Sistema endocrino

IL SISTEMA ENDOCRINO

Indice

Tutto chiaro? Proviamo

Prima di iniziare

Bibliografia e sitografia

Introduzione e contenuti

Facciamo il punto

Autori

Prima di iniziare

Omeostasi

Tessuto epiteliale

Introduzione

Il compito principale del sistema è il controllo e la regolazione dell'organismo ( ), che svolge in coordinazione con il sistema nervoso. Caratteristica fondamentale è la comunicazione a distanza con i vari organi che lo compongono (infatti è l'unico sistema o apparato del corpo le cui parti non sono a contatto), grazie all’azione di messaggeri chimici chiamati ormoni. Gli ormoni sono secreti dalle cellule endocrine, isolate (sistema endocrino diffuso) o raggruppate in ghiandole endocrine, in base a un complesso sistema di stimoli e risposte.Il sistema endocrino regola gran parte degli aspetti della nostra vita biologica, per cui la sua disfunzione può portare a gravi malattie, che presentano sempre le caratteristiche di un eccesso o carenza di una qualche sostanza.

omeostasi

endocrino

1. Ormoni

2. Secrezione ormonale

4. Sistema nervoso ed endocrino

3. Cellule e ghiandole endocrine

5. Malattie del sistema endocrino

Gli ormoni

ormoni

Gli sono particolari molecole segnale, alla base del sistema di controllo endocrino, che interagiscono con le cellule del corpo, modificandone l’attività cellulare:

• aumento del ritmo della divisione cellulare
• variazione della sintesi proteica (attivano o disattivano particolari geni)
• regolazione del

Il ciclo degli ormoni: Secreti da alcune cellule specifiche (cellule endocrine) Viaggiano su lunghe distanze attraverso il circolo sanguigno, oppure su brevi distanze nel caso di ormoni e Si legano solamente alle cellule bersaglio che possiedono i recettori adatti al tipo di ormone e agiscono su di esse, provocando una risposta

metabolismo

autocrini

paracrini

In base alla loro natura chimica, gli ormoni si dividono in:

• peptidici: proteine o brevi catene polipeptidiche, idrosolubili
• steroidei: derivanti del colesterolo, liposolubili
• derivanti da amminoacidi: singoli amminoacidi, sia idrosolubili che liposolubili

La natura chimica non influenza l’effetto dell’ormone su una cellula (esso dipende invece dalla cellula bersaglio), bensì il suo meccanismo di azione:

La secrezione ormonale

Il sistema endocrino è, insieme al sistema nervoso, il principale garante dell'omeostasi all'interno del corpo. La secrezione degli ormoni, infatti, non avviene in maniera continua, ma "quando ce n'è bisogno" per mantenere stabili le condizioni interne del corpo. Per questa ragione, l'attività delle cellule e ghiandole endocrine si basa sul meccanismo di feedback positivo o negativo.

Inizialmente, una ghiandola viene stimolata a produrre ormoni da:

• Ormoni prodotti da un'altra ghiandola (ipotalamo stimola l'ipofisi, che a sua volta stimola tiroide e gonadi)
• Impulsi elettrici (produzione di adrenalina nel surrene in caso di pericolo)
• Sostanze disciolte nel sangue (glicemia per il pancreas e calcemia per le paratiroidi)

Una volta che inizia a produrre ormoni, è indotta a continuare finchè non riceve una risposta dalle cellule bersaglio che la induca a

continuare la secrezione ormonale: feedback positivo (poco frequente) es. contrazioni uterine e rilascio di ossitocina

fermare la secrezione ormonale: feedback negativo (più frequente) es. glicemia e insulina

Le cellule e le ghiandole endocrine

Epifisi

Ipotalamo

Le cellule che secernono ormoni si chiamano cellule endocrine: nel loro insieme, esse costituiscono il sistema endocrino. Possono trovarsi isolate e sparse per il corpo in altri tessuti e organi (x es. produzione di gastrina nello stomaco o vitamina D sulla cute), oppure raggruppate a formare le ghiandole endocrine. Le ghiandole endocrine, come quelle esocrine, sono formate da tessuto epiteliale, tranne ipotalamo, ipofisi posteriore ed epifisi. Le ghiandole endocrine spesso svolgono più funzioni, oltre a quella ormonale: x es. l'ipotalamo fa anche parte del sistema nervoso centrale, mentre le gonadi di quello riproduttore

Ipofisi (anteriore e posteriore)

Tiroide e paratiroidi

Timo

Ghiandola surrenale

Pancreas

Gonadi: ovaie o testicoli

Sistema nervoso ed endocrino

Il sistema nervoso e quello endocrino sono strettamente collegati (sistema neuroendocrino), perché entrambi hanno una funzione di controllo e coordinazione dell’attività cellulare di tutto il corpo.

Sistema nervoso:

• recettori omeostatici esterni
• a contatto, attraverso segnali elettrici
• azione rapida e focalizzata, ma effetti di breve durata

Sistema endocrino:

• recettori omeostatici interni
• a distanza, attraverso segnali chimici
• azione lenta, ma diffusa e di lunga durata (fino ad alcune ore)

Nonostante le differenze, i due sistemi comunicano e interagiscono tra di loro attraverso: 1. secrezione di neurormoni: molecole di natura ormonale, ma capaci di trasmettere segnali nervosi (adrenalina) 2. ipotalamo + ipofisi: punto di collegamento tra i due sistemi

Ipotalamo e ipofisi

L'ipotalamo è il punto di interazione tra il sistema nervoso ed endocrino: controlla gli stimoli esterni e interni del corpo grazie al sistema nervoso centrale e regola di conseguenza l'ipofisi.L' ipofisi è la più importante ghiandola endocrina, situata alla base del cranio, sotto l’ipotalamo: su comando dell'ipotalamo, regola l'azione di tutte le altre ghiandole. Essa è divisa in

• lobo anteriore,

• lobo posteriore,

adenoipofisi

neuroipofisi

Epifisi

L’epifisi produce l’ormone melatonina, il cui rilascio avviene con il buio, mentre l’esposizione ai raggi solari ne inibisce il rilascio. Questo ormone è coinvolto nella regolazione dei ritmi biologici, ad esempio il fotoperiodismo, ovvero l’insieme dei cambiamenti che si verificano in un animale in occasione delle modificazioni stagionali nella durata del giorno.

Tiroide e paratiroidi

La tiroide è costituita da un tessuto che comprende strutture sferoidali cave dette follicoli, entro i quali è contenuta una sostanza chiamata colloide. Nelle pareti dei follicoli sono presenti due tipi di cellule, le quali producono rispettivamente:

- I tireociti: disposti attorno al lume follicolare producono l’ormone tiroideo, ovvero una miscela di due molecole, la tiroxina (T4) e la triiodotironina (T3). - Le cellule C: si trovano tra i tireociti e non si affacciano verso il lume, producono la calcitonina.

L'ormone tiroideo

L’attività della tiroide è controllata:- Dall’ipotalamo, che produce il fattore di rilascio (THR). - Dalle cellule ipofisariche che, stimolate dal fattore di rilascio, si attivano e producono l’ormone tireotropina (THS), il quale stimola la tiroide a produrre l’ormone tiroideo. Inizialmente i tireociti producono la tireoglobulina, la quale attraversando il lume viene legata a un certo numero di atomi di iodio. Nel momento in cui l’organismo necessita di un ormone tiroideo, i tireociti frammentano la tireoglobulina, ottenendo tante piccole molecole T3 e T4. Per la produzione di questi ultimi è indispensabile lo iodio: in caso di scarsa disponibilità, le molecole di T3 e T4 liberate non potranno legarsi ai recettori specifici presenti nelle cellule bersaglio.

L’ormone tiroideo incrementa il metabolismo cellulare nella maggior parte dei tessuti e ha un ruolo cruciale durante lo sviluppo e la crescita in quanto promuove l’assorbimento di amminoacidi e la sintesi proteica.

La regolazione della calcemia

La regolazione dei livelli di calcio ematico è di cruciale importanza nell’omeostasi dell’organismo; una deviazione dei normali livelli può causare gravi conseguenze a livello di vari apparati.La calcitonina, l’ormone paratiroideo e la vitamina D controllano i diversi sistemi per regolare i livelli di calcio ematico.

La vitamina D

Con il termine vitamina si intende una sostanza di cui l’organismo ha bisogno, ma che non è in grado di sintetizzare autonomamente. Dal momento che l’organismo dispone delle vie metaboliche per sintetizzare la vitamina D, di fatto questa sostanza non è una vitamina in senso stretto.Essa viene sintetizzata nella cute a partire dal colesterolo per effetto della radiazione ultravioletta; una volta sintetizzata la vitamina D può venire rilasciate nel circolo sanguigno e raggiunge la cellula bersaglio. In realtà nel momento in cui viene rilasciata dalla cute non possiedono elevata attività biologica; tuttavia nel suo passaggio attraverso il fegato e i reni viene modificata in una forma attiva, il calcitriolo. Il calcitriolo svolge diverse funzioni: - Aumenta l’assorbimento di calcio da parte delle cellule dell’intestino. - Nei reni riduce l’eliminazione di calcio con le urine. - Aumenta la mobilizzazione del calcio della matrice ossea. - Esercita un feedback negativo sulle cellule delle paratiroidi, riducendo la produzione di PTH.

Pancreas

Le cellule pancreatiche si trovano raggruppate in piccole formazioni dette isole di Langerhans, disperse nel tessuto esocrino. Al loro interno è possibile distinguere tre tipi di cellule, che contribuiscono a mantenere costante la glicemia.- Le cellule beta producono l’insulina. - Le cellule alfa producono l’ormone glucagone. - Il cellule delta producono l’ormone somatostatina.

Pancreas

L’insulina abbassa la glicemia:

Il glucagone alza la glicemia:

La somatostatina

Quando la glicemia si abbassa oltre certi limiti, le cellule alfa si attivano e secernono glucagone. Questa agisce sul fegato con effetti opposti all’insulina, stimola le cellule epatiche a scindere il glicogeno e rilasciare nel sangue le molecole di glucosio prodotte.

Quando il livello ematico di glucosio è troppo alto, le cellule beta secernono l’insulina che ne facilita l’assorbimento nel fegato, attivando il suo accumulo sotto forma di glicogeno. Quando questo ormone o il suo recettore mancano, come nel caso del diabete, il glucosio non può entrare nelle cellule e si accumula nel sangue.

Viene rilasciata dalle cellule gamma in risposta a un rapido aumento nel sangue della concentrazione di glucosio. Questo ormone svolge una funzione inibitoria sia nei confronti della secrezione di insulina sia di glucagone.

Surrene: regione midollare

All’interno delle ghiandole surrenali si riconoscono due regioni distinte: la prima è un nucleo profondo, chiamato regione midollare. Posto sotto il controllo del sistema nervoso produce l’ormone adrenalina e l’ormone noradrenalina. Entrambi sono molecole idrosolubili ed entrambi riconoscono i medesimi recettori sulle cellule bersaglio. L’adrenalina agisce su entrambi i recettori β-adrenergici e α-adrenergici, mentre la noradrenalina agisce prevalentemente sui recettori α-adrenergici.

L’adrenalina provoca effetti differenti: - un aumento della frequenza cardiaca e della contrattilità del miocardio; - produce una dell’apparato digerente - legandosi ai recettori del fegato e del tessuto adiposo stimola la lisi del glicogeno per ottenere il glucosio e la demolizione dei depositi di lipidi per ricavarne acidi grassi.

vasocostrizione

Surrene: regione corticale

Prova tu!

La seconda componente, più esterna, delle ghiandole surrenali è la regione corticale, dove vengono prodotte diverse classi di ormoni steroidei utilizzando il colesterolo.- I glucocorticoidi influenzano la concentrazione ematica del glucosio intervengono in alcuni aspetti del metabolismo dei lipidi, delle proteine e dei carboidrati. - I mineralcorticoidi regolano l’equilibrio idro-elettrolitico dei liquidi extracellulari. - Gli steroidi sessuali entrano in gioco durante la pubertà e sono coinvolti nello sviluppo sessuale e nei processi anabolici; L’adulto produce solo una piccola quantità di ormoni sessuali.

Il principale ormone mineralcorticoide è l’aldosterone, stimola rene a riassorbire il sodio e a eliminare il potassio. Il più rappresentativo tra i glucocorticoidi è il cortisolo che stimola le cellule a ridurre il consumo di glucosio e utilizzare come fonti chimiche di energia lipidi e proteine; inoltre limita temporaneamente le reazioni del sistema immunitario in una situazione di stress.

Gonadi

Le gonadi sono organi deputati alla produzione sia di gameti (sistema riproduttivo), che di ormoni sessuali (sistema endocrino). Esse secernono ormoni chiamati steroidi. Gli steroidi maschili (androgeni) sono prodotti dalle cellule interstiziali nei testicoli. L'ormone più importante tra gli steroidi maschili è il testosterone.Quelli femminili sono prodotti nelle ovaie e i più importanti sono il progesterone e gli estrogeni (estradiolo).Gli steroidi sessuali determinano i caratteri sessuali primari (organi riproduttivi) e quelli secondari (peli, tono di voce, sviluppo della massa muscolare), sono indispensabili per lo sviluppo dei gameti e determinano il sesso del feto.

Gonadi

La produzione di ormoni aumenta intorno ai 12-13 anni. Durante l’infanzia e l’età adulta la sintesi degli steroidi è controllata da due ormoni ipofisari: l’ormone luteizzante (LH) e l'ormone follicolostimolante (FSH). Questi sono detti gonadotropine e sono a loro volta regolate da un ormone ipotalamico (GnRH).

Timo

Il timo è una ghiandola che oltre alla funzione endocrina, svolge quella immunitaria. Tuttavia, negli individui adulti svolge solo la funzione endocrina, riducendosi anche in dimensioni. Gli ormoni prodotti dal timo sono la timosina, la quale stimola la produzione delle cellule coinvolte nella risposta immunitaria, e la timopoietina, coinvolta nel processo di definizione del self.

Prova tu!

Malattie del sistema endocrino

Ipofisi

Le patologie legate all'ipofisi possono portare al nanismo o al gigantismo, dovuti a una ridotta o eccessiva attività dell’ormone somatotropo che agisce sulla crescita delle ossa. Se quest’ormone viene eccessivamente prodotto in età adulta, si ha la condizione di acromegalia (ispessimento delle ossa di mani piedi e mascelle). Anche il diabete insipido è un disturbo legato all’ipofisi, dovuto alla mancata produzione di ADH.

Tiroide

L’ipertiroidismo (eccessiva attività della tiroide) può dipendere da un tumore o da un’eccessiva produzione di TSH. I sintomi sono irritabilità, alta frequenza cardiaca, metabolismo accelerato, magrezza ed esoftalmo ("occhi a palla"). La forma di ipertiroidismo più comune è il morbo di Graves. Una dieta carente di iodio può generare un ipotiroidismo (attività insufficiente) il cui sintomo principale è il gozzo (ingrossamento del collo). Una forma comune è dovuto dalla tiroidite autoimmune di Hashimoto.

Paratiroidi

Le patologie legate alle paratiroidi sono l’ipoparatiroidismo (attività insufficiente), che causa la diminuzione delle quantità e della consistenza del tessuto osseo, e l’iperparatiroidismo (attività eccessiva), più rara rispetto all'ipotiroidismo, comporta problemi ai muscoli.

Surrene

Le patologie legate al surrene sono dovute all’ipofunzionalità e all’iperfunzionalità della porzione corticale. Il disturbo più frequente è la malattia di Cushing, il cui sintomo è un’eccessiva produzione di glucocorticoidi ed è causata da un tumore della regione corticale.

Pancreas

La disfunzione legata al pancreas è il diabete mellito, i cui sintomi sono polifagia e polidipsia (fame e sete eccessiva) e la poliuria (produzione eccessiva di urina). Ne esistono di due tipi: Il diabete mellito di tipo 1: causato dalla distruzione delle cellule ꞵ da parte del sistema immunitario e dall’incapacità di produrre insulina. È una malattia potenzialmente mortale. Il diabete mellito di tipo 2: insorge in individui adulti a causa della scarsa risposta delle cellule bersaglio all’insulina. È meno grave rispetto a quello di tipo 1 e può essere contrastato con una dieta adeguata.

Che cos'è il diabete?

Doping

Il termine doping viene usato, in italiano, in ambito sportivo e indica il ricorso a sostanze illecite atte a migliorare le prestazioni atletiche. Le sostanze usate come doping sono molte e di vario tipo, ma le più utilizzate sono ormoni. Vista la loro grande diffusione, gli atleti vengono sottoposti a test (detti antidoping) che permettono di individuare chi fa uso di tali sostanze illecite.

Doping

• Inizialmente le sostanze usate erano le , ora cadute in disuso. Il loro uso continuo procura dipendenza fisica, disturbi alimentari e del sonno e problemi circolatori.

• Gli stimolano la produzione di masse muscolari. Gli anabolizzanti comportano innalzamento del tasso di colesterolo, ipertensione, danni al fegato e all’apparato circolatorio, impotenza e maggiore probabilità di ammalarsi di cancro.

amfetamine

ormoni anabolizzanti

Doping

eritropoietina (EPO)

• L’ che stimola la produzione di globuli rossi, ricercata per questo dagli sportivi che compiono uno sforzo prolungato. Con il tempo sono state sintetizzate molecole analoghe all'EPO, come la dynepo e la CERA (quest'ultima mantiene sempre attivo il ricettore dell'EPO), che permettono di eludere i test antidoping.

• L’ viene usato per stimolare la crescita corporea e l’aumento delle masse muscolari.

ormone della crescita

Facciamo il punto

Il sistema endocrino: funzioni e ghiandole

How do your hormones work?

3D anatomy

Tutto chiaro? Proviamo:

Quali tipi di ormoni si depositano sulla membrana plasmatica, senza attraversarla? A) Gli ormoni liposolubili B) Gli ormoni steroidei e alcuni derivanti da amminoacidi C) Gli ormoni derivanti da amminoacidi D) Gli ormoni peptidici e alcuni derivanti da amminoacidi

Quale delle seguenti affermazioni riguardo all'ipofisi non è corretta? A) è costituita da un lobo anteriore, l'adenoipofisi, e uno posteriore, la neuroipofisi B) controlla il rilascio dei neurormoni nell'ipotalamo C) è la ghiandola che controlla, sotto gli impulsi nervosi ipotalamici, tutto il sistema endocrino D) è la sede di produzione dell'ormone della crescita e la prolattina

Quale tra le seguenti affermazioni riguardo all’adrenalina e alla noradrenalina non é corretta? A) sono ormoni idrosolubili che derivano dall’amminoacido tirosina. B) l’adrenalina agisce su più cellule bersaglio, determinando molteplici effetti. C) l’adrenalina riconosce i recettori α-adrenergici, la noradrenalina i β-adrenergici. D) l’adrenalina riconosce sia recettori α-adrenergici sia β-adrenergici.

Quali sono gli ormoni prodotti dal pancreas endocrino? A) Amilasi, lipasi e proteasi. B) Glucagone. C) Glucagone, insulina e somatostatina. D) Albumina.

Quale malattia è legata a una disfunzione del pancreas? A) Acromegalia B) Diabete insipido C) Diabete mellito

Quali sono gli ormoni prodotti dalle gonadi? A) Melatonina e prolattina B) Testosterone, progesterone e estrogeni C) Timopoietina e timosina

Bibliografia

Sadava D., Hillis D., Craig Heller H., Berembaum M. :La nuova biologia.blu - seconda edizione (febbraio 2016), Zanichelli, Bologna

Sitografia

https://www.endocrinologiaoggi.it/2011/06/sistema-endocrino/

https://www.liceoalighieri.edu.it/userfiles/doc/Il%20sistema%20endocrino.pdf

https://online.scuola.zanichelli.it/cavazzutiterrabiologia3ed-files/powerpoint/Cavazzuti_powerpoint_52075_c9.pdf

https://online.scuola.zanichelli.it/conosciamoilcorpoumano/files/2010/04/Conosciamo_il_corpo_umano_cap9.ppt

presentazione diBuzzacchino, Catapano, Corino