzione è di mantenere entro limiti fisiologici la concentrazione di calcio nei liquidi dell'organismo. A questo fine il paratormone esercita un controllo del bilancio dello ione calcio a tre livelli: renale, intestinale e osseo, attraverso complessi meccanismi. A sua volta il livello della calcemia (cioè della quantità di calcio nel sangue) influenza la quantità di paratormone secreto. In sintesi, in situazioni di ipocalcemia si osserva un aumento della produzione di paratormone; il contrario avviene in caso di ipercalcemia. Nella regolazione del metabolismo del calcio intervengono altri fattori ormonali (per esempio, la calcitonina, con azione antagonista al paratormone) e metabolici, quali i livelli ematici di altre sostanze inorganiche, in particolare del magnesio e dei fosfati. calcitonina Ormone polipeptidico sintetizzato e secreto dalle cellule parafollicolari, o cellule C, della tiroide. I suoi effetti fisiologici e le possibili applicazioni terapeutiche sono ancora in corso di studio. L'azione meglio conosciuta è la regolazione del metabolismo del calcio, in antagonismo con il paratormone prodotto dalle ghiandole paratiroidi. La calcitonina è ipocalcemizzante poiché inibisce il riassorbimento osseo bloccando l'attività degli osteoclasti, cellule deputate all'erosione e al rimaneggiamento della sostanza ossea. In tal modo diminuisce il passaggio di calcio dall'osso al sangue e di conseguenza i livelli ematici del calcio stesso. Sembra anche agire a livello renale, aumentando l'eliminazione di calcio e fosforo. Il principale elemento regolatore della secrezione di calcitonina è la concentrazione degli ioni calcio nei liquidi organici: se essa è elevata, stimola la secrezione dell'ormone, se è bassa la inibisce. La misura dei livelli ematici di calcitonina è essenziale per la diagnosi di carcinoma midollare della tiroide, tumore che secerne calcitonina in quantità elevate. La calcitonina viene attualmente utilizzata nella terapia del morbo di Paget e delle metastasi osteolitiche di molti carcinomi; è controversa la sua efficacia nella terapia dell'osteoporosi. corticosteròidi (o corticoidi, o ormoni corticosurrenalici), ormoni a struttura steroidea, derivanti cioè dal nucleo di base del colesterolo, sintetizzati nella corteccia surrenale. In base all'attività biologica prevalente, essi vengono suddivisi in tre gruppi, ognuno dei quali prodotto in zone anatomicamente distinte della corteccia: glicoattivi (cortisolo e corticosterone), mineraloattivi (aldosterone e desossi-corticosterone, o DOC), androgeni (deidro-epiandrosterone, o DHEA, androstenedione e testosterone). La secrezione dei mineraloattivi è sotto il controllo del sistema renina-angio-tensina, mentre la regolazione per gli altri due gruppi di ormoni è dipendente dall'ormone ipofisario ACTH. I corticosteròidi circolano nel sangue legati a proteine, dette globuline, di produzione epatica; vengono metabolizzati dal fegato, dopo essere stati resi idrosolubili tramite la coniugazione con acido glucuronico, e sono infine escreti dal rene. Questi ormoni vengono prodotti, in condizioni fisiologiche, secondo un ritmo circadiano caratterizzato dalla massima produzione nelle prime ore del mattino. Attività biologica Le azioni fisiologiche dei corticosteròidi sono numerose e complesse: i glicoattivi influenzano il metabolismo glicidico, inibendo l'utilizzazione del glucosio da parte dei tessuti e stimolando la gluconeogenesi; hanno inoltre proprietà antinfiammatorie e antiallergiche, e vengono secreti dall'organismo in condizioni di stress. I mineraloattivi agiscono sull'equilibrio idrosalino promuovendo, a livello renale, l'escrezione di potassio, il riassorbimento di sodio, e quindi di acqua, con tendenza all'innalzamento della pressione arteriosa. Tra le condizioni patologiche che interessano la secrezione dei corticosteròidi sono da ricordare il morbo di Addison, la sindrome di Cushing, la sindrome di Conn e la sindrome adrenogenitale. In terapia vengono utilizzati corticosteròidi naturali, con la stessa struttura di quelli secreti fisiologicamente dalle surrenali, oppure corticosteròidi sintetici o cortisonici, modificati a livello di alcuni gruppi e resi più potenti per attività biologica e durata

6 di azione. Vengono prescritti in malattie infiammatorie o allergiche in associazione con altri farmaci in patologie debilitanti di varia origine, e nella terapia delle endocrinopatie sopra elencate. Esistono alcune controindicazioni all'uso dei corticosteròidi per la loro tendenza a provocare ulcera peptica, osteoporosi, ipertensione e alterazioni del metabolismo glicidico. fattore di rilascio Ormone prodotto dall ipotalamo e deputato alla regolazione delle funzioni dell ipofisi. I fattori di rilascio regolano le secrezioni dell ipofisi anteriore, attivandole; comprendono tripeptidi come l ormone liberatore di tireotropina (TRH), decapeptidi come GnRH (ormone gonadotropo-liberatore), peptidi a amminoacidi come CRH (ormone corticotropo-liberatore) e il GHRH (ormone somatotropo-liberatore). I principali nuclei di sintesi e di secrezione dei fattori di rilascio sono localizzati nell ipotalamo mediobasale e anteriore; tuttavia è stata anche dimostrata la partecipazione di aree extraipotalamiche (per es., area preottica, amigdala, ippocampo). La secrezione e l immissione in circolo dei fattori di rilascio dalla terminazione nervosa non avvengono in maniera continua ma episodica (un picco secretorio ogni 1 3 h); la secrezione pulsatoria e non continua dei fattori di rilascio permette il mantenimento della sensibilità alla stimolazione neurormonale dei rispettivi recettori ipofisari, che diversamente subirebbero un processo di regolazione inibitoria. La secrezione dei fattori di rilascio ipotalamici è regolata da un meccanismo a feedback, per il quale il controllo è legato alle concentrazioni degli ormoni provenienti dalle ghiandole endocrine stimolate. La secrezione dei fattori di rilascio delle attività ipofisarie può essere anche indotta da agenti ambientali, come le variazioni della durata del giorno o della temperatura, ecc. Prof. Segreto Michele a.s.: 2015/2016

7 Elenco riassuntivo dei principali ormoni e loro disposizione nel corpo umano Ipofisi: lobo posteriore o neuroipofisi cervello Ossitocina Stimola la contrazione dell utero e le cellule delle ghiandole mammarie Ormone antidiuretico (ADH) Promuove il riassorbimento dell acqua da parte dei reni Ipofisi: lobo anteriore o adenoipofisi cervello Somatotropina (GH) Stimola la crescita e le funzioni metaboliche Prolattina (PRL) Stimola la produzione di latte Ormone follicolo-stimolante (FSH) Stimola la produzione di gameti Ormone luteinizzante (LH) Stimola ovaie e testicoli Ormone tireotropo (TSH) Stimola la ghiandola tiroide Ormone adrenocorticotropo (ACTH) Stimola le ghiandole surrenali Ghiandola pineale o epifisi base del cervello Melatonina Coinvolta nelle attività cicliche (giornaliere o stagionali) Tiroide trachea Tiroxina e triiodotironina Stimolano e regolano i processi metabolici Calcitonina Abbassa i livelli di calcio nel sangue Paratiroidi trachea Ormone paratiroideo (PTH) Alza i livelli di calcio nel sangue Timo petto Timosina Stimola lo sviluppo dei linfociti T Ghiandole surrenali: midollare del surrene Adrenalina e noradrenalina Aumentano i livelli di glucosio nel sangue e le attività metaboliche Ghiandole surrenali: corticale del surrene Glicocorticoidi Innalzano i livelli di glucosio nel sangue Mineralcorticoidi Promuovono il riassorbimenti di ioni sodioe l escrezione di ioni potassio a livello renale Pancreas addome Insulina Abbassa i livelli di glucosio nel sangue Glucagone Alza i livelli di glucosio nel sangue Testicoli Androgeni Inducono la spermatogenesi, sviluppano e mantengono i caratteri sessuali secondari maschili Ovaie Estrogeni (ben presenti dal 6 al 12 giorno dopo l ovulazione) Promuovono la crescita della membrana uterina interna; sviluppano e mantengono i caratteri Progesterone (ben presente dal 16 al 28 giorno dopo l ovulazione in caso di mancata fecondazione) sessuali secondari femminili Promuove la crescita della parete uterina interna