il sistema endocrino

il sistema endocrino

Funzioni del sistema endocrino Il sistema endocrino comprende ghiandole e cellule che secernono ormoni, la sua funzione di regolazione ormonale agisce su: crescita, riproduzione, difesa immunitaria, metabolismo energetico, temperatura ed equilibrio idrosalino. Il sistema endocrino spesso collabora con l altro principale sistema di coordinazione del corpo, il sistema nervoso. Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012 2

Anatomia del sistema endocrino 3 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

I messaggeri chimici I messaggeri chimici coordinano le diverse funzioni dell organismo Gli animali regolano le proprie attività per mezzo di messaggeri chimici. Un ormone è una molecola segnale che viene secreta nel sistema circolatorio (di solito nel sangue) e trasmette messaggi di regolazione al corpo. Le molecole viaggiano nel sangue fino a raggiungere le cellule bersaglio.

Ormoni Caratteristiche degli ormoni: sono secreti nei fluidi interstiziali o nel sangue; agiscono solo sulle cellule bersaglio dotate di recettori specifici; operano all interno di queste cellule regolandone il metabolismo. Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012 5

Gli ormoni sono secreti dalle ghiandole endocrine e dalle cellule neurosecretrici. Vescicole secretrici Vaso sanguigno Vaso sanguigno Cellula bersaglio Cellula neurosecretrice Cellula bersaglio Cellula endocrina Molecole ormonali Molecole ormonali

Gli ormoni endocrini Gli ormoni che agiscono su cellule distanti dal luogo di produzione si definiscono endocrini e vengono trasportati dal circolo sanguigno. 7 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

Gli ormoni paracrini o autocrini Gli ormoni ad azione locale agiscono sulla stessa cellula che li ha rilasciati (autocrini) o stimolano cellule vicine (paracrini). Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012 8

Un numero ridotto di composti chimici si comporta da ormone nel sistema endocrino e da messaggero chimico nel sistema nervoso. Cellula nervosa Impulsi nervosi Neurotrasmettitori Cellula nervosa

La natura chimica degli ormoni Gli ormoni possono essere classificati in tre diverse categorie chimiche: ormoni peptidici idrosolubili; ormoni steroidei liposolubili; ormoni derivanti da amminoacidi possono essere idrosolubili o liposolubili. La natura chimica degli ormoni ne condiziona il meccanismo di azione. 10 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

Gli ormoni liposolubili Gli ormoni liposolubili diffondono attraverso la membrana plasmatica e raggiungono i propri recettori nel citoplasma o nel nucleo, dopo questo legame il complesso si lega al DNA dove attiva o disattiva specifici geni. Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012 11

Gli ormoni idrosolubili - 1 Il meccanismo di azione degli ormoni idrosolubili genera una cascata di eventi che hanno luogo dentro e fuori la cellula. Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012 12

Gli ormoni idrosolubili - 2 13 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

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La secrezione ormonale è soggetta a feedback La produzione degli ormoni non è continua, è modulata in risposta a particolari stimoli ed è soggetta a feedback negativo. 15 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

Il sistema endocrino umano Il sistema endocrino dei vertebrati comprende più di una dozzina di ghiandole che secernono più di 50 ormoni.

Alcune sono solo ghiandole endocrine, poiché hanno come unica e principale funzione quella di secernere ormoni nel sangue. Diverse altre ghiandole, invece, hanno funzioni sia endocrine, sia esocrine, cioè secernono sia sostanze che riversano all esterno del corpo, sia sostanze che riversano in cavità comunicanti con l esterno.

Molti ormoni hanno un ampia gamma di cellule bersaglio. Altri ormoni, invece, esercitano la loro azione solo su pochi tipi di cellule bersaglio.

Sistema endocrino e sistema nervoso Il sistema nervoso raccoglie informazioni dall esterno, mentre il sistema endocrino regola l organismo dall interno. L interazione tra i due sistemi è possibile grazie ai neurotrasmettitori e al complesso ipofisiipotalamo. 19 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

ipotalamo

L ipotalamo è strettamente connesso all ipofisi e collega tra loro i sistemi nervoso ed endocrino L ipotalamo è il principale centro di controllo del sistema endocrino e utilizza l ipofisi per comunicare con altre ghiandole. Encefalo Ipotalamo Tessuto osseo Neuroipofisi Adenoipofisi

ipofisi

neuroipofisi 23

L ipofisi posteriore (o neuroipofisi) contiene i prolungamenti delle cellule neurosecernenti dell ipotalamo che rilasciano i neurormoni: ossitocina e ormone antidiuretico (ADH). Ormone Neuroipofisi Ipotalamo Vaso sanguigno Cellula neurosecretrice Adenoipofisi Ossitocina ADH ADH neuroipofisi Muscolatura uterina ghiandole mammarie Tubuli renali

adh (ormone antidiuretico) Agisce sui reni aumentando il riassorbimento dell acqua.

ossitocina Viene rilasciata al momento del parto e dopo il parto induce la produzione del latte.

adenoipofisi L ipofisi anteriore (o adenoipofisi) è una vera e propria ghiandola che produce vari ormoni peptidici o proteici. 29

Il lobo anteriore dell ipofisi (adenoipofisi) secerne l ormone tireotropo (TSH), l ormone adrenocorticotropo (ACTH), l ormone follicolostimolante (FSH), l ormone luteinizzante (LH), l ormone della crescita (GH), la prolattina (PRL), le encefaline e le endorfine, e l ormone melanocita Cellula neurosecretrice stimolante. Vaso sanguigno Ormoni di rilascio dell ipotalamo Cellule endocrine dell adenoipofisi Ormoni TSH ACTH FSH e LH Somatotropina (GH) Prolattina (PRL) Endorfine Tiroide adenoipofisi Corticale surrenale Testicoli e ovaie L intero Ghiandole corpo mammarie (nei mammiferi) Recettori encefalici del dolore

fattori di rilascio e inibizione L ipotalamo controlla il lobo anteriore dell ipofisi (adenoipofisi) secernendo due tipi di ormoni nei brevi vasi sanguigni che collegano i due organi: gli ormoni di rilascio stimolano la secrezione di ormoni da parte dell adenoipofisi; gli ormoni di inibizione la bloccano.

Il thyrotropin releasing hormone è secreto dall'ipotalamo e, convogliato all adenoipofisi, ne stimola la secrezione di tireotropina (TSH). Oltre ad esso stimola la secrezione di prolattina e dell'ormone della crescita (GH). Trh

tropine Sono ormoni che controllano l attività di altre ghiandole endocrine. l ormone tireotropo (TSH) l ormone adrenocorticotropo (ACTH) l ormone follicolostimolante (FSH) l ormone luteinizzante (LH)

tsh (ormone tireotropo)

ormone adrenocorticotropo (ACTH)

ormone follicolostimolante (FSH) ormone luteinizzante (LH)

ormone follicolostimolante (FSH)

ormone della crescita (GH)

ormone della crescita (GH) Detto anche ormone somatotropo. Possiede molteplici funzioni. Principalmente agisce sui tessuti stimolando la crescita dell organismo. Difatti una sua carenza è causa del nanismo ipofisario, una iperproduzione del gigantismo ipofisario.

gigantismo e nanismo ipofisario

prolattina Stimola la crescita delle ghiandole mammarie e la secrezione di latte.

endorfine e encefaline Sono oppioidi endocrini, controllano le sensazioni dolorifiche.

ormone melanocita-stimolante Contribisce a modulare la pigmentazione della pelle.

tiroide

La tiroide regola il metabolismo e l omeostasi, è costituita da follicoli contenenti tireociti e cellule C che producono rispettivamente: ormone tiroideo e calcitonina.

Tiroide 47 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

Tiroide 48 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

ormone tiroideo La produzione di ormone tiroideo è complessa. Da una molecola precursore detta tireoglobulina si ottengono due ormoni amminici molto simili tra loro, entrambi contenenti iodio: la tiroxina, spesso chiamata T 4 perché la sua molecole contiene quattro atomi di iodio. la triiodotironina, detta anche T 3 perché contiene tre atomi di iodio.

La secrezione della tiroxina da parte della tiroide è controllata da meccanismi a feedback negativo. Ipotalamo Inibizione TRH Adenoipofisi Inibizione TSH Tiroide Ormone tiroideo

metabolismo e omeostasi L ormone tiroideo incrementa il metabolismo, ed è necessario in molti processi di sviluppo. Regola inoltre molti processi di omeostasi.

ipotiroidismo Una scarsa produzione di ormone tiroideo efficace produce l ipotiroidismo. Si può osservare aumento di peso e sensibilità al freddo. Una insufficienza durante le prima fasi dello sviluppo porta alla condizione in passato denominata cretinismo, mentre una scarsità di ormoni funzionanti dovuta ad una dieta scarsa di iodio porta al gozzo.

gozzo

L interruzione del meccanismo a feedback che controllano l attività tiroidea alla base dello sviluppo del gozzo: Ipotalamo Nessuna inibizione TRH Adenoipofisi Nessuna inibizione TSH Tiroide Assenza di iodio Insufficiente produzione di T 4 e T 3 La tiroide si ingrossa e forma il gozzo

ipertiroidismo Una eccessiva produzione di ormone tiroideo produce l ipertiroidismo. Si può osservare perdita di peso, sensibilità al caldo, sudorazione eccessiva ed irritabilità.

Una forma di ipertiroidismo provoca la malattia di Graves. L attore Marty Feldman

omeostasi del calcio La normale concentrazione ematica del calcio (calcemia) è di circa 10 mg per 100 ml di sangue. La concentrazione del calcio è regolata da due ormoni peptidici: la calcitonina, prodotta dalla tiroide, e l ormone paratiroideo (PTH), sintetizzato dalle paratiroidi. Questi due ormoni sono detti ormoni antagonisti perché producono effetti opposti tra loro: la calcitonina fa abbassare la calcemia, mentre il PTH la fa aumentare.

paratiroidi

Regolazione della concentrazione del calcio nel sangue

Pancreas (endocrino)

Il pancreas La ghiandola pancreatica svolge funzioni endocrine ed esocrine. Il pancreas endocrino produce tre ormoni che controllano la concentrazione di glucosio nel sangue: insulina; glucagone; somatostatina. Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012 Le cellule pancreatiche con funzione endocrina si trovano nelle Isole di Langerhans 61

Nelle isole di Langerhans le cellule alfa producono il glucagone, le cellule beta l insulina. Insulina e glucagone sono ormoni antagonisti.

isola di Langerhans

glicemia Il normale livello di glicemia, ovvero la concentrazione di glucosio nel sangue, è di 90 mg per 100 ml. L insulina fa sì che le cellule prelevino più glucosio dal sangue e stimola il metabolismo cellulare del glucosio. Il glucagone rende disponibili le molecole energetiche, inducendo le cellule del fegato a demolire il glicogeno in glucosio, che viene poi rilasciato nel sangue.

insulina

glucagone

Regolazione della concentrazione del glucosio nel sangue

diabete Il diabete è una malattia endocrina piuttosto comune Il diabete mellito è una grave malattia ormonale che colpisce circa il 5% della popolazione occidentale. Si manifesta quando non vi è sufficiente quantità di insulina nel sangue (diabete di tipo I o insulino-dipendente), malattia autoimmune in cui le cellule immunitarie distruggono le cellule beta del pancreas); oppure quando le cellule non sono in grado di rispondere all insulina (diabete di tipo II o insulinoindipendente).

gonadi

Il surrene Le due ghiandole endocrine surrenali sono distinte in una porzione corticale esterna che secerne glucocorticoidi, mineralcorticoidi e steroidi sessuali, e una porzione midollare interna che secerne adrenalina e noradrenalina. 71 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

risposta corporea allo stress Le ghiandole surrenali attivano la risposta corporea allo stress La midollare surrenale produce ormoni che assicurano una risposta rapida e immediata a situazioni di stress. La corticale surrenale è implicata nei processi di risposta a lungo termine allo stress.

midollare surrenale Le cellule dell ipotalamo attivate da situazioni di stress, mandano a loro volta impulsi a cellule nervose del midollo spinale che si estendono fino alla midollare surrenale, la quale di conseguenza rilascia nel sangue adrenalina e noradrenalina. Questi due ormoni inducono le cellule del fegato a liberare glucosio, aumentandone così la disponibilità per il lavoro cellulare.

corticale surrenale L ACTH, prodotta dall adenoipofisi, induce la produzione di una famiglia di ormoni steroidei, detti corticosteroidi, da parte della corticale surrenale. Nell organismo umano, i due tipi principali di corticosteroidi sono i mineralcorticoidi e i glicocorticoidi. I mineralcorticoidi agiscono principalmente sull equilibrio idro-salino. I glicocorticoidi agiscono soprattutto rendendo disponibile il glucosio per le cellule.

Controllo delle risposte allo stress da parte degli ormoni prodotti dalle ghiandole surrenali.

Le gonadi Le gonadi (ovaie nella femmina e testicoli nel maschio) sono gli organi in cui avviene la maturazione di ovociti e spermatozoi, e la sede in cui vengono sintetizzati gli ormoni sessuali che controllano lo sviluppo dei genitali esterni, i cambiamenti puberali e la riproduzione. 76 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

Gli ormoni sessuali Le gonadi secernono gli ormoni sessuali. La sintensi degli ormoni sessuali steroidei è controllata dagli ormoni ipofisari, l ormone luteinizzante (LH) e il follicolo stimolante (FSH). Gli ormoni sessuali sono ormoni steroidei che regolano la crescita e lo sviluppo dell individuo nonché i cicli riproduttivi e il comportamento sessuale. Gli estrogeni, i progestinici e gli androgeni sono prodotti dalle gonadi e la loro sintesi è regolata dall ipotalamo e dal lobo anteriore dell ipofisi.

Gli steroidi maschili vengono complessivamente chiamati androgeni. androgeni

Gli androgeni stimolano lo sviluppo e il mantenimento del sistema riproduttore maschile.

progesterone estrogeni Gli steroidi femminili sono il progesterone e gli estrogeni (il più rappresentativo è l estradiolo). Gli estrogeni regolano il funzionamento del sistema riproduttore femminile e lo sviluppo di determinati caratteri femminili. estradiolo I progestinici sono coinvolti soprattutto nella preparazione dell utero per garantire all embrione condizioni di sviluppo adeguate.

Ormoni sessuali durante lo sviluppo embrionale. Gli ormoni sessuali iniziano a esercitare il loro ruolo intorno alla settima settimana di gestione. 82 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

Ormoni sessuali durante lo sviluppo secondario. Gli effetti degli steroidi sessuali si manifestano in maniera eclatante in occasione della pubertà.

Gli ormoni prodotti da epifisi e timo L epifisi produce la melatonina, l ormone coinvolto nella regolazione dei ritmi biologici. Il timo produce timosina e timopoietina, ormoni importanti per il sistema immunitario. 84 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

Studiare gli ormoni in laboratorio Il dosaggio immunologico consente di misurare la concentrazione di un ormone La curva dose risposta aiuta i medici a trovare i dosaggi adeguati per i farmaci 85 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012

Il doping sportivo Con la parola doping in riferimento allo sport si intende l assunzione di sostanze illecite per aumentare le prestazioni sportive, ma utilizzare sostanze dopanti è proibito e può causare gravi danni all organismo. 86 Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore, 2012