Fisiopatologia della Termoregolazione

Transcript

1 Fisiopatologia della Termoregolazione Sono detti omeotermi gli esseri viventi (mammiferi e uccelli) capaci di mantenere costante la loro temperatura corporea. La temperatura corporea fisiologica è geneticamente determinata. Nell uomo: Temperatura 37 C Minime oscillazioni nelle 24 h Nella donna in età feconda variazioni della temperatura corporea in relazione al ciclo mestruale: Abbassamento di circa 0.5 C nel periodo preovulatorio Innalzamento di circa 0.5 C con l ovulazione Tale aumento permane fino alla comparsa del flusso mestruale

2 Termoregolazione Il meccanismo della termoregolazione consente l omeostasi della temperatura corporea attraverso un corretto bilancio tra: Termogenesi (produzione di calore) Termodispersione (dissipazione del calore) La termoregolazione è controllata dai centri termoregolatori ipotalamici cui pervengono: Segnali locali - temperatura del sangue circolante nel distretto ipotalamico Segnali periferici temperatura dei distretti periferici rilevata da termocettori superficiali e profondi che sono connessi al SNC.

3 Termogenesi L organismo può produrre calore attraverso l attività metabolica di tutte le sue cellule. L energia chimica degli alimenti (particolarmente carboidrati e lipidi) è immagazzinata in molecole di ATP ad alto contenuto energetico. Le ATPasi (attivate da Ca 2+, Na +, K + ) trasformano l ATP in ADP+Pi. La produzione di calore è il risultato di Processi involontari principalmente l azione sul metabolismo di alcuni ormoni (tiroidei, adrenalina, glicocorticoidi). Processi volontari la contrazione muscolare.

4

5 Metabolismo Basale Il Metabolismo basale corrisponde al calore (espressione del metabolismo energetico) prodotto da un soggetto a digiuno, in condizione di riposo ed in ambiente termicamente neutro. Unità di misura è la caloria (c) calore necessario per aumentare di 1 C la temperatura di 1gr di acqua (da 14.5 a 15.5 C). Il fabbisogno giornaliero è di circa c. Per una misura indiretta del metabolismo basale si determina il quoziente respiratorio (Q.R.) Volume CO 2 / Volume O 2

6 Termodispersione Il calore in eccesso è dissipato attraverso diverse vie. La cute è certamente la via più efficiente Per l estensione della superficie di scambio Per la vasodilatazione periferica Per la costante evaporazione del sudore (perspiratio insensibilis) Il calore è inoltre dissipato Con la respirazione Con l emissione di feci ed urina Con l introduzione di cibi e bevande fredde Gli scambi di calore possono avvenire essenzialmente per Conduzione Convezione Irraggiamento Evaporazione

7 Centri Termoregolatori Sono localizzati nella regione preottica dell ipotalamo e costituiti da neuroni sensibili alle variazioni di temperatura rispetto alla temperatura di riferimento (nell uomo 37 C). Neuroni W (sensibili a segnali termici al di sopra e al di sotto dei 37 C) Neuroni I (insensibili agli stimoli termici) Neuroni w (effettori della termodispersione) Neuroni c (effettori della termogenesi) Il modello proposto da Hammel nel 1965 definisce la termoregolazione come bilancio di stimoli eccitatori ed inibitori sui centri termoregolatori e che determinano una risposta Termodispersiva (segnali termici > 37 C) Termoconservativa (segnali termici < 37 C)

8

9 Ipertermie e Ipotermie non febbrili Sono così denominate le condizioni di aumento o diminuzione della temperatura corporea rispetto al valore di riferimento. Possono essere di origine Esogena Endogena Ipertermia di origine endocrina Nell ipertiroidismo, l aumento dei livelli di orm. tiroidei induce: Aumento della sintesi delle ATPasi (aumenta l espressione genica) Stimola il rilascio di cationi Stimola la lipolisi

10 Ipertermia maligna L'ipertermia maligna (IM) è una malattia genetica dei muscoli scheletrici caratterizzata da una risposta ipermetabolica a potenti gas anestetici volatili (alotano, sevoflurano, desflurano e succinilcolina). Raramente si manifesta dopo stress fisici secondari ad un eccessivo esercizio oppure al calore. E una malattia autosomica dominante (frequenza 1:3000) con crisi ipertermiche improvvise (anche > 46 C) nei soggetti affetti. Le modificazioni patofisiologiche della IM sono dovute a un aumento non controllato del calcio mioplasmico, che innesca processi biochimici legati all'attivazione muscolare. A seguito della deplezione di ATP viene compromessa l'integrità della membrana muscolare, che produce iperkalemia e rabdomiolisi. Geneticamente eterogenea, l ipertermia maligna è principalmente dovuta a mutazioni del gene RYR1 (19q13.1) che codifica il recettore della rianodina, proteina trasmembrana che regola l omeostasi del calcio.

11

12 La febbre Distinta dalle patogenetico. altre forme di ipertermia per il peculiare meccanismo Un alterazione termoregolatori funzionale e reversibile dei neuroni dei centri Il decorso prevede: Fase del rialzo vasocostrizione) termico (sensazione di freddo, brividi, pallore e Fase del fastigio (la temperatura si stabilizza su valori superiori a quello di riferimento) Fase della defervescenza (sensazione abbassamento della temperatura) di caldo, sudorazione, Nella febbre temperatura: si possono riconoscere andamenti caratteristi della F. continua (rialzo costante nel periodo del fastigio) F. remittente (oscillazioni superiori ad 1 C nel periodo del fastigio, senza defervescenza) F. intermittente (periodi di ipertermia si alternano a periodi di apiressia)

13

14

15 Fisiopatologia generale endocrina Gli ormoni sono storicamente indicati come sostanze prodotte da ghiandole prive di dotti escretori (endocrine) e versati nel sangue che li veicola agli organi bersaglio su cui esercitano la loro azione. Il meccanismo di azione degli ormoni è in realtà comune ad un numero crescente di molecole prodotte necessariamente endocrini) da cellule e tessuti diversi (non Neurotrasmettitori Citochine I meccanismi di trasmissione del segnale possono essere molteplici Autocrino Paracrino Endocrino Intracrino Neurocrino Neuromodulatore Tutti sono espressione della necessità di comunicazione tra le cellule che concorrono a costituire un organismo pluricellulare complesso.

16 Le molecole ormonali In base alla loro natura chimica si distinguono: Ormoni di natura proteica (o. crescita, insulina, glucagone) e peptidica (ipotalamici, ipofisari, ecc.) Ormoni steroidei (glicocorticoidi, mineralcorticoidi, gonadici) Ormoni derivati da aminoacidi (tiroidei, adrenalina e noradrenalina) L Endocrinologia è la disciplina che studia la biosintesi, secrezione, trasporto e azione degli ormoni in condizioni fisiologiche ed in presenza di alterazioni patologiche. Moltissimi sono gli ormoni prodotti e le funzioni da essi regolate.

17 Meccanismo di azione ormonale Il meccanismo di azione degli ormoni può essere schematizzato in una serie di eventi successivi: Biosintesi dell ormone Secrezione Trasporto Interazione dell ormone con specifici recettori delle cellule bersaglio Azione (innesco della risposta da parte della cellula con meccanismi di modulazione dell espressione genica) Effetto (con modificazioni indotte dall azione dell ormone che investono l intero organismo).

18 Biosintesi degli ormoni (1)

19

20 Biosintesi degli ormoni (2)

21 Secrezione e Trasporto Esocitosi (o. peptidici) Diffusione (o. steroidei) Ritmo circadiano O. Idrosolubili veicolati come soluti nel plasma O. Liposolubili- veicolati da proteine plasmatiche (albumina, altre proteine plasmatiche)

22 Trasduzione del segnale La trasduzione del segnale ormonale è operata da specifici recettori, talora presenti sulla superficie delle cellule bersaglio. I recettori sono molecole proteiche complesse caratterizzate da: Elevata specificità per l ormone (capacità di legame) Elevata affinità per l ormone (forza di legame) Il processo di trasduzione del segnale è un processo complesso che vede coinvolti: Molteplici mediatori citoplasmatici attivati secondo un modello di eventi a cascata Fenomeni di fosforilazione e defosforilazione delle proteine coinvolte che modulano il processo di trasduzione Attivazione dell espressione di geni ormono-responsivi mediata da specifici fattori trascrizionali attivati dalla trasduzione del segnale ormonale.

23 Recettori per gli ormoni proteici (1)

24

25 Recettori per gli ormoni liposolubili (steroidei e tiroidei)

26 Ipotalamo e Ipofisi

27

28

29 Controllo ipotalamo-ipofisario Ipotalamo e ipofisi hanno un ruolo centrale nel complesso meccanismo di regolazione del sistema endocrino.

30 Ipofisi anteriore (Adenoipofisi)

31

32 Ipofunzioni endocrine (1) La ridotta produzione di ormone/i da distinta in: parte di una ghiandola può essere Ipofunzione primaria alterazione che coinvolge il parenchima ghiandolare Ipofunzione secondaria conseguente ad un difetto nella stimolazione Le ipofunzioni primarie possono dipendere da: Agenesia o malformazione Processi distruttivi a carico del parenchima ghiandolare Infezioni Neoplasie Malattie autoimmuni Difetti circolatori (ischemie, fenomeni emorragici) Alterazioni genetiche (mutazioni inattivanti di geni che codificano per orm. Proteici o enzimi coinvolti nella sintesi di orm. Steroidei) Deficienze alimentari

33 Ipofunzioni endocrine (2) Le ipofunzioni secondarie sono il risultato di una alterazione dei meccanismi che regolano la produzione dell ormone da parte di una ghiandola. E una situazione tipica delle ghiandole la cui attività è controllata dall asse ipotalamo-ipofisario: L assente o ridotta produzione di un dato fattore di rilascio ipotalamico o ormone ipofisario può avere come effetto la ridotta produzione di ormone da parte della ghiandola bersaglio

34 Ipofunzioni endocrine (3) Ipofunzioni secondarie possono essere il risultato di: Difetti recettoriali Difetti post-recettoriali Le alterazioni a carico dei recettori sono quasi sempre dovute a mutazioni. Nanismo di Laron epatociti deficienti del recettore per il GH non producono la somatomedina (IGF-1). Sindrome di femminilizzazione testicolare Individui geneticamente maschi non esprimono il recettore per gli androgeni In alcuni casi l alterazione che determina l ipofunzione (difetto post-recettoriale) può essere a carico di uno qualsiasi degli intermedi coinvolti nella trasduzione del segnale.

35 Iperfunzioni endocrine L eccessiva produzione di ormone/i da essere distinta in: Iperfunzione primaria parte di una ghiandola può Iperproduzione eutopica adenoma ghiandolare Iperproduzione ectopica neoplasia capaci di produrre ormoni (sindromi endocrine paraneoplastiche) Iperfunzione secondaria conseguente ad un eccesso nella stimolazione Adenomi ipofisari Malattie autoimmuni Ipertiroidismo su base autoimmune (morbo di Basedow-Graves)