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1 Gli organismi multicellulari si devono adattare ad un ambiente esterno che cambia continuamente. A tale scopo operano due sistemi, il sistema nervoso ed il sistema endocrino. Il sistema nervoso gestisce i segnali sotto forma di impulsi elettrici, è rapido ed è organizzato tramite nervi che portano i messaggi verso il centro o verso la periferia. Il sistema endocrino gestisce i segnali tramite prodotti chimici (ormoni), è più lento e la sua selettività consiste nella capacità di cellule bersaglio di riconoscere segnali molecolari a concentrazioni molto basse.

2 SISTEMA ENDOCRINO Insieme di ghiandole diverse tra loro per origine e struttura Non hanno dotti escretori, sono molto vascolarizzate e producono ORMONI, cioè messaggeri chimici che agiscono su altri organi.

3 GHIANDOLE ENDOCRINE GHIANDOLE PARATIROIDI:calcitonina IPOFISI: ormone della crescita, prolattina,o. tireotropo,o.adrenocorticotropo,o. follicolo stimolante TIROIDE GHIANDOLE SURRENALI:adrenalina,noradrenalina, cortisolo, aldosterone OVAIE: 17-β estradiolo, progesterone TESTICOLI: testosterone, o. antimulleriano PANCREAS ENDOCRINO: insulina glucagone,somatostatina

4 NATURA CHIMICA SUDDIVIDE GLI ORMONI ENDOCRINI IN: ORMONI PEPTIDICI: insulina glucagone ORMONI STEROIDEI: glucocorticoidi, progestinici,androgeni, estrogeni, mineralcorticoidi ORMONI DERIVATI DA aa: catacolamine, tiroidei

5 SINTESI DI UN ORMONE PEPTIDICO: PREPROORMONE, PROORMONE, ORMONE+PEPTIDI, SECREZIONE

6 MECCANISMO D AZIONE DI UN ORMONE PEPTIDICO

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9 Ghiandola mista La componente endocrina è composta da vari tipi di cellule: Cellule α: producono GLUCAGONE Cellule β: producono INSULINA cellule δ: producono SOMATOSTATINA PANCREAS ENDOCRINO INSULINA E IL GLUCAGONE CONTROLLANO L OMOESTASI DEL GLUCOSIO

10 SINTESI DELL INSULINA: ORMONE PEPTIDICO

11 I Fase: immediata (secondi) insulina già presente nella cellula II Fase: tardiva dopo de novo sintesi dell ormone

12 La secrezione di insulina è regolata mediante un meccanismo a feedback dai livelli di principi nutritivi apportati con la dieta. La molecola centrale nei meccanismi di regolazione è il glucosio. Infatti la secrezione di insulina è praticamente nulla quando il glucosio plasmatico è uguale o inferiore a 50 mg/dl, mentre è massima quando la glicemia è uguale o superiore a 250 mg/dl. L insulina stimola la captazione di glucosio e di aminoacidi da parte dei tessuti, mentre inibisce la liberazione di glucosio, acidi grassi e aminoacidi e la chetogenesi. L effetto netto è rappresentato dalla diminuzione dei livelli plasmaticidi questi substrati.

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15 MECCANISMO DI SECREZIONE DELL INSULINA GLUCOSIO GLUCOSIO-P SECREZIONE DEL INSULINA [ATP]/[ADP] _ K + DV [Ca 2+ ]

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17 MECCANISMO D AZIONE DELL INSULINA IL RECETTORE PER L INSULINA E UN TETRAMERO IN CUI LE SUBUNITA a INIBISCONO L ATTIVITA CATALITICA INTRINSECA DELLE SUBUNITA b. IL LEGAME DELL INSULINA CON LE SUBUNITA a RIMUOVE QUESTA INIBIZIONE

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20 PRINCIPALI AZIONI DELL INSULINA L AZIONE PIU EVIDENTE DELL INSULINA E QUELLA IPOGLICEMIZZANTE. QUESTO EFFETTO E IL RISULTATO DELL AZIONE DELL INSULINA SU MUSCOLO, FEGATO E TESSUTO ADIPOSO: 1) NELLE CELLULE ADIPOSE E MUSCOLARI AUMENTA LA CAPTAZIONE DEL GLUCOSIO MEDIANTE UN AZIONE PERMISSIVA SUL PROCESSO DI TRASPORTO. QUESTA AZIONE RIFLETTE L AUMENTO DEL NUMERO DI TRASPORTATORI DEL TIPO GLUT-4 NELLA MEMBRANA PLASMATICA, IN SEGUITO SIA ALLA TRASLOCAZIONE DALLE MEMBRANE INTERNE A QUELLE DI SUPERFICIE CHA ALL AUMENTO DEI PROCESSI DI TRASCRIZIONE DEL GENE DEL GLUT-4 2) NEL FEGATO STIMOLA LA CAPTAZIONE DEL GLUCOSIO AUMENTANDO LA FOSFORILAZIONE DEL GLUCOSIO (AUMENTO SINTESI GLUCOCHINASI) E L UTILIZZO DEL GLUCOSIO PER LA SINTESI DI GLICOGENO E PER IL METABOLISMO ENERGETICO 3) NEL MUSCOLO AUMENTA LA SINTESI DI PROTEINE E DI GLICOGENO 4) NEL TESSUTO ADIPOSO RIDUCE LA DEGRADAZIONE DEI TRIGLICERIDI E NE FAVORISCHE LA SINTESI

21 glucagone ormone iperglicemizzante polipeptide di 29 amminoacidi (PM 3.485) unica catena lineare che, una volta passata in circolo, si avvolge su se stessa in modo casuale la biosintesi avviene in modo analogo all insulina con formazione di pre-proglucagone (PM ) da cui deriva, per distacco di catene polipeptidiche, di proglucagone (PM ) di 100 aa già parzialmente attivo, da cui deriva l ormone attivo il proglucagone viene sintetizzato anche in certe cellule dell intestino tenue e dell encefalo, ma non viene trasformato in glucagone si trova accumulato nelle cellule α in granuli secretori dai quali viene liberato per esocitosi produzione giornaliera di g che determina un livello ematico di pg/ml ha un emivita nel sangue circolante di ~ 6 min

22 fattori che influenzano la secrezione di glucagone glucosio ematico: una diminuzione della concentrazione ematica di glucosio stimola la secrezione di glucagone. Le concentrazioni di glucagone ematico sono più alte a digiuno e tendono a diminuire dopo un pasto amminoacidi: stimolano la secrezione di glucagone, in particolare l arginina. L aumento sia di glucagone che di insulina dopo un pasto proteico, funziona come meccanismo protettivo per garantire che i livelli ematici di glucosio sia mantenuti acidi grassi: un aumento di acidi grassi circolanti inibisce la secrezione di glucagone insulina: la glicemia elevata inibisce la secrezione di glucagone in presenza di insulina. Se l insulina è mancante, le cellule α non sono in grado di rilevare l aumento di glucosio ematico e i livelli di glucagone rimangono alti. ormoni gastroenterici: gastrina e colecistochinina stimolano la produzione di glucagone, mentre la secretina e la somatostatina la inibiscono sistema nervoso autonomo: l innervazione ortosimpatica del pancreas e un aumentata concentrazione di catecolamine surrenali stimola la produzione di glucagone

23 meccanismo d azione del glucagone glucagone recettore citosol γ β GDP α proteina G GDP GTP GTP α ATP adenilato ciclasi AMPc PKA inattiva PKA attiva subunità regolatrice camp ATP ADP fosforilasi chinasi inattiva glucosio glucosio -6-PO 4 Ca 2+ fosforilasi b inattiva fosforilasi chinasi PO 4 attiva ATP ADP sangue glicolisi e ciclo di Krebs glucosio -1-PO 4 PO 4 3- fosforilasi a PO 4 attiva glicogeno

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26 diabete mellito infezione virale reazioni immunitarie cellula β anticorpi contro le cellule β anticorpo contro il recettore difetti nella sintesi difetto nella secrezione anticorpi contro l insulina trasporto di glucosio insulino-dipendente II messaggero difetto recettoriale difetto postrecettoriale sangue insulina difetto a livello del recettore risposta cellula bersaglio rappresenta una malattia cronica del metabolismo dovuta alla carenza di insulina oppure ad una ridotta efficacia di quest ormone. I difetti possono verificare a vari livelli. Sintomi: iperglicemia che non si osserva soltanto in situazione postprandiale, ma anche in caso di digiuno aumento della diuresi (poliuria) aumento della sete (polidipsia) e della fame (polifagia) associati ad una diminuzione del peso corporeo.

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