Apparato Endocrino: comunicazione intercellulare e ghiandole surrenali

APPARATO ENDOCRINO

9/11/2023 L'apparato endocrino coordina le attività del nostro organismo tramite messaggeri chimici, gli ormoni che inducono effetti sui bersagli che possono essere a medio o lungo termine, una particolarità degli ormoni è che agiscono a distanza, cioè lontano dal sito di produzione; esso è costituito da ghiandole endocrine. Anche il sistema nervoso coordina il nostro organismo tramite neurotrasmettitori che hanno funzione regolativa molto rapida, rilasciati direttamente nel sito in cui c'è la cellula in grado di recepire il messaggio.

GENERALITA'

apparato endocrino sistema nervoso coordinano attività dell'organismo messaggeri chimici (ormoni) messaggeri chimici (neurotrasmettitori) effetti a medio e lungo termine funzione regolatoria a breve termine agiscono a distanza

Comunicazione intercellulare: Le cellule producono un messaggero chimico che verrà ricevuto dalla cellula stessa tramite un recettore che si auto stimola. Si dice comunicazione paracrina quando una cellula produce un ormone e la cellula che sta accanto lo riceve. I neuroni producono una sostanza chimica, detta neurotrasmettitore, che viene rilasciata direttamente nella cellula bersaglio. Le ghiandole endocrine molto spesso sono vascolarizzate, così le cellule endocrine possono rilasciare l'ormone nel circolo sanguigno. Si parla di secrezione endocrina quando il secreto viene rilasciato direttamente nel sangue.

COMUNICAZIONE INTERCELLULARE

Endocrina Autocrina e Paracrina Neurotrasmettitore Neurormone

Gli ormoni sono di due tipologie steroidei e non steroidei.

• Steroidei: Sono gli ormoni che hanno come molecola base il colesterolo con modificazione del gruppo funzionale, quindi gli ormoni sessuali, il cortisolo.
• Non steroide: Sono tutti quegli ormoni che non hanno il colesterolo, ma solo proteine modificate (insulina, glucagone) come per esempio gli ormoni tiroidei, ormoni follicolo stimolanti; possono anche essere dei peptidi, due o tre amminoacidi legati insieme. (come l'ossitocina); oppure possono essere amminoacidi modificati, cioè le ammine (melatonina, adrenalina, non adrenalina).

1Gli ormoni essendo rilasciati nel sangue possono funzionare anche a concentrazione molto basse perché agiscono solo su cellule che sono in grado di legarli, cioè le cellule bersaglio, che hanno i recettori, quindi hanno un'azione selettiva.

ORMONI

funzionano a concentrazioni molto basse agiscono su organi bersaglio (recettori) estrema selettività

I recettori possono essere di membrana, che si suddividono in:

1. Recettori canali: Hanno un condotto che permette di far passare degli ioni Recettori Canale canali ionici a cui si lega la molecola attiva - ATP ACK -Ca2+ Con il legame del recettore il canale si può aprire e lasciar passare ioni positivi o negativi Opiates NCA Steroids K+ esempi: il recettore del GABA o il recettore nicotinico

2. Proteine transmembrana (lungo la membrana plasmatica non hanno una funzione canale ma legate alle proteine g) Recettori transmembrana transmembrana ad a elica singola transmembrana ad a eliche multiple transmembrana a foglietto B arrotolato (barile beta) Primary biochemical responses mediated by muscarinic acetylcholine receptors NE DACh Inhibition of adenylyl cyclase B-Adff AC MACHA Y STE GTF ATP CAMF ACH Stimulation of phospholipnse C MACHA PI-PLC PIP PIP - PI kinase C Ca Diacylglycerol ACH Regulation of K* channels MACHA K Proteine che attraversano la membrana (transmembrana) e si legano a G-protein (proteine leganti il GTP) Funzionano con il meccanismo del secondo messaggero doppio strato lipidico

3 Proteine transmembrana Oppure possono essere intra-citoplasmatici che sono recettori dentro le cellule, il classico esempio sono gli ormoni steroidei (colesterolo e un lipide tipico delle membrane plasmatiche), hanno azione genomica, 2agisce sul DNA con azione lenta (circa 10 min). Molti ormoni steroidei possono anche comportarsi come ormoni non steroidei e quindi legarsi alle proteine di membrana, azione non genomica e molto rapida.

Recettori intracitoplasmatici

Proteina del plasma molecola carrier) 1 Cellula bersaglio 2 Ormone steroideo Vaso sanguigno Citoplasma Molecola recettrice Complesso ormone-recettore Ribosoma 3 4 Membrana plasmatica 6 5 DNA Liquido extracellulare mRNA 7 Nucleo Proteina

GHIANDOLE ENDOCRINE

Le ghiandole endocrine derivano da diversi foglietti embrionale dall'endoderma (tiroide, parotidi, isolotti pancreas), il mesoderma (corticale del surrene, gonadi) dall'ectoderma (ipofisi ed epifisi) nel sistema endocrino. Abbiamo una serie di organi endocrini e poi ci sono organi in cui ci sono cellule endocrine isolate che formano il sistema endocrino diffuso.

GHIANDOLE ENDOCRINE

organi sparsi in diversi distretti del corpo Mesoderma: Corticale surrene, cellule interstiziali del testicolo e dell'ovaio) derivano Ipofisi Epifisi Tiroide Paratiroidi Surreni Pancreas endocrino Gonadi Adrenal glands Pancreas Ovaries (in females) Ectoderma/Neuroectoderma: adenoipofisi, neuroipofisi, epifisi, midollare surrene Testes in males) Endocrine TOPOGRAFIA GENERALE Hypothalamus Pineal gland Pituitary glan Parathyroid glands (attached to the thyroid) Thyroid glan Thymus Endoderma: tiroide, paratiroidi, isolotti pancreas In molti altri organi sono presenti cellule endocrine isolate che costituiscono il sistema endocrino diffuso

• Ipofisi: È una ghiandola che si trova contigua alla base dell'encefalo (ipotalamo), nella sella turcica dell'osso sfenoide. Ha circa 1 cm di diametro ed è collegata da un peduncolo ipofisario, avvolto di tessuto ghiandolare, all'ipotalamo. L'ipofisi è formata da due parti di origine embriologica diversa: ipofisi anteriore (adenoipofisi), che è una porzione ghiandolare, una porzione intermedia e una porzione posteriore (porzione nervosa).

3IPOFISI

Corpus callosum Brain stem Pituitary Gland IPOFISI Hypothalamus sella turcica (corpo dello sfenoide) parte "ghiandolare" (adenoipofisi, PA) PT Anterior lobe parte nervosa (PN) PN PA si trova contigua alla base dell'encefalo (Ipotalamo) parte intermedia (PI) porzione tuberale (PT) (collega direttamente l'ipofisi con l'Ipotalamo) Pituitary Optic Chiasm Hypothalamus Pituitary Stalk Posterior Pituitary Anterior Pituitary PI

1. Ipofisi anteriore o adenoipofisi: Le cellule che formano l'adenoipofisi hanno un aspetto cordonale. Sono presenti diverse cellule che producono ormoni differenti: le cellule acidofile che hanno ormoni di tipo proteico (ormone della crescita), o basofile (ormoni e glicoproteine). Tutte le cellule producono un ormone diverso tranne le cellule che producono FSH e LH. Gli ormoni endocrini vanno ad agire come bersaglio su altre ghiandole endocrine e funzionano con feedback negativo: viene rilasciato l'ormone sul bersaglio, che a sua volta rilascia un ormone che va ad inibire l'ulteriore produzione di altri ormoni.

4ADENOIPOFISI: ISTOLOGIA

ADENOIPOFISI: ISTOLOGIA Acidofile (ormoni proteici): Basofile (ormoni glicoproteici): ACTH TSH GH basofile PRL B Struttura cordonale con diversi tipi di cellule che possono essere differenziate tramite colorazioni specifiche ADENOIPOFISI IPOTALAMO GrFl TRH --- OS SITOCHIA ORMONI ADENOIPOFISARI ADENOIPOFISI O TSH thyroid gland T4 T3

1. Ipofisi posteriore o neuroipofisi: Troviamo fibre nervose provenienti dall'ipotalamo, sono gli assoni di neuroni che si trovano in due nuclei sopraortico e paraventricolare, dove vengono prodotti ormoni come ossitocina o vasopressina. Quindi vengono prodotti nell' ipotalamo da neuroni neurosecernenti, poi passano nell'ipofisi tramite gli assoni e da qui vengono rilasciati in circolo tramite capillari sanguigni. NEUROIPOFISI PN Hypothalamus Paraventricular nucleus Optic chiasm. Supraoptic nucleus Pituitary stalk il nucleo sopraottico e paraventricolare Gli ormoni rilasciati dalla neuroipofisi sono i nonapeptidi vasopressina (ormone antidiuretico, ADH) e l'ossitocina Capillaries Posterior pituitary hormones Oxytocin Vasopressin In molti casi, il bersaglio degli ormoni adenoipofisariono altre ghiandole endocrine Il meccanismo di controllo è del tipo a retroazione: aumentando i livelli di ormone della ghiandola bersaglio viene bloccata la produzione del corrispondente ormone ipofisario Ogni tipo cellulare produce un ormone diverso (tranne per le cellule che producono FSH e LH) DOBITOCINA Gniandora mammaria FOH LH FEHLH Piandola Trede In questo circuito si inserisce anche l'ipotalamo che produce ormoni regolatori dell'adeno- ipofisi LH, FSH O. acidofile PA B Non presenta cellule endocrine, ma fibre nervose provenienti dalle regione anteriore dell'ipotalamo, da due nuclei costituiti da neuroni neurosecernenti:

• L'ipotalamo si trova al di sopra dell'ipofisi e contiene molti neuroni, ha funzioni endocrine, cioè le cellule sono in grado di rilasciare degli ormoni nel sangue e raggiungono l'adenoipofisi; qui abbiamo un circolo portale ipotalamo-ipofisario, dove il sangue ossigenato raggiunge l'ipotalamo tramite arterie, di conseguenza si formeranno dei capillari che confluiscono in vasi portali che vanno direttamente nell'ipofisi e formano di nuovo il letto capillari, anziché rilasciare un ormone nel sangue e andare in circolo in tutto il corpo, vengono rilasciati direttamente nell'adenoipofisi. Ipotalamo è in grado di controllare l'adenoipofisi nella produzione di ormoni.

5Sistema portale ipotalamo-ipofisario

Nell'ipotalamo sono presenti altri gruppi di cellule neurosecernenti (per la maggior parte nell'ipotalamo anteriore e nell'area preottica) Paraventricular nucleus Anterior Fornix Dorsomedial commissure nucleus Preoptic nucleus Posterior Anterior nucleus hypothalamic nucleus -Lateral Supraoptic hypothalamic nucleus area Suprachiasmatic Ventromedial nucleus nucleus Optic Mammillary chiasma body Infundibulum Pituitary (stalk of the gland pituitary gland) (b) Queste cellule producono ormoni (releasing o inhibiting factors, RF, IF) in grado di regolare l'attività delle cellule ipofisario RF e IF vengono rilasciati in un circolo portale ipotalamo-ipofisario che li porta direttamente all'adenoipofisi senza diluirli nella circolazione generale

• Epifisi: È associata al sistema nervoso (ghiandola pineale) associata all'epitalamo. All'interno dell'epifisi ci sono delle cellule in grado di sintetizzare i pigmenti visivi. Si sviluppa molto nello sviluppo fetale. Produce un ormone, la melatonina (i pinealociti), prodotta con un ritmo circadiano, cioè, prodotta maggiormente durante la notte; dalla molecola di triptofano, poi serotonina e poi melatonina. L'epifisi è costituita da una serie di cellule, dette pinealociti, da neuroni e da cellule di glia.

EPIFISI (GHIANDOLA PINEALE)

Associata all'epitalamo (attraverso un peduncolo che la collega alle abenule) Filogeneticamente deriva dall'occhio pineale (o parietale) dei rettili (organo fotorecettore) e presenta cellule che sono ancora in grado di sintetizzare opsina Tryptophan 5-Hydroxy-tryptophan Serotonin Tryptophan-5 Hydroxylase [TPOH) 5-Hydroxy-L-Tryptophan Decarboxylase (AADC) "CO Habenular nucleus Piortery Hypothalamuse Oxygen tetrahydrobiopterin tetrahydrobiopterin Pineal gland Co-enzyme A Serotonin-N-acetyl Transferase [AANAT) Melatonin S-adenosyl S-adenosyl L-homocysteine L-methionine N-Acetyl-serotonin Acetyl-serotonin O-methyltransferase (ASMT) EPIFISI Pinealociti Neuroni Cellule di Glia Diversi distretti del nostro corpo hanno recettori per la melatonina, ad esempio, a livello della retina, nel midollo spinale, nelle gonadi. La funzione della melatonina quando si trova in organi periferici è quella di controllo del periodo della riproduzione. Moltissimi tessuti sono in grado di produrre melatonina al di fuori dell'epifisi come la pelle, l'apparato digerente, che avrà funzione antiossidante, le cellule la producono per proteggersi dalle specie reattive che sono specie ossidative (invecchiamento, infezione) che, se accumulate portano a dei danni. L'epifisi dopo 6 Arteria ipofisario superiore Vasi portali Ipofisi anteriore (adenoipofisi) Ipofisi posteriore neuroipofisi) V. ipofisaria EPIFISI produce la melatonina La produzione avviene con un ritmo circadiano, ed è maggiore nelle ore notturne 4a-hydroxy Acetyl CoA Epithalamus IPOTALAMO-IPOFISI hypothalamic Arcuate nucleus