L asse Ipotalamo-Ipofisi

L asse Ipotalamo-Ipofisi

Ipotalamo-Ipofisi Ipofisi L asse ipotalamo-ipofisario regola il metabolismo idrico, la crescita, la lattazione, e le funzioni della tiroide, del surrene e delle gonadi Collega ed integra funzionalmente il sistema nervoso a quello endocrino

L ipotalamo anatomicamente fa parte del diencefalo ed è localizzato al di sotto della regione detta talamo. Ha forma conica e forma il pavimento del terzo ventricolo. Talamo:

Funzioni dell ipotalamo:centro integratore per molte funzioni omeostatiche e serve da collegamento tra SN autonomo e S endocrino Regola processi quali: Temperatura Osmolarità dei fluidi corporei (sete e produzione di urine ) Ritmi circadiani e stagionali Riproduzione Crescita e sviluppo Risposta allo stress Peso corporeo ipotalamo:meno dell 1% del volume del SNC contrtolla molte funzioni vitali

L ipotalamo funge da centro integrativo per una serie di processi corporei. Controlla l ipofisi e quindi il sistema endocrino.

i nuclei ipotalamici sono aggregati di neuroni neurosecernenti 1. Area ipotalamica laterale 2. Ipotalamo Ventromediale 3. Nucleo 1 5 3 2 4 Paraventricolare 4. Nucleo Dorsomediale 5. Nucleo Arcuato

Nuclei ipotalamici importanti per il controllo del comportamento alimentare Nucleo paraventricolare Nucleo ventromediale Area ipotalamica laterale Nucleo arcuato

Centro della fame Ipotalamo LATERALE Centro della sazietà Ipotalamo Ventromediale Lesioni bilaterali dell ipotalamo LATERALE Afagia ed anoressia Stimolazione elettrica Aumento dell assunzione di cibo Lesioni bilaterali dell ipotalamo Ventromediale Iperfagia e grave obesità Stimolazione elettrica Stimolazione elettrica Soppressione assunzione di cibo

Anatomia Fig 7.12 sezione trasversa del cranio che mostra l ipofisi

l ipofisi 1cm di diametro e si trova Sotto l ipotalamo alla base del cervello Fig 13.1 localizzazione dell ipofisi rispetto al cervello

Fig 13.2 formazioni dei lobi dell ipofisi durante lo sviluppo embrionale

Fig 13.3 connessioni nervose e vascolari tra ipotalamo e ipofisi

Rappresentazione schematica delle relazioni anatomiche e funzionali esistenti tra l ipotalamo e l ipofisi

Asse Ipotalamo Ipofisi posteriore Meccanismi coinvolti nella regolazione dell ipofisi.

Asse Ipotalamo Ipofisi posteriore Le cellule che producono Ossitocina e Ormone antidiuretico sono esempi di cellule neuroendocrine

- Neuroipofisi ADH-Vasopressina Azioni Renali Aumenta il riassorbimento di H 2 O Azioni Vascolari E un vasocostrittore Il suo rilascio da parte dei nuclei sopraottico e paraventricolare è controllato da Ang II Osmocettori Recettori di Volume

- ADH Gli stimoli efficaci in grado di provocare la risposta secretoria dell ADH e gli effetti dell ormone sull osmolarità urinaria

Ossitocina Azioni: sulla ghiandola mammaria sul miometrio

Asse Ipotalamo Ipofisi Anteriore

Anterior Pituitary Hormones

Andamento temporale della secrezione dell ormone della crescita

Funzioni del GH stimola l'accrescimento e lo sviluppo somatico post-natale; A) la sua carenza nei bambini determina: 1) riduzione velocità di accrescimento; 2) ritardo maturazione sessuale; 3) riduzione della massa corporea magra; 4) aumento della massa grassa. carenza negli adulti produce solo lievi alterazioni; B) eccessivi livelli determinano: 1) nei bambini gigantismo; 2) negli adulti iperaccrescimento dei tessuti molli, ossa e facies vistosamente alterata, diabete mellito. L'età influenza la secrezione (> nei bambini che negli adulti)

AZIONI del GH Molti degli effetti del GH richiedono le somatomedine (IGF-1 e IGF-2), in buona parte di origine epatica L'effetto totale esercitato dal GH é di tipo anabolico e si esplica su: 1) ossa; 2) visceri; 3) ghiandole endocrine; 4) muscoli scheletrici; 5) cuore; L'effetto più evidente é quello esercitato sull'accrescimento lineare, legato all'azione del GH sulle cartilagini di coniugazione dell'epifisi delle ossa lunghe (aumento metabolismo condrociti); GH stimola il metabolismo dei carboidrati e la sintesi di insulina; GH inibisce il trasporto di glucosio muscolare e nell adipocita: é diabetogeno RELAZIONI TRA GH E INSULINA 1) ingestione di proteine stimola la produzione di GH, insulina e somatomedine; effetto diabetogeno del GH é utile a prevenire ipoglicemia indotta da insulina in assenza di apporto di carboidrati. 2) ingestione di carboidrati stimola insulina e deprime GH, le somatomedine non sono stimolate (in quanto non vi é apporto proteico); 3) durante il digiuno diminuisce la produzione di insulina, aumenta quella di GH, si riduce quella di somatomedine; GH aumenta la lipolisi e impedisce l utilizzazione di glucosio da parte di tessuti periferici (funzionale per l'apporto di glucosio al cervello)

Acromegalia

LA PROLATTINA Stimola lo sviluppo delle mammelle e la produzione di latte E una catena singola di 198 AA (PM 23000), molto simile a GH; si forma un pre-ormone da cui viene staccata la sequenza N-terminale; stimolo primario alla sintesi e secrezione: gravidanza, estrogeni, allattamento; alla fine della gravidanza il valore é 20 volte il normale, il fenomeno è facilitato dagli estrogeni che determinano iperplasia delle cellule produttrici; stimolazione meccanica del capezzolo: mantiene elevati i livelli di sintesi; stress e sonno aumentano la secrezione prolattina;

La Tiroide

TIROIDE regola la velocità dell intero metabolismo corporeo, compreso il consumo di ossigeno svolge un ruolo importantissimo nei processi di accrescimento e sviluppo produce ormoni T 3 e T 4

TIROIDE

Produzione giornaliera di ormoni tiroidei Tiroide 90 µg/die 15 µg/die T4 extratiroidea 20 µg/die T3 extratiroidea

EFFETTI FISIOLOGICI DEGLI ORMONI TIROIDEI Metabolismo: Stimolano il metabolismo nella maggior parte dei tessuti e determinano aumento del metabolismo basale seguito da aumento della produzione di calore, dovuto all aumento del consumo di O 2 e idrolisi di ATP Metabolismo lipidi: Stimolano la mobilizzazione dei grassi Metabolismo carboidrati: Stimolano quasi tutte le fasi del metabolismo dei carboidrati come la stimolazione dell ingresso insulino-dipendente di glucosio nelle cellule, e la stimolazione della gluconeogenesi e della glicogenolisi Accrescimento: necessari per la normale crescita nei bambini, come evidenziato dai ritardi nella crescita che si osservano in condizioni di deficienza tiroidea Sviluppo: essenziali per il corretto sviluppo del cervello nel feto e nel neonato

EFFETTI FISIOLOGICI DEGLI ORMONI TIROIDEI Apparato cardiovascolare: Aumentano il battito cardiaco, la contrattilità e la gittata cardiaca Apparato respiratorio: Aumentano la frequenza respiratoria a riposo, la ventilazione/minuto. Aumenta anche la massa dei globuli rossi (via eritropoietina) e la capacità di trasportare ossigeno Sistema nervoso centrale: Sia un aumento che una diminuzione degli ormoni tiroidei porta ad alterazioni dello stato mentale. Pochi ormoni tiroidei e l individuo tende a sentirsi mentalmente pigro; troppi ormoni tiroidei inducono ansia e nervosismo Apparato riproduttivo: Il normale comportamento riproduttivo e la normale fisiologia dipende dalla presenza di valori normali di ormoni tiroidei Apparato scheletrico: Stimolano il rimodella mento osseo, l accrescimento in altezza e la maturazione dei centri epifisari di crescita delle ossa

T4, T3 TR:RXR mrna Proteine per l accrescimento e la maturazione SBG FSH, LH IGFBP-4 GH TR Na + /K + ATPasi Enzimi respiratori NADPH-citocromo-riduttasi Citocromo ossidasi N di mitocondri Recettori β adrenergici cardiaci Fibronectina fibroblastica Consumo di O2, velocità del metabolismo, ritmo metabolico Gittata cardiaca Ventilazione Sudorazione, Assunzione di acqua, Termogemesi Ingestione di cibo, mobilizzazione di : carboidrati, grassi, proteine endogeni CO2 Urea Massa muscolare Tessuto adiposo

Malattie della Tiroide IPERTIROIDISMO diagnosi: aumentati livelli plasmatici di T 4 perdita di peso corporeo e aumentata ingestione di cibo e gozzo tiroideo (dovuto a costante stimolazione) Cause: Malattia di Graves- autoanticorpi stimolano il recettore del TSH Recettori del TSH mutati e attivi (adenomi) Tiroide Adenoma ipofisario ( TSH), raro

Tiroide IPOTIROIDISMO diagnosi: diminuiti livelli plasmatici di T 4 negli adulti bassa attività metabolica, aumento di peso e diminuita ingestione di cibo, intolleranza al freddo e accumulo di mucopolisaccaridi tissutali (myxedema) nel feto, ritardo nella crescita e diminuito sviluppo del SNC ( cretinismo ) Cause: tiroiditi autoimmuni deficit di iodio disordini ipofisari molecole tipo litio e tiouracile

Il Surrene

Corteccia surrenale aldosterone cortisolo androgeni Midollare del surrene catecolammine

La corticale del surrene (1) glucocorticoidi (cortisolo e corticosterone) - metabolismo glucidico e proteico - (2) steroidi sessuali (androgeni ed estrogeni) - determinazione e mantenimento dei caratteri sessuali secondari - (3) mineralcorticoidi (aldosterone) - omeostasi del Na + e del K + e controllo del volume dei fluidi extracellulari -stimola il riassorbimento attivo di sodio e l escrezione di potassio Aldo è fondamentale per il metabolismo giornaliero del K alimentare

- Azioni dei GLUCOCORTICOIDI Il Cortisolo è essenziale per la vita catabolismo del muscolo e del connettivo inibisce la formazione delle ossa mantiene il tono vasale fortemente anti-infiammatorio fortemente immunosoppressivo necessario per la maturazione del feto

Tipi di stress che influenzano la secrezione di cortisolo Stress fisici - Ipoglicemia - Traumi (fratture, ustioni, operazioni chirurgiche) - Esposizioni al freddo - Infezioni - Esercizio pesante Stress psicologici - Ansia acuta (anticipazioni di situazioni pesanti, come operazioni chirurgiche, esami universitari, voli aerei, situazioni nuove) - Ansia cronica - Ghiandola surrenale il CORTISOLO

Midollare del SURRENE Produce le catecolammine circolanti adrenalina (epinefrina) piccole quantità di noradrenalina (norepinefrina) Cellule che originano dalla cresta neurale Ganglio simpatico modificato e specializzato Le cellule secretorie (cromaffini) corrispondono a fibre simpatiche post-gangliari

Ghiandola surrenale - Midollare Sintesi delle catecolammine Sintetizzate dalla tirosina tirosina dopa dopamina norepinefrina epinefrina Immagazzinate all interno di granuli nelle cellule cromaffini Sintesi mantenuta dall ACTH e dalla stimolazione simpatica Il cortisolo attiva specificamente la N-metiltransferasi e stimola pertanto selettivamente la sintesi di epinefrina

Secrezione delle catecolammine Secrezione secondaria all attivazione simpatica Parte della risposta di attacco e fuga ( fight-orflight response) La percezione del pericolo è sufficiente per provocare il rilascio Gli stimoli sono integrati nell ipotalamo Altri stimoli includono: ipovolemia, ipossia, ipotensione, ipoglicemia, dolore, stress L acetilcolina dei neuroni simpatici pregangliari provoca depolarizzazione delle cellule cromaffini e rilascio dei granuli

Principali azioni delle catecolammine β Adrenalina > Noradrenalina α Noradrenalina > Adrenalina Glicogenolisi Gluconeogenesi (α 1 ) Gluconeogenesi (β 2 ) Glicogenolisi (α 1 ) Lipolisi (β 3 ) (β 2 ) Termogenesi (β 1 ) Utilizzazione di glucosio Secrezione di insulina (β 2 ) Secrezione di insulina (α 2 ) Secrezione di glucagone (β 2 ) Captazione di K + nel muscolo (β 2 ) Contrattilità cardiaca (α 1 ) Contrattilità cardiaca (β 1 ) Velocità di conduzione (β 1 ) Dilatazione arteriolare: PA (β 2 ) (muscoli) Vasocostrizione arteriolare: PA (α 1 ) (splancnica, renale, cutanea e genitale) Rilasciamento muscolare (β 2 ) Contrazione sfinteri (α 1 ) Aggregazione piastrinica (α 2 ) Sudorazione adrenergica Dilatazione pupillare (α 1 )

- Ghiandola Surrenale -Midollare Effetti dell adrenalina sul metabolismo Aumentata glicogenolisi nel fegato e nel muscolo Aumentata lipolisi nel tessuto adiposo Diminuita secrezione di insulina Aumentata secrezione di glucagone

principali effetti sistemici mediati da adrenalina e noradrenalina Aumenta frequenza e forza contrattile cardiaca: soprattutto adrenalina attraverso recettori β. la noradrenalina provoca vasocostrizione che risulta in un aumento della resistenza dei vasi e quindi della pressione sanguigna. Dilatazione dei bronchioli: favorisce la ventilazione polmonare Stimolazione della lipolisi negli adipociti: procura acidi grassi per la produzione di energia e preserva le riserve di glucosio plasmatico Aumenta il metabolismo: il consumo di ossigeno e la produzione di calore aumentano in risposta all adrenalina. Dilatazione delle pupille: importante in situazioni in cui è necessario vedere con poca luce Inibizione di alcuni processi "non-essenziali": per es., inibizione della secrezione e dell attività motoria gastrointestinale. Stimoli per la secrezione di catecolammine: esercizio fisico, ipoglicemia, emorragia, stress emotivi