Sistema endocrino e nervoso: funzioni e interazioni in Biologia

SISTEMA ENDOCRINO

DEFINIZIONE: IL SISTEMA ENDOCRINO è costituito da ORGANI GHIANDOLARI localizzati in varie sedi e dotati di una specifica azione regolatrice. La FUNZIONE viene esercitata attraverso la secrezione di sostanze -> ORMONI riversate direttamente nel circolo sanguigno. L'azione ormonale si attua attraverso il legame con recettori presenti sulle cellule. Il COMPLESSO ORMONE-RECETTORE agisce sulla FUNZIONALITA' cellulare modificando il comportamento. Il SISTEMA ENDOCRINO contribuisce al mantenimento della omeostasi.

Cooperazione con il Sistema Nervoso

Il sistema endocrino COOPERA con il SISTEMA NERVOSO per:

1. fornire risposte agli stimoli interni ed esterni
2. mantenere un ambiente interno stabile

I due sistemi lavorano in sinergia: · Il sistema endocrino utilizza gli ormoni per trasmettere i propri messaggi chimici, producendo risposte lente ma durature nelle cellule bersaglio . Il sistema nervoso si avvale di impulsi elettrici e di neurotrasmettitori per inviare segnali attraverso i vari distretti corporei, agendo in modo rapido e reversibile Il confine tra i due sistemi non è netto, esistono alcune cellule nervose specializzate: CELLULE NEUROSECRETRICI capaci di svolgere una duplice funzione:

1. trasmettere impulsi nervosi
2. rilasciare ormoni

Componenti del Sistema Endocrino

IL SISTEMA ENDOCRINO (=sitema di comunicazione che utilizza messaggi chimici a conduzione lenta) è FORMATO DA: -> IPOTALAMO >> IPOFISI > TIROIDE > GHIANDOLA SURRENALE > GONADI

• EPIFISI

>> PARATIROIDE >> TIMO >> ISOLE PANCREATICHE

Gli Ormoni

Gli ORMONI sono messaggeri chimici capaci di trasmettere informazioni da una cellula all'altra. Vengono CLASSIFICATI in base a:

Natura Chimica degli Ormoni

> NATURA CHIMICA:

• AMINE:
• CATECOLAMINE -> derivano dalla tirosina e sono rilasciate dalla midollare surrenale
• ORMONI TIROIDEI -> sintetizzati nella tiroide (TIROXINA e TRIIODOTIRONINA)- ORMONI PROTEICI E PEPTIDICI: sono sintetizzati come pre-ormoni, sono impacchettati nelle vescicole e prima della secrezione vengono ulteriormente processati nella forma attiva da endopeptidasi
• STEROIDI E ORMONI LIPIDICI: vengono legate a proteine plasmatiche

Raggio d'Azione degli Ormoni

> RAGGIO DI AZIONE

• ORMONI PARACRINI: agiscono legandosi ai recettori presenti sulle cellule adiacenti alle ghiandole che li hanno prodotti
• ORMONI AUTOCRINI:hanno come bersaglio le stesse cellule che li hanno secreti

Modalità d'Azione degli Ormoni sulle Cellule Bersaglio

> MODALITA' IN CUI AGISCONO SULLE CELLULE BERSAGLIO:

• ormoni LIPIDI sono LIPOSOLUBILI -> sono legati a specifiche proteine di trasporto. Una volta raggiunta la cellula bersaglio, tali ormoni diffondono al suo interno attraverso Ia membrana plasmatica, legandosi ai recettori specifici che si trovano nel citoplasma o nel nucleo. Il complesso ormone-recettore si lega al DNA in corrispondenza di specifici geni che vengono attivati o disattivati. II DNA viene trascritto in mRNA che dirige la sintesi di specifiche proteine nei ribosomi e le proteine prodotte modificano l'attività della cellula provocando, in fal modo, la risposta all'ormone.
• ormoni PEPTIDICI, sono IDROSOLUBILI -> sono costituiti da catene di amminoacidi e non possono attraversare con facilità le membrane cellulari Essi si legano a recettori specifici presenti sulla membrana della cellula bersaglio, costituiti da grosse molecole glicoproteiche. La parte rivolta verso il citoplasma si chiama dominio citoplasmatico !! Tali ormoni idrosolubili si comportano da primi messaggeri !! Dopo la formazione del legame ormone-recettore, il dominio citoplasmatico mette in moto una cascata di reazioni che provoca una modificazione dell'attività della cellula. - > reazione che converte ATP in AMP-ciclico (secondo messaggero) L'AMP ciclico attiva diverse proteine enzimatiche, le quali innescano una cascata di reazioni che determinano la risposta cellulare. Dopo breve tempo l'cAMP viene inattivato e la risposta della cellula bersaglio cessa.

Interazioni tra Ormoni

Le INTERAZIONI TRA ORMONI: SINERGISMO: 2 ormoni hanno lo stesso effetto anche se agiscono con meccanismi diversi. La loro interazione produce un effetto maggiore della somma dei loro singoli effetti. Es. Glucagone + Adrenalıma PERMISSIVISMO: un ormone non può espletare completamente il suo effetto se non è presente un secondo ormone ANTAGONISMO: due ormoni hanno azione fisiologica opposta Es. Glucagone e Insulina

Processi Fisiologici Regolati dagli Ormoni

Gli ormoni regolano diversi processi fisiologici:

• la digestione (ormoni pancreatici)- la crescita e sviluppo dell'organismo
• il metabolismo
• la riproduzione

Trasporto degli Ormoni

- COME FUNZIONA IL TRASPORTO DEGLI ORMONI? ci riferiamo ad ormoni steroidei (aldosterone, cortisolo) e tiroidei -> la GHIANDOLA ENDOCRINA secerne l'ormone nel circolo sanguigno -> L'ORMONE è LIBERO e può:

1. essere legato al suo trasportatore
2. viene DEGRADATO (= vengono degradati mentre sono liberi nel sangue da "Peptidasi")
3. RECETTORE dell'ormone : si legano ai recettori di membrana e vengono degradati da enzimi lisosomiali delle cellule bersaglio, dopo essere stati internalizzati mediante endocitosi-> EFFETTI BIOLOGICI

Controllo della Secrezione Ormonale

-> CONTROLLO DELLA SECREZIONE ORMONALE Il RILASCIO degli ormoni NON è CONTINUO MA avviene nel corso di brevi scariche. E' regolata da:

• segnali provenienti dal sistema nervoso
• modificazioni chimiche nel sangue
• ormoni prodotti da altre ghiandole

La liberazione di ormoni da parte del sistema endocrino è regolata da meccanismi di FEEDBACK:

-> feedback negativo: in cui la risposta smorza lo stimolo che l'ha generata -> feedback positivo: in cui la risposta amplifica lo stimolo che l'ha prodotta

Le Principali Ghiandole Endocrine

LE PRINCIPALI GHIANDOLE ENDOCRINE:

1. Ipotalamo

secerne OSSITOCINA, ORMONE ANTIDIURETICO e FATTORI DI RILASCIO(= i quali agiscono inibendo o stimolando la secrezione di altri ormoni -> SONO I PRECURSORI DEGLI ORMONI RILASCIATI IN IPOFISI)

2. Ipofisi

L'ipofisi si trova alla base del cranio alloggiata nella sella turcica. Si compone di 2 strutture:

• ADENOIPOFISI: nella parte anteriore, di origine epiteliale.
• NEUROIPOFISI: nella parte posteriore, di origine nervosa.

L'ipofisi è strettamente legata all'ipotalamo attraverso connessioni nervose della corteccia cerebrale. Secerne numerosi ormoni, tutti peptidici, alcuni dei quali agiscono e altri stimolano. A sua volta l'ipofisi è controllata dall'ipotalamo sia attraverso terminazioni nervose, sia attraverso "fattori di rilascio".

Neuroipofisi

-> LA NEUROIPOFISI: non è una vera e propria ghiandola MA SVOLGE LA FUNZIONE DI DEPOSITO per i 2 ORMONI PRODOTTI DALL'IPOTALAMO=

• VASOPRESSINA : mantiene la volemia del sangue
• OSSITOCINA: induce contrazioni al momento del parto

Adenoipofisi

-> LA ADENOIPOFISI: secerne vari ormoni=- GH (growth H.) o dell'accrescimento o ormone somatotropo: agisce sulle strutture muscolari e regolando l'accrescimento.

• ACTH (ormone adrenocorticotropo): stimola la corteccia delle ghiandole surrenali a produrre cortisolo.
• TSH (ormone tireotropo): stimola la tiroide.
• FSH (ormone follicolo stimolante): stimola la maturazione del follicolo ovarico e la spermatogenesi.
• LH (ormone luteinizzante): permette la formazione del corpo luteo.
• PRL (prolattina): stimola la ghiandola mammaria al produzione del latte dopo la gravidanza.

Patologie da Anomala Produzione di Ormoni Ipofisari

-> PATOLOGIE CAUSATE DA ANOMALA PRODUZIONE DI ORMONI IPOFISARI

• GIGANTISMO
• ACROMEGALIA
• NANISMO

3. Epifisi

Le cellule più rappresentate sono i pinealociti. I PINEALOCITI producono l'ormone melatonina -> ritmo circadiano.

4. Tiroide

• si trova nella parte anteriore del collo
• forma a farfalla con 2 LOBI uniti da un ponte centrale detto ISTMO
• COMPOSTO: da piccole vescicole dette -> FOLLICOLI TIROIDEI, le quali hanno il compito di sintetizzare, accumulare e secernere gli ormoni tiroidei.

Le CELLULE FOLLICOLARI sintetizzano e riversano nella colloide la TIREOGLOBULINA (proteina globulare che agisce come precursore degli ormoni tiroidei T3=triiodotironina e T4= tiroxina). Nello SPAZIO INTERSTIZIALE tra i follicoli troviamo le CELLULE PARAFOLLICOLARI (cellole C) che sintetizzano e secernono l'ormone CALCITONINA -> REGOLA LA CONCENTRAZIONE PLASMATICA DEL CALCIO. GLI ORMONI TIROIDEI SONO LA TRIIODOTIRONINA (T3) E TIROXINA (T4). Dalla tireoglobulina si produce tiroxina che è la forma inattiva della triiodotironina. La sintesi degli ormoni tiroidei è possibile in presenza di una sufficiente quantità di iodio, introdotto con la dieta. A livello gastro-intestinale si forma ioduro, che viene assorbito e passa in circolo. La tireoglobulina, lunga catena proteica presente nella colloide, lega lo iodio a livello dei residui di tirosina, presenti nella sua struttura. T4 e T3 circolano legati a proteine plasmatiche come L'ALBUMINA.

Azione degli Ormoni Tiroidei

-> AZIONE DEGLI ORMONI TIROIDEI:

• NECESSARI PER LO SVILUPPO DEL SITEMA NERVOSO CENTRALE
• indispensabili per la crescita, metabolismo basale
• SINTESI PROTEICA- AZIONE TERMOGENETICA: contribuiscono alla spesa energetica ed alla produzione di calore. Tale azione dipende da aumento dell'attività metabolica dei tessuti.

Patologie Legate alla Tiroide

-> PATOLOGIE LEGATE ALLA TIROIDE:

• IPOTIROIDISMO: gozzo,debolezza ...
• IPERTIROIDISMO: insonnia, tachicardia ..

5. Paratiroidi

• sono 4 piccole ghiandole che si trovano davanti alla tiroide
• Producono PARATORMONE -> antagonismo della calcitonina = AUMENTA la concentrazione di calcio nel sangue

Patologie delle Paratiroidi

-> PATOLOGIE PARATIROIDI:

• IPERPARATIROIDISMO: caratterizzata dall'aumento di paratormone
• IPOPARATIROIDISMO: caratterizzata dalla diminuzione del paratormone
• MALATTIE OSSEE

6. Ghiandole Surrenali

divise in 2 parti:

1) Corticale Surrenale

1) CORTICALE SURRENALE, a sua volta divisa in 3 parti che sintetizza e secerne ormoni diversi:

• RETICOLARE -> testosterone -> ANDROGENI
• FASCICOLATA -> cortisolo -> GLUCOCORTICOIDI = promuove la formazione di glucosio nel sangue. IL CORTISOLO ha molti effetti sull'organismo come la mobilitazione di riserve energetiche, riduce le infiammazioni e a lungo andare deprime il sistema immunitario.
• GLOMERULARE-> aldosterone -> MINERALCORTICOIDI = aumentare il volume del sangue e di conseguenza la pressione sanguigna

2) Midollare Surrenale

2) MIDOLLARE SURRENALE-> CATECOLAMINE come:

• ADRENALINA -> stimola nelle cellule muscolari, la glicogenolisi e nelle cellule epatiche, oltre alla glicogenolisi, anche la gluconeogenesi. Negli adipociti stimola la lipolisi liberando acidi grassi e glicerolo nel sangue.
• NORADRENALINA -> implicata nell'aumento della pressione sanguigna

7. Pancreas Endocrino

Il pancreas, nei gruppi cellulari che formano le isole del Langherans, produce l'ormone INSULINA. Nelle altre producono l'ormone GLUCAGONE. E' sia ESOCRINO (acini pancreatici) che ENDOCRINO con 3 TIPI DI CELLULE:

• ALFA-> GLUCAGONE = aumento della glicemia stimolando la scissione del glicogeno in glucosio
• BETA -> INSULINA = agisce abbassando la glicemia nel sangue. I principali effetti dell'insulina sono il muscolo, fegato e tessuto adiposo.
• DELTA -> SOMATOSTATINA